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Die Erfindung betrifft eine elektrische Steckvorrichtung mit einem Vorderteil und einem Hinterteil, die über einen Schraubmechanismus miteinander verschraubt werden. Die elektrische Steckvorrichtung umfasst ferner eine Kabeldurchführung zum Hindurchführen eines Kabels sowie eine Zugentlastung zum Festklemmen des Kabels.
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Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl unterschiedlicher elektrischer Stecker mit den verschiedensten Zugentlastungen bekannt. So gibt es beispielsweise Zugentlastungen nach dem Prinzip einer Würgeklemme, andere Zugentlastungen arbeiten mit rotierenden Klemmbacken und wieder andere Zugentlastungen quetschen das Kabel mittels einer Schraubklemme oder dergleichen ein. Sämtliche der bekannten Zugentlastungen haben Defizite in Bezug auf die Bedienbarkeit, die Klemmwirkung oder die Funktionalität. Bei den meisten bekannten Steckvorrichtungen muss die Zugentlastung nach dem Zusammenschrauben der beiden Gehäuseteile zusätzlich bedient werden; es erfolgt keine automatische Klemmung des Kabels beim Zusammenschrauben. Es ist also ein zusätzlicher Arbeitsschritt erforderlich, um die Zugentlastung zu betätigen. Dies ist relativ aufwendig und umständlich.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Steckvorrichtung mit einer Zugentlastung zu schaffen, die beim Zusammenschrauben eines Gehäusevorderteils und eines Gehäusehinterteils automatisch aktiviert wird. Die Zugentlastung sollte dabei eine ausreichend hohe Klemmkraft aufbringen und möglichst einfach aufgebaut sein.
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Gemäß der Erfindung wird eine elektrische Steckvorrichtung mit einem Vorderteil und einem Hinterteil, die über einen Schraubmechanismus miteinander verschraubt werden, und mit einer Zugentlastung zum Festklemmen eines Kabels vorgeschlagen, wobei die Zugentlastung wenigstens einen um eine Achse schwenkbar gelagerten Klemmbacken umfasst. Die Zugentlastung umfasst dabei ferner ein in einer Längsrichtung bewegliches erstes Teil, ein Rotations-Translations-Getriebe, das eine Schraubbewegung zwischen dem Vorderteil und dem Hinterteil in eine translatorische Längsbewegung des ersten Teils umsetzt, und einen Stellmechanismus, der eine Längsbewegung des ersten Teils in eine Querbewegung des wenigstens einen Klemmbackens umsetzt. Eine solche Zugentlastung hat den wesentlichen Vorteil, dass ein in einer Kabeldurchführung befindliches Kabel sowohl durch eine Querbewegung als auch durch eine Rotationsbewegung des wenigstens einen Klemmbackens festgeklemmt wird, wodurch sich die Klemmkraft erhöht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der wenigstens eine Klemmbacken am ersten Teil gelagert.
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Die erfindungsgemäße Zugentlastung umfasst vorzugsweise mehrere Klemmbacken, wie z. B. zwei, drei, vier, fünf, sechs oder sieben Klemmbacken, die um eine Kabeldurchführung herum angeordnet sind. Im Falle von zwei Klemmbacken sind diese vorzugsweise genau gegenüberliegend angeordnet.
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Zum Erzeugen einer Querbewegung des wenigstens einen Klemmbackens kann grundsätzlich ein beliebiger Stellmechanismus eingesetzt werden. Der Stellmechanismus kann beispielsweise eine oder mehrere Führungen in Form von Keilflächen, Nuten, Langlöchern oder dergleichen aufweisen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Stellmechanismus eine Kreuzführung, die den wenigstens einen Klemmbacken führt. Eine solche Kreuzführung umfasst beispielsweise zwei kreuzweise angeordnete Flächen, kreuzweise angeordnete Langlöcher oder kreuzweise angeordnete Nuten.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Zugentlastung ferner einen Mitnehmermechanismus, der eine Schraubbewegung zwischen dem Vorderteil und dem Hinterteil auf ein Drehteil überträgt. Das Drehteil wirkt dabei über das Rotations-Translations-Getriebe auf das erste Teil, so dass das erste Teil bei einer Drehbewegung des Drehteils eine translatorische Bewegung in der Längsrichtung ausführt.
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Der Stellmechanismus ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass der wenigstens eine Klemmbacken bei einer Längsbewegung des ersten Teils auch eine Schwenkbewegung ausführt. Zur Realisierung der Schwenkbewegung kann der Stellmechanismus beispielsweise ein Führungselement aufweisen, das mit dem wenigstens einen Klemmbacken zusammenwirkt und eine Rotation des Klemmbackens bewirkt, wenn dieser am Führungselement vorbei läuft. Das Führungselement kann beispielsweise ein Nocken sein. Wahlweise könnten natürlich auch andere Führungen, wie z. B. Flächen, Nuten, Rampen, Vorsprünge, etc. vorgesehen sein. Das Führungselement ist vorzugsweise am zweiten Teil des Stellmechanismus angeordnet.
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Der Stellmechanismus ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass der wenigstens eine Klemmbacken bei einer Längsbewegung des ersten Teils neben einer Querbewegung auch eine Längsbewegung ausführt. Zur Realisierung der Längsbewegung ist der Stellmechanismus vorzugsweise entsprechend ausgelegt und kann z. B. einen Keilmechanismus mit aufeinander gleitenden Keilflächen oder eine Kreuzführung umfassen.
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Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung umfasst die Zugentlastung neben dem in Längsrichtung beweglichen ersten Teil auch ein in Längsrichtung nicht bewegliches zweites Teil. Der wenigstens eine Klemmbacken ist in diesem Fall vorzugsweise am ersten und am zweiten Teil gelagert.
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Das vorstehend genannte zweite Teil ist vorzugsweise ein separat zum Gehäuseteil des Steckers ausgebildetes Bauteil. Es könnte aber auch einstückig mit dem Gehäusevorderteil oder dem Gehäusehinterteil ausgebildet sein.
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Bei der Ausführungsform mit einem in Längsrichtung beweglichen ersten Teil und einem nicht beweglichen zweiten Teil ist der wenigstens eine Klemmbacken vorzugsweise zwischen zwei im Winkel zueinander stehenden Keilflächen gelagert, die am ersten Teil und am zweiten Teil vorgesehen sind.
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Das erste und das zweite Teil umfassen vorzugsweise jeweils eine Führung für den wenigstens einen Klemmbacken. Bei der Führung handelt es sich vorzugsweise um eine Kreuzführung, an der der wenigstens eine Klemmbacken gelagert ist.
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Eine bevorzugte Ausführungsform umfasst eine im zweiten Teil angeordnete Nut und eine im ersten Teil angeordnete Nut, die kreuzweise zueinander verlaufen. Der wenigstens eine Klemmbacken ist beispielsweise über einen Führungszapfen oder eine Achse in den beiden Nuten angeordnet und wird somit in Querrichtung und in Längsrichtung verstellt, wenn das erste Teil eine Längsbewegung ausführt.
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Gemäß einer speziellen Ausführungsform umfasst der Stellmechanismus eine Feder, die den wenigstens einen Klemmbacken in Richtung einer Klemmposition vorspannt.
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Das vorstehend genannte Rotations-Translations-Getriebe umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Rampenflächen, welche eine Drehbewegung in eine Längsbewegung des ersten Teils umsetzen.
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Das vorstehend genannte Drehteil hat vorzugsweise eine stirnseitige Stützfläche, die in einem Zustand, in dem das Vorderteil und das Hinterteil vollständig zusammengeschraubt sind, an einer korrespondierenden Stützfläche des ersten Teils angreift, so dass kein Drehmoment auf das Drehteil zurück übertragen wird, wenn das erste Teil in Öffnungsrichtung belastet wird.
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Bei dem Schraubmechanismus, mit das Vorderteil und das Hinterteil verschraubt werden, kann es sich z. B. um einen Bajonettverschluss oder jeden beliebigen anderen bekannten Schraubmechanismus handeln.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Explosionsansicht einer Zugentlastung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine vergrößerte Ansicht eines zweiten Teils der Zugentlastung von 1;
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3 eine vergrößerte Ansicht eines Klemmbackens der Zugentlastung von 1;
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4 die Zugentlastung von 1 in einer Klemmposition, wobei die Zugentlastung teilweise zusammengebaut ist;
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5 die Zugentlastung von 1 in einem gelösten Zustand, wobei die Zugentlastung teilweise zusammengebaut ist;
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6 eine seitliche Schnittansicht eines elektrischen Steckers mit einem Vorderteil und einem Hinterteil sowie einer im Stecker integrierten Zugentlastung gemäß 1, wobei sich die Zugentlastung in einer Klemmposition befindet; und
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7 eine seitliche Schnittansicht eines elektrischen Steckers mit einem Vorderteil und einem Hinterteil sowie einer im Stecker integrierten Zugentlastung gemäß 1, wobei sich die Zugentlastung im gelösten Zustand befindet.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine Zugentlastung zum Festklemmen eines elektrischen Kabels, die beispielsweise in das Hinterteil 1 eines elektrischen Steckers integrierbar ist. Die Zugentlastung umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei gegenüberliegend angeordnete Klemmbacken 4, die sich beim Zusammenschrauben zweier Gehäuseteile 1, 7 (siehe beispielsweise 6) automatisch in einer Querrichtung Q aufeinander zubewegen und dadurch ein in einer Kabeldurchführung 8 angeordnetes Kabel (nicht gezeigt) festklemmen. Die beiden gegenüberliegend angeordneten Klemmbacken 4 führen darüber hinaus eine Rotations- bzw. Schwenkbewegung aus, wodurch die Klemmkraft nochmals verstärkt wird.
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Die vorstehend beschriebene Zugentlastung wird durch eine Schraubbewegung der beiden Gehäuseteile 1, 7 automatisch aktiviert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine Schraubbewegung der beiden Gehäuseteile 1, 7 mittels eines Getriebemechanismus, der ein Rotations-Translations-Getriebe 3b, 5b; 3d, 5d und einen Stellmechanismus 9 mit den Elementen 2a, 3a, 2f, 4f, 6 umfasst, in eine vorgegebene Bewegung der Klemmbacken 4 umgesetzt.
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Im Einzelnen wird die Schraubbewegung zunächst mit Hilfe des Rotations-Translations-Getriebes 3b, 5b; 3d, 5d in eine Längsbewegung eines ersten Teils 3 umgesetzt. Die Längsbewegung des ersten Teils 3 wird dann über den Stellmechanismus 9 in eine Quer- und Längsbewegung der Klemmbacken 4 umgesetzt. Außerdem werden die Klemmbacken 4 rotierend angetrieben.
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Der Getriebemechanismus umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Drehteil 5, das vom Gehäusevorderteil 7 beim Zuschrauben bzw. Aufschrauben des Steckers in der jeweiligen Drehrichtung mitgenommen wird. Das Drehteil 5 ist hier als Drehhülse ausgeführt, könnte aber auch jede beliebige andere Form aufweisen.
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An der im Bild oben liegenden Stirnseite des Drehteils 5 sind Schließrampen 5b vorgesehen, die mit korrespondierenden, am ersten Teil 3 vorgesehenen Schließrampen 3b zusammenwirken, wodurch das erste Teil 3 in einer Längsrichtung L nach oben gedrückt wird, wenn die beiden Gehäuseteile 1, 7 miteinander verschraubt werden.
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Das Drehteil 5 umfasst ferner Öffnungsrampen 5d, die mit entsprechenden, am ersten Teil vorgesehenen Öffnungsrampen 3d zusammenwirken, wenn die beiden Gehäuseteile 1, 7 aufgeschraubt werden, wodurch das erste Teil 3 in Längsrichtung L nach unten gezogen und der Klemmmechanismus mit den Klemmbacken 4 geöffnet wird. Das Drehteil ist in Längsrichtung L feststehend angeordnet. Die Rampenflächen 3b, 5b; 3d, 5d sind Bestandteil eines Rotations-Translations-Getriebes, das eine Drehbewegung des Drehteils 5 in eine translatorische Bewegung des ersten Teils 3 in Längsrichtung L umsetzt.
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Das Drehteil 5 umfasst an seiner dem ersten Teil 3 zugewandten Stirnseite ferner Stützflächen 5c, die an korrespondierenden Stützflächen 3c des ersten Teils 3 angreifen, wenn die beiden Gehäuseteile 1, 7 vollständig zusammengeschraubt sind. Da die Stützflächen 5c, 3c in Längsrichtung L zeigen, bleibt der zugespannte Zustand der Zugentlastung energielos erhalten, ohne dass ein Drehmoment auf das Drehteil 5 zurück wirkt. Darüber hinaus umfassen das Drehteil 5 als auch das erste Teil 3 jeweils Stützflächen 3e, 5e (siehe 6), die die Zugentlastung energielos im geöffneten Zustand halten.
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Der Stellmechanismus 9 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Kreuzführung mit mehreren im ersten Teil vorgesehenen Nuten 3a und mehreren im zweiten Teil 2 vorgesehene Nuten 2a, die kreuzweise zueinander verlaufen. Die Klemmbacken 4 haben jeweils eine Achse 4a, die auf beiden Seiten in den Nuten 2a und 3a geführt wird. Wenn sich das erste Teil 3 beim Zuschrauben der beiden Gehäuseteile 1, 7 nach oben bewegt, bewegen sich die beiden Klemmbacken 4 innerhalb der Nuten 2a, 2b aufeinander zu und gleichzeitig auch in Längsrichtung L nach oben. Außerdem führen die Klemmbacken 4 eine Schwenkbewegung aus, wodurch die Klemmkraft nochmals verstärkt wird.
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Wenn sich das erste Teil 3 beim Aufschrauben der beiden Gehäuseteile 1, 7 nach unten bewegt, bewegen sich die gegenüberliegend angeordneten Klemmbacken 4 voneinander weg und nach unten. Außerdem führen die Klemmbacken 4 eine Schwenkbewegung aus, wodurch das elektrische Kabel freigegeben wird.
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Das zweite Teil 2 der Zugentlastung ist ein separates Bauteil, könnte aber einstückig mit dem Gehäusehinterteil 1 gebildet sein.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist für jeden der Klemmbacken 4 eine Feder 6 vorgesehen, welche den jeweiligen Klemmbacken in Richtung einer Klemmposition vorspannt, in der das Kabel festgeklemmt wird. Die Federn 6 sind als Spiralfedern ausgeführt, die an ihren Enden jeweils nach außen weg ragende Schenkel aufweisen, von denen sich einer am Klemmbacken und der andere am ersten Teil 3 der Zugentlastung abstützt.
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2 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht des zweiten Teils 2 von 1. Wie zu erkennen ist, umfasst das zweite Teil 2 vier schräg zur Längsrichtung L verlaufende Führungsnuten 2a, von denen jeweils zwei in gegenüberliegenden seitlichen Wänden angeordnet sind. An der Innenseite der beiden Wände befinden sich jeweils zwei Führungsnocken 2g mit Öffnungsrampen, die mit einer rückseitigen Fläche 4f (siehe 3) der Klemmbacken 4 zusammenwirken. Wenn sich der Klemmmechanismus der Zugentlastung öffnet, bewegen sich die beiden Klemmbacken 4 voneinander weg und relativ zum zweiten Teil 2 auch nach unten. Die rückseitige Fläche 4f der Klemmbacken 4 gleitet dabei entlang der Öffnungsrampen 2f nach unten. Der Führungsnocken 2g versetzt die Klemmbacken 4 dabei in Drehung, so dass sie aus der Kabeldurchführung heraus schwenken und diese frei geben.
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Beim Zusammenschrauben der beiden Gehäuseteile 1, 7 bewegen sich die Klemmbacken 4 entlang der Öffnungsrampen nach oben und drehen sich unter Einwirkung der Federn 6 in die Kabeldurchführung hinein, so dass sie gegen das Kabel drücken und dieses festklemmen. Im vollständig geschlossenen Zustand liegen die Abstützflächen 5c, 3c aufeinander, wodurch die Klemmbacken 4 in der Klemmposition verriegelt werden.
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3 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Klemmbackens 4 von der Rückseite, an der die Funktionsfläche 4f des Klemmbackens 4 gut zu erkennen ist.
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4 zeigt die Zugentlastung von 1 im zusammengebauten Zustand in Kombination mit einem Vorderteil 7 des elektrischen Steckers, wobei der Mitnehmermechanismus 5g, 7g der Zugentlastung gut zu erkennen ist. Die Zugentlastung befindet sich hier in einer Klemmposition, in der ein in der Kabeldurchführung 8 befindliches Kabel (nicht gezeigt) zwischen den Klemmbacken 4 festgeklemmt wäre. Eine in Längsrichtung L zeigende Stützfläche 5c des Drehteils 5 liegt dabei an einer korrespondierenden Stützfläche 3c des ersten Teils an, wodurch die Klemmbacken 4 in der Klemmposition gehalten werden.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der Mitnehmermechanismus zwei am Vorderteil 7 angeordnete Vorsprünge 7g, die in korrespondierende Aussparungen 5g eingreifen, welche am Drehteil 5 vorgesehen sind. Wenn der elektrische Stecker auf- oder zugeschraubt wird, wird die Schraubbewegung über den Mitnehmermechanismus 5g, 7g auf das Drehteil 5 übertragen. Dadurch wird die Zugentlastung gleichzeitig mit dem Zusammen- oder Aufschrauben des Steckers betätigt, wie vorstehend beschrieben wurde.
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Das Vorderteil 7 umfasst ferner mehrere Klemmen 11, an denen die Enden von elektrischen Leitern eines Kabels festgeklemmt werden können.
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5 zeigt die Zugentlastung von 4 in einem gelösten Zustand. Ein in der Kabeldurchführung 8 befindliches Kabel (nicht gezeigt) wäre in diesem Fall frei gegeben. Die Klemmbacken befinden sich in einer zurückgezogenen Position. Eine in Längsrichtung L zeigende Stützfläche 5e des Drehteils 5 liegt dabei an einer korrespondierenden Stützfläche 3e des ersten Teils an, wodurch die Klemmbacken 4 offen gehalten werden.
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6 zeigt einen elektrischen Stecker, wie z. B. einen CEE-Stecker mit zwei Gehäuseteilen, nämlich einem Hinterteil 1 und einem Vorderteil 7. Abgesehen vom Mitnehmermechanismus 7g ist die Zugentlastung im Hinterteil 1 integriert. Die beiden Gehäuseteile 1, 7 sind miteinander verschraubt. Daher befinden sich die beiden Klemmbacken 4 an einer inneren Endposition, d. h. die beiden Achsen 4a der Klemmbacken 4 haben den geringsten Abstand zueinander. Die Klemmbacken 4 sind darüber hinaus in die Kabeldurchführung 8 hinein gekippt, wodurch die Klemmkraft noch verstärkt wird. Wenn die Klemmbacken 4 spiralförmig ausgeführt sind, ergibt sich aufgrund der Geometrie eine selbstzuziehende Wirkung, wodurch das Kabel sicher gehalten werden kann.
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7 zeigt den elektrischen Stecker von 6 in mit unverschraubten Gehäuseteilen 1, 7. Da die beiden Gehäuseteile 1, 7 separat voneinander angeordnet sind, befindet sich die Zugentlastung in der geöffneten Stellung. Die beiden Klemmbacken 4 befinden sich in der äußeren Endposition in einer aufrechten Stellung, in der sie einen relativ großen Querschnitt der Kabeldurchführung 8 freigeben. Eine in Längsrichtung L zeigende Stützfläche 5e des Drehteils 5 liegt dabei an einer korrespondierenden Stützfläche 3e des ersten Teils an, wodurch die Klemmbacken 4 offen gehalten werden.
