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Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit Einzeladerabdichtung nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
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Derartige Steckverbinder werden benötigt, um ein elektrisches Kabel reversibel trennen und wieder verbinden zu können. Dabei wird an dem Kabel ein Steckverbinder angebracht, welcher mit einem Gegensteckverbinder an einem weiteren Kabel elektrisch und mechanisch verbunden werden kann.
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Bei derartigen Steckverbindern ist es üblich, die elektrischen Leiter über Schneidklemmen elektrisch zu kontaktieren. Eine Möglichkeit elektrische Leiter einfach über Schneidklemmen zu kontaktieren ist beispielsweise aus der
DE 10 2011 000 460 A1 bekannt.
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Die
DE 198 36 631 A1 zeigt einen Isolierkörper eines Steckverbinders, der aus einem Anschlussteil und einem Kontaktierungsteil gebildet ist. Innerhalb des Anschlussteiles können einzelne Leiter eines mehradrigen Kabels eingeführt werden, wobei die einzelnen Leiter innerhalb des Anschlussteiles s-förmig verlaufen. Das Kontaktierungsteil ist mit Schneidklemmen ausgestattet, die beim Zusammenfügen von Anschlussteil und Kontaktierungsteil die einzelnen Leiter elektrisch kontaktieren.
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Auch aus der
DE 10 2012 103 708 B3 ist ein Steckverbinder mit einen Isolierkörper bekannt, der in ein Gehäuse eines Steckverbinders einsetzbar ist, der aus einem Anschlussteil und einem Kontaktierungsteil gebildet ist, wobei das Kontaktierungsteil Kontaktierungsmittel umfasst und das Anschlussteil Ausnehmungen umfasst, in welche einzelne Leiter eines mehradrigen Kabels festklemmbar sind, wobei das Anschlussteil und das Kontaktierungsteil zusammensteckbar sind, wodurch die einzelnen Leiter des mehradrigen Kabels mit den einzelnen Kontaktierungsmitteln elektrisch kontaktierbar sind, wobei das Anschlussteil über Mittel verfügt, die die einzelnen Leiter entlang der Ausnehmungen des Anschlussteils zumindest in einem Bereich unterschiedlich weit in radialer Richtung ausrichten.
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Nachteilig wirkt sich bei allen aus dem Stand der Technik bekannten Steckverbindern aus, dass diese nur für die Aufnahme von runden, oder annähernd runden Kabeln mit einem glatten Kabelmantel vorgesehen sind. Die Abdichtung im Steckverbinder ist meist mit der Zugentlastung für das Kabel in einem Klemmring realisiert.
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Damit sowohl die Zugentlastung als auch die Abdichtung des Kabels, also die Abdichtung des Inneren des Steckverbinders zur Umwelt, funktionieren, müssen Kabel verwendet werden, die ebensolche Eigenschaften aufweisen. Die Kabel müssen annähernd rund sein und müssen eine relativ glatte Oberfläche am Kabelmantel aufweisen.
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Aufgabenstellung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Steckverbinder vorzugstellen, der eine Zugentlastung für angeschlossene Kabel realisiert, auch wenn die Kabel keine glatte und runde Kontur aufweisen. Neben der Zugentlastung soll auch eine Abdichtung des Inneren des Kabels gegen über der Umwelt sichergestellt werden, so dass die inneren Bauteile des Steckverbinders vor eindringenden Partikeln, sowie Feuchtigkeit geschützt sind.
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Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei der Erfindung handelt es sich um einen Steckverbinder, der aus einem Grundkörper, eine Klemmhülse und einem Kabeleinsatz gebildet wird. Der Steckverbinder bildet auf seiner in Steckrichtung vorderen Seite eine Steckseite die zur Kontaktierung mit einem Gegensteckverbinder vorgesehen ist. Auf der in Steckrichtung hinteren Seite bildet der Steckverbinder eine Kabelanschlussseite.
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Im Grundkörper des Steckverbinders ist zumindest ein, vorzugsweise vier elektrische Kontaktelemente vorgesehen. Die elektrischen Kontaktelemente sind dabei entweder im Grundkörper direkt eingepresst, oder in diesem vergossen, sofern der Grundkörper aus einem isolierenden Material besteht. Hier sind Grundkörper aus Kunststoff vorteilhaft.
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Jedoch ist auch eine Ausführungsform denkbar, in welcher der Grundkörper aus Metall besteht. Um hier die Kontaktelemente aufzunehmen ist im Grundkörper ein Isolierkörper vorgesehen. Dieser ist wiederum aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material beschaffen, z.B. Kunststoff, nimmt die Kontaktelemente auf und ist mit dem Grundkörper verbunden.
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Die im Grundkörper aufgenommen Kontaktelement bilden die elektrische Verbindung zwischen einem angeschlossenen Kabel und einem Gegensteckverbinder. Dazu bilden die Kontaktelement an der Steckseite Buchsen- oder Stiftkontakte. Diese können mit Kontakten des Gegensteckverbinders kontaktieren.
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Auf ihrer zweiten Seite ragen die Kontaktelement in eine Aufnahme, welche sich auf der Kabelanschlussseite befindet. In der Aufnahme bilden die Kontaktelemente Schneidklemmkontakte. Die Schneidklemmkontakte sind zum Anschluss von einzelnen Litzen, oder Adern einen angeschlossenen elektrischen Kabels vorgesehen.
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An der Außenseite der Aufnahme ist ein Gewinde vorgesehen, welches in ein korrelierendes Gewinde im Inneren der Klemmhülse einschraubbar ist. Durch Aufschrauben der Klemmhülse auf die Aufnahme, und somit Kabelanschlussseite des Steckverbinders, wird dieser montiert.
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Im Inneren der Annahme, wo auch die Schneidklemmkontakte der Kontaktelemente angeordnet sind, ist der Kabeleinsatz des Steckverbinders vorgesehen. Dieser erfüllt mehrere Funktionen.
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Zum einen umfasst der Kabeleinsatz ein Führungselement. Das Führungselement ist zum Führen von einzelnen Adern eines angeschlossenen Kabels vorgesehen. Dazu verfügt das Führungselement über zwei Arten von Kanälen.
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Je Ader des angeschlossenen Kabels ist ein Leiterkanal vorgesehen in welchen die Ader eingeführt wird. Der Leiterkanal ist im Wesentlichen axial ausgerichtet, und leitet die Ader im Inneren in einer S-förmigen Bahn durch das Führungselement.
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Zusätzlich ist zu jedem Leiterkanal ein Schneidklemmkanal vorgesehen. Auch diese sind im Wesentlichen axial im Führungselement angeordnet, so dass jeweils der eine Schneidklemme bildende Bereich eines Kontaktelements in diesem aufgenommen ist.
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Jeweils im quer zur Steckrichtung liegenden Bereich des S-förmigen Leiterkanal schneiden sich die Leiter- und Schneidklemmkanäle. So ist eine Kontaktierung der Ader mittels der Schneidklemme möglich. Durch den S-förmigen Leiterkanal wird die Ader in die Schneidklemme geführt und kann von dieser isolationsdurchdringend Kontaktiert werden.
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Neben dem Führungselement besteht der Kabeleinsatz aus einem Klemmelement welches zur mechanischen Fixierung eines angeschlossenen Kabels vorgesehen ist. Dazu verfügt das Klemmelement über mehrere flexible Klemmarme, die gegen die Steckrichtung in die Klemmhülse ragen.
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Durch Aufschrauben der Klemmhülse auf den Grundkörper werden die Klemmarme des Klemmelements radial nach innen zusammengedrückt. Ein durch das Klemmelement geführtes Kabel wird zwischen den Klemmarmen verklemmt und so am Steckverbinder mechanisch fixiert.
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Durch die Ausführung des Klemmelements mit mehreren, einzeln beweglichen Klemmarmen ist eine Fixierung von Kabeln mit nicht runden Querschnitten möglich. Im Gegensatz zu bekannten Lösungen mit einer runden Dichtung die einheitlich auf den gesamten Umfang des Kabels Kraft ausübt, wirken die Klemmarme einzeln auf ein Kabel. Dabei ist die Form des Kabels nebensächlich. Auch Kabel, die nicht an jeder Stelle den gleichen Außendurchmesser aufweisen, können so mechanisch fixiert werden.
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Die einzelnen Klemmarme des Klemmelements sind auf einer Grundfläche angeordnet. Die Grundfläche ist zweckmäßig für die Kabelverschraubung rund ausgebildet, wobei die Klemmarme kreisförmig angeordnet sind.
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Die Grundfläche dient gleichzeitig als Anschlag für ein anzuschließendes elektrisches Kabel. Lediglich die einzelnen Adern des Kabels sollen durch die Grundfläche geführt werden. Dafür sind in der Grundfläche Bohrungen vorgesehen, durch welche jeweils eine Ader des Kabels gesteckt werden kann.
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Zweckmäßig sind die Bohrungen jeweils einem Leiterkanal des Führungselements zugeordnet, wobei jeweils eine Bohrung und ein Leiterkanal fluchtend ausgerichtet sind. Ein Führen einer Ader durch Grundfläche und das Führungselement wird so ermöglicht.
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Erfindungsgemäß besteht der Kabeleinsatz neben dem in Steckrichtung angeordneten Führungselement und dem gegen die Steckrichtung angeordneten Klemmelement des Weiteren aus deinem Dichtelement. Das Dichtelement ist dabei zwischen Führungselement und Klemmelement angeordnet.
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Die Form des Dichtelements ist im entspricht im Wesentlichen einem Kreis, der den Umfang der Aufnahme des Grundkörpers sowie der Grundfläche das Klemmelements entspricht. Dadurch kann das Dichtelement zwischen dem Klemmelement und der Aufnahme gepresst werden und so das Eindringen von Umwelteinflüssen in den Steckverbinder verhindern.
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In den Bereichen der Bohrungen in der Grundfläche des Klemmelements, sowie der Leiterkanäle sind in dem Dichtelement ebenfalls Bohrungen vorgesehen. Die Bohrungen im Dichtelement sind jedoch kleiner dimensioniert als die Bohrungen der Grundfläche und der Leiterkanäle. Dadurch wird sichergestellt, dass eine Ader eines anzugschließenden Kabels leicht durch die Bohrung in der Grundfläche des Klemmelements, sowie die Leiterkanäle im Führungselement geführt werden können.
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Das Dichtungselement soll an den Bohrungen eng um die Adern des anzuschließenden Kabels liegen um das Eindringen von Umwelteinflüssen zu verhindern.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Dichtelements und die Verklemmung dieses zwischen dem Klemmelement und der Aufnahme wird die erfindungsgemäße Aufgabe zur Abdichtung des Steckverbinders gelöst.
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Ausführungsbeispiel
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung eines Steckverbinders mit angeschlossenem Kabel;
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2 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Steckverbinders; und
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3 eine Schnittdarstellung eines Steckverbinders.
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Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.
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Die 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Steckverbinders 1 mit angeschlossenem Kabel 10. Das Kabel 10 ragt in die Kabelanschlussseite 12 des Steckverbinders 1. Gegenüber der Kabelanschlussseite 12 weist der Steckverbinder 1 eine Steckseite 11 auf, welche zur Kontaktierung mit einem Gegensteckverbinder vorgesehen ist.
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Die Steckseite 11 ist umgeben von einem Gewinde 5, welches zur mechanischen Fixierung des Steckverbinder 1 mit einem Gegengewinde am Gegensteckverbinder vorgesehen ist. Zweckmäßig ist das Gewinde 5 drehbar auf einem Grundkörper 2 des Steckverbinders 1 vorgesehen.
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Der Grundkörper 2 bildet die Form des Steckverbinders 1 und ist zur Aufnahme von Kontaktelementen vorgesehen. Die Kontaktelemente bilden dabei an der Steckseite 11 Buchsen- oder Stiftkontakte zur Kontaktierung eines Gegensteckverbinders.
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Kabelanschlussseitig umgibt eine Klemmhülse 4 den Grundkörper 2 des Steckverbinders 1. Die Klemmhülse 4 ist zur mechanischen Fixierung des Kabels 10, sowie zur Abdichtung des Innenraums des Steckverbinders 1 vorgesehen.
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Die inneren Elemente des Steckverbinders 1 sind in der 2 erkennbar. Die 2 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht des Steckverbinders 1. Der Grundkörper 2 ist an der Steckseite 11 von dem drehbar gelagerten Gewinde 5 umgeben. Dem gegenüber bildet der Grundkörper 2 an der Kabelanschlussseite 12 eine Aufnahme 7.
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Die Aufnahme 7 ist als rückseitig offene Hülse ausgebildet, wobei die Außenseite der Aufnahme 7 als Außengewinde – hier nicht dargestellt – ausgebildet ist. Das Gewinde der Aufnahme 7 dient zum Aufschrauben der Klemmhülse 4, welche an ihrer Innenseite ein korrespondierendes Innengewinde aufweist.
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Die Klemmhülse 4 verfügt an der Kabelanschlussseite 12 über eine kreisrunde Öffnung, durch welche ein anzuschließendes Kabel 10 eingeführt werden kann. Der innere, kabelanschlussseitige Bereich der Klemmhülse 4 ist kegelförmig zulaufend ausgestaltet, wie auch in 3 erkennbar.
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Der kegelförmig zulaufende Bereich der Klemmhülse 4 dient zur mechanischen Fixierung eines Kabels 10. Dazu wird ein Klemmelement 32 beim Aufschrauben der Klemmhülse 4 auf den Grundkörper 2 in den kegelförmigen Bereich gepresst. Durch die kegelförmige Ausgestaltung wird das Klemmelement 32 radial nach innen gedrückt und so eine Kraft auf ein eingeführtes Kabel generiert.
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Dazu sind in dieser Ausführungsform dem Klemmelement 32 Klemmarme angeformt. Durch den kegelförmigen Bereich der Klemmhülse 4 werden die Klemmarme auf ein eingeführtes Kabel 10 gedrückt und fixieren dieses im Steckverbinder 1.
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Die Klemmarme sind auf einer Grundfläche des Klemmelements 32 kreisförmig angeordnet, dass ein Kabel 10 in der Mitte zwischen den Klemmarmen angeordnet werden kann. In der Grundfläche des Klemmelements 32 sind weiterhin Bohrungen vorgesehen.
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Die Bohrungen im Klemmelement 32 sind axial in Steckrichtung ausgerichtet und jeweils zur Durchführung einer Ader eines anzuschließenden Kabels 10 vorgesehen.
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In Steckrichtung ist dem Klemmelement 32 ein Dichtelement 33 angeformt. Zweckmäßig ist sind Klemmelement 32 und Dichtelement 33 einteilig als 2-Komponenten-Spritzgusselement hergestellt.
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Das Dichtelement 33 ist zur Abdichtung des Innenraums des Steckverbinders 1 gegenüber der Umwelt vorgesehen. Dazu dichtet das kreisförmige Dichtelement 33 zwischen dem Klemmelement 32 und dem hülsenförmigen Kragen der Aufnahme 7 ab. Durch Aufschrauben der Klemmhülse 4 wird das Klemmelement 32 auf das Dichtelement 32 gedrückt, welches wiederum auf den kabelanschlussseitigen Rand der Aufnahme 7 gepresst wird. Eine Abdichtung des Steckverbinders 1 ist so gewährleistet.
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Zur Durchführung der Adern eines anzuschließenden Kabels 10 sind dem Dichtelement 33 ebenfalls wie dem Klemmelement 32 in Steckrichtung axial ausgerichtete Bohrungen vorgesehen. Dies haben dieselben Positionen wie die Bohrungen im Klemmelement 32.
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Im Gegensatz zu den Bohrungen im Klemmelement 32 sind die Bohrungen im Dichtelement 33 jedoch kleiner dimensioniert. Die Dimensionierung der Bohrungen ist abhängig vom Leiterquerschnitt des anzuschließenden Kabels. Die Bohrungen des Klemmelements 32 sollen etwas größer als die Aderstärke sein, die Bohrung des Dichtelements 33 etwas geringer.
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Durch eine derartige Dimensionierung der Bohrungen wird sichergestellt, dass die Adern leicht durch das Klemmelement 32 geführt werden können, und gleichzeitig das Dichtelement 33 die Adern abdichtet.
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In Steckrichtung vor dem Dichtelement 32 ist ein Führungselement 31 vorgesehen, welches in der Aufnahme 7 des Grundkörpers 2 aufgenommen wird. Das Führungselement 31 ist für die Aufnahme und Führung der einzelnen Adern des Kabels 10 vorgesehen.
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In dieser speziellen Ausführungsform ist das Führungselement 31 zur Aufnahme und S-förmigen Führung der Einzeladern ausgelegt. Die S-förmige Führung der Adern wird benötigt, um diese mit Schneidklemmkontakten in der Aufnahme 7 zu kontaktieren. Die Ausgestaltung derartiger Schneidklemmkontaktierungen ist aus dem Stand der Technik bereits vielfach bekannt und wird hier nicht weiter erläutert.
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Das Führungselement 31, des Klemmelement 32 und das Dichtelement 33 bilden zusammen den Kabeleinsatz 3 der im Inneren des Steckverbinder 1 aufgenommen ist. Verschraubt wird der Kabeleinsatz 3 von der Klemmhülse 4 an der Kabelanschlussseite 12 des Steckverbinders 2.
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Der Steckverbinder 1 mit angeschlossenem Kabel 10 aus 1 ist in der 2 noch einmal in einer Schnittdarstellung gezeigt. Die Darstellung reduziert sich auf die Kabelanschlussseite 12 des Steckverbinders.
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Erkennbar ist die kegelförmig zulaufende Struktur der Klemmhülse 4 im in Steckrichtung hinteren Bereich. Diese sorgt für ein für eine Klemmung des Kabels 10 durch die Klemmarme des Klemmelements 32. Die Klemmhülse 4 ist mittels des Innengewindes auf das Außengewinde der Aufnahme 7 aufgeschraubt.
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Die Klemmhülse 4 drückt so den Kabeleinsatz 3 in die Aufnahme 7. Durch den axial in Steckrichtung gerichteten Druck auf das Klemmelement 32 wird das Dichtelement 33 zwischen Klemmelement 32 und der Aufnahme 7 gepresst und dichtet den Steckverbinder 1 gegen Umwelteinflüsse ab.
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Die Adern des Kabels 10 werden durch die Bohrungen des Klemmelements 32, sowie Bohrungen des Dichtelements 33 in Leiterkanäle 311 des Führungselements 31 geführt. Durch eine Dimensionierung der Bohrungen des Dichtelements 33, die kleiner als der Durchmesser der Adern sind, wird eine Abdichtung der Adern durch das Dichtelement 33 gewährt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckverbinder
- 11
- Steckseite
- 12
- Kabelanschlussseite
- 2
- Grundkörper
- 3
- Kabeleinsatz
- 31
- Führungselement
- 311
- Leiterkanal
- 32
- Klemmelement
- 33
- Dichtelement
- 331
- Bohrung
- 4
- Klemmhülse
- 7
- Aufnahme
- 10
- Kabel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011000460 A1 [0003]
- DE 19836631 A1 [0004]
- DE 102012103708 B3 [0005]
