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Die Erfindung geht aus von einem gewinkelten Steckverbinder nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
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Derartige Steckverbinder werden benötigt, um elektrische Leitungen oder Anschlüsse reversibel miteinander zu verbinden. Steckverbinder und Gegensteckverbinder werden im Stand der Technik verwendet, um eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen zwei elektrischen Leitungen oder einer elektrischen Leitung und einem Gerät oder einer Installation herzustellen.
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Stand der Technik
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Die
DE 20 2006 003 204 U1 zeigt einen Steckverbinder, welcher als Stecker oder Anbaugehäuse ausgebildet ist. Der Steckverbinder besteht aus einem Steckverbindergehäuse, in welchem ein Isolierkörper mit elektrischen Kontakten aufgenommen ist. Die elektrischen Kontakte sind zum Anschluss von elektrischen Leitungen vorgesehen, welche auf der Rückseite des Steckverbinders aus dem Stecker oder Anbaugehäuse geführt werden.
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Die
DE 10 2015 113 786 A1 offenbart einen Steckverbinder, welcher rechtwinklig ausgebildet ist und einen zweiteiligen Isolierkörper aufweist. Dieser lässt sich aus zwei Richtungen in dem Steckverbindergehäuse montieren.
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Aus der
DE 10 2013 107 352 A1 ist ein elektrisches Kontaktelement bekannt. Dieses dient zur Kontaktierung eines elektrischen Litzenleiters und verfügt dafür über ein Spleißelement zum Auftrennen der einzelnen Litzen des Litzenleiters.
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Die
DE 200 12 284 U1 zeigt einen winkelförmigen elektrischen Steckverbinder, insbesondere für die Sensortechnik, mit einem aus Isolierstoff vorgefertigten Kontaktträger, in den Kontaktkanäle zur Aufnahme einzelner Kontakte eingearbeitet sind, sowie einem Griffkörper. Der Griffkörper weist Litzenkanäle zum Einstecken von Litzen auf. Die Litzenkanäle queren die Kontaktkanäle unter einem Winkel. Der Winkel ist größer 90° und kleiner gleich 180°, wie aus den Figuren zu entnehmen ist.
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Die
US 4,431,249 A offenbart einen männlichen oder weiblichen Anschlusssteckverbinder, welcher aus drei Teilen besteht, zwei Gehäusehälften und einem Innenteil. Das Innenteilweist eine Anzahl an Leiterdurchlässen auf, welche sich in eine erste und eine zweite Richtung erstrecken. Die Kontaktierung der Leiter erfolgt beim Zusammenfügen der einen Gehäusehälfte mit dem Innenteil.
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In der
DE 33 13 284 C2 ist ein elektrischer Stecker für Schwachstromanlagen, insbesondere der Fernmeldetechnik, gezeigt. Dieser besteht aus einem Gehäuseteil, einem darin gelagerten Steckerteil, einem Lagerblock und einer aus dem Gehäuse ragende Steckleiste. Im Lagerblock sind Kontaktelemente und Löcher angeordnet. Durch die Löcher werden die Adern einer Lahnlitzenleitung eingeführt und kontaktierend mit den Kontaktelementen verbunden.
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Die
DE 10 2010 011 614 A1 zeigt eine Kontaktierungseinrichtung. In dieser werden zur Kontaktierung von Litzenleitern Schneidklemmen eingesetzt.
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Aus der
DE 20 2008 008 809 U1 ist ein Gehäuse für Rundsteckverbinder bekannt. Dieses kann linear oder gewinkelt ausgestaltet sein.
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Gewinkelte Steckverbinder werden beispielsweise auch in der
US 2012/0100745 A1 und der
WO 2015/154450 A1 offenbart.
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Ferner ist die Verwendung von Schneidklemmen zum Kontaktieren im Stand der Technik bekannt.
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Nachteilig bei den bekannten Steckverbinderarten ist jedoch, dass nicht jede Form von Isolierkörper oder Steckverbindergehäuse mit jeder Art von Kontaktelement kombinierbar ist.
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Aufgabenstellung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen gewinkelten Steckverbinder vorzustellen, welcher insbesondere für die Verwendung mit Litzenleitern geeignet ist. Ferner soll der Steckverbinder kostengünstig herstellbar und einfach handhabbar sein.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder, welcher ein Steckverbindergehäuse, einen im Steckverbindergehäuse angeordneten Schneidbereich und einen im Steckverbindergehäuse angeordneten Kontaktbereich aufweist. Der Kontaktbereich ist zur Kontaktierung eines Gegensteckverbinders geeignet. Ferner weist der Steckverbinder eine Steckseite und eine, der Steckseite gegenüberliegende Anschlussseite auf, wobei die Steckseite und die Anschlussseite in einem Winkel zu einander angeordnet beziehungsweise ausgerichtet sind. Ein elektrischer Leiter ist von der Anschlussseite her in den Steckverbinder einführbar. Erfindungsgemäß sind der Schneidbereich und der Kontaktbereich auf der Steckseite angeordnet.
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Bei dem Leiter handelt es sich bevorzugterweise um einen mehraderigen Leiter, welche mehrere einzelne Leiter/ Litzen beinhaltet.
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Der Steckverbinder weist ein Steckverbindergehäuse auf. In diesem Steckverbindergehäuse sind der Schneidbereich und der Kontaktbereich angeordnet. Ferner weist das Steckverbindergehäuse eine Steckseite und eine Anschlussseite auf. Die Steckseite und die Anschlussseite sind bei den bekannten Steckverbindern meist auf einer Linie, einander gegenüberliegend beziehungsweise parallel zueinander ausgerichtet. Bei dem erfindungsgemäßen Steckverbinder sind die Steckseite und die Anschlussseite in einem Winkel zueinander angeordnet. Die Ebenen von Steckseite und Anschlussseite stehen im Wesentlichen senkrecht zueinander. Dies bietet den Vorteil, dass der Steckverbinder auch in schwerzugänglichen oder schmalen Bereichen eingesetzt werden kann.
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Der Kontaktbereich und der Schneidbereich sind auf der Steckseite des Steckverbindergehäuses angeordnet. Die Steckseite dient zur Kontaktierung eines Gegensteckverbinders und die Anschlussseite zum Anschluss eines Leiters. Der Anschluss eines Leiters erfolgt von der Anschlussseite in Richtung der Steckseite. Daher ist die Anschlussseite so ausgestaltet, dass der Leiter ohne Probleme eingeführt werden kann. Idealerweise weist die Anschlussseite zur sicheren Fixierung des Leiters eine Kabelverschraubung auf. Die Kabelverschraubung bietet den Vorteil, dass wirkende Zugkräfte und Belastungen vom Steckverbinder ferngehalten werden und so die Langlebigkeit der Steckverbindung erhöht wird.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Steckseite und die Anschlussseite in einem Winkel kleiner 180°, bevorzugterweise kleiner 135° insbesondere kleiner gleich 90°, zueinander angeordnet. Bei einem Winkel kleiner 180° ist bisher nur ein Steckverbinder mit individuell hergestellten Kontakten, etwa abgewinkelten Drehkontakten, möglich.
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Diese sind jedoch in der Herstellung teuer und sehr aufwendig zu bestücken. Der erfindungsgemäße Steckverbinder ermöglicht hingegen eine freie Konfektionierung trotz der zueinander gewinkelten Anordnung. Ein Winkel kleiner gleich 90° ist die Variante, welche in oder an einem Gerät am meisten Platz spart, da das Steckverbindergehäuse in dieser Ausgestaltung am kleinsten ausfällt, was die Länge und die Breite des gesamten Steckverbinders betrifft.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steckseite mindestens zweitteilig, wobei der Schneidbereich ein erstes Teilstück und der Kontaktbereich ein zweites Teilstück bildet. Durch die zweiteilige Ausgestaltung der Steckseite ist der durch die Anschlussseite eingeführte Leiter leichter zu kontaktieren. Die Kontaktierung des aufgenommenen Leiters erfolgt durch das Zusammenstecken von Schneidbereich und Kontaktbereich. Dies bietet den Vorteil, dass die Handhabung und Bestückung des Steckverbinders für einen Anwender leichter und so ohne Werkzeug möglich ist.
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Bevorzugterweise weist die Steckseite auf dem der Anschlussseite abgewandten Ende den Kontaktbereich auf, wobei der Kontaktbereich am entfernten Ende des abgewandten Endes in mindestens ein Kontaktelement übergeht. Der Übergang in mindestens ein Kontaktelement ermöglicht die Kontaktierung des Steckverbinders mit einem Gegensteckverbinder. Bei dem Kontaktelement kann es sich sowohl um einen Stiftkontakt als auch um einen Buchsenkontakt handeln.
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Auf dem der Anschlussseite zugewandten Ende der Steckseite ist der Schneidbereich angeordnet. Dadurch liegen sich Schneidbereich und Kontaktbereich vorteilhafter Weise gegenüber und können leicht von einem Anwender zusammengesteckt werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Schneidbereich eine Leiteraufnahme auf. Diese dient der Aufnahme des Leiters, welcher von der Anschlussseite her zur Steckseite geführt wird. Die Leiteraufnahme sichert den Leiter auf der Steckseite.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Leiteraufnahme mindestens eine Leiterhalterung auf, wobei die Leiterhalterung zur Fixierung des Leiters dient. Bei der Leiterhalterung handelt es sich um eine annährend u-förmige Kontur, insbesondere um die haltende Seite einer Schneidklemme, in welcher der zu schneidende Leiter gehalten ist. In die Leiterhalterung wird der Leiter eingelegt und dort sicher und fest fixiert.
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Vorteilhafterweise weist der Kontaktbereich mindestens eine Schneide auf, insbesondere eine Schneidklemme. Bei der Schneide handelt es sich um das Gegenstück zur Leiterhalterung des Schneidbereichs. Im Unterschied zur Leiterhalterung ist die Schneide jedoch scharfkantig ausgebildet, sodass sie eine Isolierung, genauer einen Mantel, des Leiters problemlos zerschneiden kann. Dabei wirkt die Schneide nur so stark, dass keine Litze innerhalb des Leiters beschädigt wird.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Schneide und die Leiterhalterung zusammensteckbar. Durch diese Kombination ist der Steckverbinder ohne Werkzeug oder andere Hilfsmittel konfektionierbar.
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Besonders vorteilhaft ist dabei, dass der Leiter durch die Verbindung von Schneidbereich und Kontaktbereich kontaktierbar ist und so Leistung oder ähnliches übertragen werden kann. Die Kombination aus Anschlussseite, Schneidbereich, Kontaktbereich und dem Übergang zu dem Kontaktelement ermöglichen eine sichere Übertragung von einem Steckverbinder auf einen Gegensteckverbinder.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Steckverbinder mindestens eine Dichtung auf, um ihn vor äußeren Umwelteinflüssen zu schützen. Idealerweise ist eine Dichtung auf der Anschlussseite, im Bereich der Kabelverschraubung, angeordnet. Eine weitere Dichtung könnte auf der Steckseite angeordnet sein, im Übergang zum eigentlichen Steckverbindergehäuse. So ist der Steckverbinder optimal geschützt.
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Ein Verfahren zur Konfektionierung eines Steckverbinders umfasst die folgenden Schritte:
- a) Einführen eines Leiters in das Steckverbindergehäuse über die Anschlussseite und durch den Winkel zwischen Steckseite und Anschlussseite,
- b) Einlegen und Fixieren des Leiters in der Leiterhalterung im Schneidbereich des Steckbereichs,
- c) Anpassen der Länge des Leiters an den Schneidbereich und bei Bedarf kürzen,
- d) Aufsetzen des Kontaktbereichs auf den Schneidbereich, wodurch die Isolierung des Leiters geschnitten und der Leiter so kontaktiert wird.
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Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Steckverbinders in Kombination mit dem Verfahren ist es möglich einen gewinkelten, feldkonfektionierbaren Steckverbinder vorzustellen, welcher von einem Anwender einfach und unkompliziert zu konfektionieren ist.
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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:
- 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Steckverbinders
- 2 eine perspektivische Darstellung eines Schneidbereichs
- 3 eine perspektivische Darstellung eines Kontaktbereichs
- 4 Darstellung der Verfahrensschritte zur Konfektionierung 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 Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Steckverbinders 1. Insbesondere handelt es sich hierbei um einen Rundsteckverbinder, genauer einen gewinkelten Rundsteckverbinder. In der 1 ist der Steckverbinder 1 mit seinem in diesem Ausführungsbeispiel zweiteiligen Steckverbindergehäuse dargestellt. Das Steckverbindergehäuse weist dabei aus einer Anschlussseite A und einer Steckseite S. Die Anschlussseite A und die Steckseite S sind in einem 90°-Winkel, also einem rechten Winkel, zueinander angeordnet.
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In der dargestellten Art besteht die Steckseite aus einem ersten Teilstück und einem zweiten Teilstück, welche miteinander verschraubbar sind. Alternativ kann die Verbindung zwischen den beiden Teilstücken der Steckseite S auch über eine Steck- oder eine Bajonettverbindung erfolgen.
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In dem Steckverbindergehäuse sind der Schneidbereich 2, der Kontaktbereich 3, der Leiter 4 und das Kontaktelement 5 aufgenommen. Dabei ist der Leiter 4 auf der Anschlussseite A aufgenommen. Im ersten Teilstück der Steckseite S befindet sich der Schneidbereich 2. Der Kontaktbereich 3 und daran anschließend das mindestens eine Kontaktelement 5 sind in dem zweiten Teilstück der Steckseite S aufgenommen. Die gesamte Steckseite S ist im Steckverbindergehäuse aufgenommen, welches zur besseren Darstellung teilweise transparent gezeigt ist.
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Bei dem Leiter 4 handelt es sich um ein Kabel, welches aus mehreren einzelnen isolierten Litzen besteht. Der Leiter 4 wird von einer Seite der Anschlussseite A in das Steckverbindergehäuse in Richtung des 90°-Winkels eingeführt. Die Fixierung und Zugentlastung erfolgt durch eine aus dem Stand der Technik bekannten Kabelfixierung oder Kabelverschraubung, welche zum Schutz gegen äußere Umwelteinflüsse idealerweise auch über eine entsprechende Abdichtung verfügt.
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Erst in der um 90° gedrehten Richtung schließt sich die Steckseite S an die Anschlussseite A an. Dabei schließt sich die Steckseite S auf der der Kabelfixierung gegenüberliegenden Seite der Anschlussseite A an. In der 1 ist an dieser Stelle schon das erste Teilstück der Steckseite S, der Schneidbereich 2, in das Steckverbindergehäuse eingesetzt und die einzelnen Litzen des Leiters 4 integriert.
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Der Schneidbereich 2 weist acht Leiteraufnahmen 6 mit jeweils einer Leiterhalterung 7 auf. Analog weist der Kontaktbereich 3 acht Schneiden 8 auf, welche mit den Leiteraufnahmen 6 zusammenwirken. Die Schneiden 8 und die Leiteraufnahmen 6 sind dabei annährend kreisförmig angeordnet, sodass ein geschlossener Kreis, genauer ein Vieleck, bei einer Draufsicht zu sehen ist.
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Um ein optimales Aufschneiden der Isolierung, genauer der Mäntel, der einzelnen Litzen zu erzielen, sind die Leiteraufnahmen 6 und die Schneiden 8 versetzt zueinander angeordnet. Das heißt, sie sind entweder unter einem beliebigen Winkel zueinander positioniert. Oder sie sind, wie in der 1 gezeigt, auf geringfügig unterschiedlichen Radien angeordnet
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Das Kontaktelement 5 fügt sich bereichsweise in den Kontaktbereich 3 ein und ist in diesem sicher gehalten. In der 1 sind acht Kontaktelemente 5 in dem Kontaktbereich 3 eingefügt. Diese sind jedoch aufgrund der Seitenansicht in der 1 nicht vollständig erkennbar, jedoch detaillierter in der 3 gezeigt.
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Bei der Kombination von Schneide 8 und Leiteraufnahme 6, bzw. Leiterhalterung 7, wie sie nach dem Zusammensetzen von Anschlussseite A und Steckseite S gegeben ist, handelt es um die Anwendung der Schneidklemmtechnik.
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Die 2 zeigt den Schneidbereich 2. Dieser ist rund ausgebildet und weist, in diesem Beispiel vier, Anformungen für eine verdrehsichere Aufnahme in dem ersten Teilstück der Steckseite S auf. Dabei weist das hier nicht separat dargestellte erste Teilstück entsprechende Ausnehmungen auf, in welche die Anformungen eintauchen und so den Schneidbereich 2 sicher fixieren.
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Weiterhin sind acht Leiteraufnahmen 6 an dem Schneidbereich 2 angeformt, welche jeweils über eine Leiterhalterung 7 verfügen. Dabei sind die Leiteraufnahmen 6 kreisförmig angeordnet, sodass sich bei einer Draufsicht ein geschlossener Kreis, genauer ein Vieleck, bildet.
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Die Leiterhalterungen 7 sind Einkerbungen in den Leiteraufnahmen 6, welche so groß ausgebildet sind, dass sie die Mäntel einer aufgenommenen Litze nicht beschädigen oder zerstören. Weiterhin sind sie aber auch so schmal ausgeführt, dass eine aufgenommene Litze, wie in 4 b) gezeigt, sicher gehalten wird. Die Leiterhalterung 7 weist dabei annährend eine u-Form auf.
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Die 3 zeigt den Kontaktbereich 3. Dieser ist rund ausgebildet und weist, in diesem Beispiel eine, Ausnehmung für eine verdrehsichere Aufnahme in dem zweiten Teilstück der Steckseite S auf. Dabei weist das hier nicht separat dargestellte zweite Teilstück entsprechend eine Anformung auf, in welche die Ausnehmung eintauchen und so den Kontaktbereich 3 sicher fixieren kann.
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An dem Kontaktbereich 3 sind in Richtung des Schneidbereichs 2 acht Schneiden 8 angeformt. Eine Schneide 8 besteht dabei aus zwei einander gegenüber angeordneten scharfkantigen Elementen, wobei die scharfen Seiten zueinander ausgerichtet sind, sodass sie einen dazwischen eingeführten Gegenstand von zwei Seiten schneiden.
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Auf der dem Schneidbereich 2 abgewandten Seite sind acht Kontaktelemente 5 angeordnet. Dabei ist jeweils ein Kontaktelement 5 sicher und fest mit einer Schneide 8 verbunden. Die Verbindung kann über eine Verschraubung, Verlötung, Steckung, Verrastung oder ähnliches erfolgen. In der 3 ist das Kontaktelement 5 als Stiftkontakt ausgebildet, wobei auch eine Ausführung als Buchsenkontakt denkbar ist.
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Die 4 zeigt die grundlegenden Schritte des Verfahrens. In der 4 a) ist ein Leiter 4 durch die Anschlussseite A in Richtung der Steckseite S in das Steckverbindergehäuse eingeführt. Dabei wurde die äußerste Isolierung des gesamten Leiters 4 im Bereich innerhalb des Steckverbindergehäuses entfernt, sodass nur noch die darin aufgenommenen Litzen des Leiters 4 ihre Isolierung aufweisen. Dies entspricht Verfahrensschritt a).
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Es folgt das Aufsetzen des Schneidbereichs 2. Dieser wird über die einzelnen Litzen gestülpt und anschließend an der Anschlussseite A verrastet.
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In der 4 b) ist dann der Verfahrensschritt b), sowie der Schritt c) gezeigt. Es werden die Litzen in die Leiterhalterungen 7 eingelegt und sind somit dort fixiert. Es folgt die Anpassung der Länge der einzelnen Litzen, in diesem Fall dargestellt durch das Scheren-Symbol. Das Kürzen der Litzen ermöglicht eine saubere Aufnahme dieser im Steckverbindergehäuse und erleichtert das Aufsetzen des Kontaktbereichs 3.
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Das Aufsetzen des Kontaktbereichs 3 ist in der 4 c) gezeigt, wobei hier der Kontaktbereich im zweiten Teil der Steckseite S aufgenommen und somit nicht erkennbar ist. In diesem Schritt wird die Isolierung der einzelnen Litzen geschnitten und so der Kontakt zwischen dem Kontaktelement 5 und dem Leiter 4, genauer einer Litze, erzeugt.
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Nach dem Aufsetzen wird die Verbindung zwischen Steckseite S und Anschlussseite A fixiert, in diesem Fall durch eine Verschraubung.
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Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutierten Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckverbinder
- 2
- Schneidbereich
- 3
- Kontaktbereich
- 4
- Leiter
- 5
- Kontaktelement
- 6
- Leiteraufnahme
- 7
- Leiterhalterung
- 8
- Schneide
- A
- Anschlussseite
- S
- Steckseite
