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Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder zur optischen Datenübertragung. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Montage eines Steckverbinders.
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Verschiedene Arten von Steckverbindern zur optischen Datenübertragung sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die Steckverbinder zur optischen Datenübertragung umfassen beispielsweise Lichtwellenleiterelemente, über die das entsprechende Signal optisch übertragen wird.
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Solche Steckverbinder weisen typischerweise eine Kabelseite und eine Steckseite zur Verbindung mit einer im Wesentlichen komplementären Steckverbindungseinrichtung auf, also eine Steckerbuchse. Bei der Montage der Steckverbinder treten oft Probleme auf, da der bei der Montage zur Verfügung stehende Raum begrenzt ist, wodurch es erschwert ist, die Lichtwellenleiterelemente in gewünschter Weise vorzusehen.
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Zudem ist es schwierig, den Steckverbinder gegen Zugbelastungen von der Kabelseite her zu schützen, also ein Ausziehen der Lichtwellenleiterelemente wirksam zu verhindern. Insbesondere erschwert es der begrenzt zur Verfügung stehende Raum bei der Montage, dass eine Zugentlastung in gewünschter Weise implementiert werden kann.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Steckverbinder sowie ein Verfahren zur Montage eines Steckverbinders dahingehend zu verbessern, dass die Montage erleichtert ist, insbesondere die Montage eines Steckverbinders mit einer Zugentlastung.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Steckverbinder zur optischen Datenübertragung, mit einem Hülsenelement, das eine Steckseite an einem ersten Ende und eine Kabelseite an einem zweiten, zum ersten Ende entgegengesetzten Ende hat, wobei das Hülsenelement mehrere Kabelaufnahmebereiche aufweist, die jeweils im Wesentlichen in axialer Richtung des Hülsenelements verlaufen und in denen jeweils ein Kabelelement aufgenommen ist, und wobei das Hülsenelement wenigstens einen von außen zugänglichen Klebstoffaufnahmeabschnitt aufweist, der mit zumindest einem Kabelaufnahmebereich in Strömungsverbindung steht. Da der Klebstoffaufnahmeabschnitt von außen zugänglich ist und in Strömungsverbindung mit wenigstens einem Kabelaufnahmebereich (und damit mit dem darin aufgenommenen Kabelelement) steht, lässt sich das Kabelelement besonders einfach am Hülsenelement fixieren, indem von außen Klebstoff eingebracht wird, beispielsweise eingespritzt wird.
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Der Klebstoffaufnahmeabschnitt kann auch mit mehreren Kabelaufnahmebereichen in Verbindung stehen, insbesondere mit sämtlichen Kabelaufnahmebereichen, sodass mehrere Kabelelemente gleichzeitig am Hülsenelement fixiert werden können. Hierzu bedarf es entsprechend nur einen Prozessschritt, sodass sich der Steckverbinder entsprechend schnell und kostengünstig herstellen lässt.
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Bei dem Steckverbinder handelt es sich insbesondere um einen mehr als vierfasrigen Steckverbinder, also einen Steckverbinder mit mehr als vier Kabelaufnahmebereiche bzw. Kabelelemente.
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Bei dem Hülsenelement handelt es sich beispielsweise um einen im Wesentlichen kreiszylindrischen Körper, sodass es sich bei dem Steckverbinder um einen Rundsteckverbinder handelt.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Klebstoffaufnahmeabschnitt mehrere Öffnungen auf, die an einer Außenwandung des Hülsenelements vorgesehen sind. Insbesondere verlaufen die den Öffnungen zugeordneten Kanäle in einer Außenwandung des Hülsenelements im Wesentlichen senkrecht zur axialen Richtung des Hülsenelements zwischen einer Außenseite der Außenwandung und einer Innenseite der Außenwandung. Der Klebstoff lässt sich durch die Öffnungen und die zugeordneten Kanäle in einfacher Weise in das Hülsenelement einbringen. Ferner können die mehreren Öffnungen dazu dienen, dass der Klebstoff möglichst gleichmäßig eingebracht wird, um die Fließstrecken im Hülsenelement entsprechend kurz zu halten.
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Die mehreren Öffnungen können bestimmten Kabelaufnahmebereichen zugeordnet sein. Insofern umfasst der Steckverbinder dieselbe Anzahl an Öffnungen wie Kabelaufnahmebereiche, da jedem Kabelaufnahmebereich eine Öffnung zugeordnet ist.
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Ein Aspekt sieht vor, dass der Klebstoffaufnahmeabschnitt mehrere voneinander getrennte Kammern umfasst. Insbesondere sind die Kammern in axialer Richtung des Hülsenelements voneinander beabstandet. Dadurch sind die Kabelelemente, insbesondere in axialer Richtung des Hülsenelements, an mehreren Stellen sowohl untereinander als auch mit dem Hülsenelement verbunden, wodurch der Steckverbinder zusätzlich gegen Zugbelastungen von der Kabelseite her gesichert ist. Der Klebstoff bildet somit eine wirksame Zugentlastung aus. Jeder Kammer kann eine Öffnung zugeordnet sein, sodass die entsprechenden Kammern sich jeweils mit Klebstoff befüllen lassen.
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Ferner kann die Wirkung der Zugentlastung über die mehreren, voneinander getrennten Kammern eingestellt werden, sofern nicht sämtliche Kammern mit Klebstoff befüllt werden. Je mehr Kammern mit Klebstoff gefüllt sind, desto gleichmäßiger kann die Kraft aufgenommen werden, da die entsprechenden Kabelelemente gleichmäßiger mit der Klebstoffmasse benetzt sind.
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Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass in den Kabelelementen jeweils eine Hohlader aufgenommen ist, insbesondere wobei in den Hohladern jeweils ein Lichtwellenleiterelement aufgenommen ist. Die Hohladern können eine Ummantelung aus Polytetrafluorethylen aufweisen oder im Wesentlichen aus Polytetrafluorethylen gebildet sein. Die Lichtwellenleiterelemente sind beispielsweise durch Glasfasern oder polymere optische Fasern gebildet. Insbesondere bilden jeweils ein Kabelelement, eine darin aufgenommene Hohlader und ein in der Hohlader aufgenommenes Lichtwellenleiterelement zusammen ein voll funktionsfähiges Kabel zur optischen Datenübertragung. Im Hülsenelement sind dann mehrere voll funktionsfähige Kabel zur optischen Datenübertragung in einem gemeinsamen Hülsenelement aufgenommen. Es handelt sich in diesem Fall also um ein Breakoutkabel.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die Kabelelemente jeweils einen außenseitigen Verstärkungsabschnitt auf, insbesondere wobei der Verstärkungsabschnitt im Wesentlichen aus einem Aramid gebildet ist. Der Verstärkungsabschnitt kann durch Aramidfasern gebildet sein. Die Verstärkungsabschnitte vergrößern jeweils die Oberfläche der Kabelelemente, sodass der Klebstoff besser an den Kabelelementen haftet. Dies ist besonders bei Aramidfasern der Fall, die vom Klebstoff durchdrungen werden, wodurch die Kontaktoberfläche zwischen Klebstoff und Verstärkungsabschnitt besonders groß ist. Dadurch ist die Belastbarkeit der Verbindung zwischen den einzelnen Kabelelementen sowie zwischen den Kabelelementen und dem Hülsenelement verbessert. Da Aramidfasern eine hohe Bruchdehnung aufweisen, ist der Steckverbinder zudem besser gegen Zugbelastungen von der Kabelseite her geschützt. Die Aramidfasern werden entsprechend vom Klebstoff ummantelt und sogar durchdrungen, sodass die Aramidfasern in der Klebstoffmasse eingebettet sind.
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Ein Aspekt sieht vor, dass die Verstärkungsabschnitte jeweils an einem Ende der Kabelaufnahmebereiche vorgesehen sind, das der Steckseite des Hülsenelements zugeordnet ist. Dadurch lassen sich die Kabelelemente an der Steckseite besonders gut mit dem Hülsenelement verkleben, da der Verstärkungsabschnitt, wie oben beschrieben, die Kontaktfläche zwischen dem Klebstoff und den Kabelelementen vergrößert.
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Die Aufgabe wird zudem erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Montage eines Steckverbinders, insbesondere eines erfindungsgemäßen Steckverbinders, mit den folgenden Schritten: ein Hülsenelement mit mehreren Kabelaufnahmebereichen, die im Wesentlichen in axialer Richtung des Hülsenelements verlaufen, wird bereitgestellt; in mehrere der Kabelaufnahmebereiche werden Kabelelemente eingeführt; die Kabelelemente werden zumindest in axialer Richtung fixiert; und Lichtwellenleiterelemente werden in die Kabelelemente eingeführt. Insbesondere werden die Kabelelemente von der Kabelseite her in die Kabelaufnahmebereiche eingeführt, sodass das Hülsenelement nur über einen kurzen Abschnitt der Kabelelemente gezogen werden muss. Es werden somit zunächst das Hülsenelement und die Kabelelemente montiert und die Kabelelemente fixiert. Die Kabelelemente werden insbesondere stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder formschlüssig fixiert. Erst im Anschluss daran werden die Lichtwellenleiterelemente von der Steckseite her in die bereits im Hülsenelement angeordneten Kabelelemente eingeführt. Dies führt insbesondere dazu, dass bei einer Beschädigung von einzelnen Lichtwellenleiterelementen auch nur ein einzelnes Lichtwellenleiterelement ausgetauscht werden kann. Es muss also nicht das gesamte Bündel von Lichtwellenleiterelementen ausgetauscht werden.
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Die Kabelelemente können jeweils einen außenseitigen Verstärkungsabschnitt aufweisen, der an dem Ende der Kabelelemente vorgesehen ist, der der Steckerseite des Steckverbinders zugeordnet ist. Der Verstärkungsabschnitt ist beispielsweise durch Aramidfasern gebildet. Da die Kabelelemente von der Kabelseite her in die Kabelaufnahmebereiche eingeführt werden, ist sichergestellt, dass die Aramidfasern beim Einführen nicht aufgestellt bzw. nicht aus dem Kabelaufnahmebereich gedrückt werden.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung werden die Kabelelemente miteinander verklebt und an Wandungen der Kabelaufnahmebereiche geklebt. Dadurch ist der Steckverbinder besonders gut gegen Zugbelastungen von der Kabelseite her geschützt, da die Kabelelemente sowohl miteinander als auch mit dem Hülsenelement verbunden sind, insbesondere großflächig.
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Ein Aspekt sieht vor, dass Klebstoff durch wenigstens eine Öffnung in einen Klebstoffaufnahmeabschnitt des Hülsenelements eingebracht wird. Es kann vorgesehen sein, dass Klebstoff durch mehrere Öffnungen eingebracht wird, insbesondere durch alle Öffnungen. Der Klebstoff lässt sich so, wie oben beschrieben, besonders einfach in das Hülsenelement einbringen und benetzt zumindest einen Teil der Kabelelemente, sodass die Stabilität der Verbindung zwischen den einzelnen Kabelelementen sowie zwischen den Kabelelementen und den Wandungen der Kabelaufnahmebereiche verbessert ist. Insbesondere ist jeder Öffnung ein Kabelaufnahmebereich zugeordnet. Über die mehreren Öffnungen lässt sich der Klebstoff möglichst gleichmäßig einbringen, um das Fließverhalten im Hülsenelement entsprechend zu verbessern.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Klebstoff in mehrere voneinander separate Kammern eingebracht wird. Insbesondere sind die Kammern in axialer Richtung des Hülsenelements voneinander beanstandet. Dadurch werden die Kabelelemente in axialer Richtung des Hülsenelements an mehreren Stellen sowohl untereinander als auch dem Hülsenelement verbunden, wodurch der Steckverbinder noch besser gegen Zugbelastungen von der Kabelseite her gesichert wird.
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Es bildet sich demnach zumindest ein gemeinsam ausgebildeter, auszugsgesicherter Steckverbinderabschnitt, der die mehreren Kabelelemente abschnittsweise sowie die dazwischenliegende Klebstoffmasse und den entsprechenden Abschnitt des Hülsenelements umfasst. Der zumindest eine Steckverbinderabschnitt ist in axialer Richtung durch die axiale Länge der zugeordneten separaten Kammer des Klebstoffaufnahmeabschnitts begrenzt.
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In Abhängigkeit von der Anzahl der separaten Kammern umfasst der Steckverbinder somit entsprechend viele Steckverbinderabschnitte.
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Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass die Lichtwellenleiterelemente von einer Steckseite des Hülsenelements aus in die Kabelelemente eingeführt werden. Die Lichtwellenleiterelemente sind beispielsweise durch Glasfasern oder polymere optische Fasern gebildet. Insbesondere wird so aus jeweils einem Kabelelement, einer darin aufgenommenen Hohlader und einem in der Hohlader aufgenommenen Lichtwellenleiterelement ein voll funktionsfähiges Kabel zur optischen Datenübertragung gebildet. Im Hülsenelement sind dann mehrere voll funktionsfähige Kabel zur optischen Datenübertragung in einem gemeinsamen Hülsenelement aufgenommen. Es handelt sich in diesem Fall also um ein Breakoutkabel.
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Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In diesen zeigen:
- - 1 eine Schrägansicht einer Steckseite eines Hülsenelements eines erfindungsgemäßen Steckverbinders;
- - 2 eine Schrägansicht einer Kabelseite des Hülsenelements von 1;
- - 3 eine Seitenansicht des Hülsenelements von 1;
- - 4 eine Seitenansicht auf eine Seite des Hülsenelements von 1, die der in 2 gezeigten Seite entgegengesetzt ist;
- - 5 einen Querschnitt durch das Hülsenelement von 1;
- - 6 einen Längsschnitt durch das Hülsenelement von 1;
- - 7 eine Detailansicht eines Kabelelements des erfindungsgemäßen Steckverbinders; und
- - 8 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Steckverbinder während eines Schrittes der Montage.
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In 1 und 2 ist ein Hülsenelement 10 eines als Rundsteckverbinder ausgebildeten Steckverbinders 12 (siehe 8) zur optischen Datenübertragung gezeigt, genauer gesagt eine Schrägansicht auf eine Steckseite 14 bzw. eine Kabelseite 15 des Hülsenelements 10. Die Steckseite 14 kann auch als Einsteckseite des Steckverbinders 12 bezeichnet werden.
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Das Hülsenelement 10 kann als ein Spritzgussteil ausgebildet sein, sodass es sich kostengünstig herstellen lässt.
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Die Steckseite 14 und die Kabelseite 15 sind jeweils im Wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildet. Sie weisen in der in den 1 und 2 gezeigten Variante voneinander verschiedene Außendurchmesser auf, können jedoch auch gleiche Außendurchmesser haben. Das Hülsenelement 10 des als Rundsteckverbinder ausgebildeten Steckverbinders 12 ist demnach im Wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildet, wobei es insbesondere aus mehreren kreiszylindrischen Abschnitten gebildet sein kann.
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Das Hülsenelement 10 weist mehrere Kabelaufnahmebereiche 16 auf, die im Wesentlichen in axialer Richtung A des Hülsenelements 10 verlaufen und jeweils eine Wandung 18 aufweisen, insbesondere wobei die Wandung 18 einer Innenfläche eines Kreiszylinders entspricht. Demnach sind die Kabelaufnahmebereiche 16 im Wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildet. Ihr Innendurchmesser d (siehe 5) ist über ihre axiale Länge hinweg im Wesentlichen konstant.
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An einer Außenwandung 20 des Hülsenelements 10 sind mehrere Öffnungen 22 vorgesehen, die über zugeordnete Kanäle von der Außenwandung 20 im Wesentlichen senkrecht zur axialen Richtung A des Hülsenelements 10 hin zu einem Klebstoffaufnahmeabschnitt 24 verlaufen (siehe beispielsweise 3, 4 und 6). Der Klebstoffaufnahmeabschnitt 24 steht zumindest mit einem der Kabelaufnahmebereiche 16 in Strömungsverbindung, insbesondere mit allen Kabelaufnahmebereichen 16.
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Es kann vorgesehen sein, dass jedem Kabelaufnahmebereich 16 eine entsprechende Öffnung 22 zugeordnet ist.
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Der Klebstoffaufnahmeabschnitt 24 kann mehrere voneinander getrennte Kammern 26 aufweisen (siehe 6 und 8), die jeweils mit einem Kabelaufnahmebereich 16 oder mehreren Kabelaufnahmebereichen 16 in Strömungsverbindung stehen. In der in 6 und 8 gezeigten Variante sind die separaten Kammern 26 in axialer Richtung A des Hülsenelements 10 voneinander beabstandet.
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Die Kabelaufnahmebereiche 16 bilden jeweils eine Aufnahme für Kabelelemente 28, von denen eins in 7 in einer Detailansicht dargestellt ist. Die Kabelelemente 28 umfassen jeweils eine Außenwand 30 und eine in der Außenwand 30 aufgenommene Hohlader 32. Die Hohladern 32 können jeweils eine Ummantelung aus Polytetrafluorethylen aufweisen oder im Wesentlichen aus Polytetrafluorethylen gebildet sein.
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An einem Ende der Kabelelemente 28 ist ein Verstärkungsabschnitt 34 vorgesehen, der aus Aramid gebildet sein kann, insbesondere aus Fasern wie Aramidfasern.
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Um den in 8 gezeigten Steckverbinder 12 herzustellen, werden die Kabelelemente 28 von der Kabelseite 15 her in die Kabelaufnahmebereiche 16 eingeführt, wobei sich die einzelnen Fasern des Verstärkungsabschnitts 34 an die Außenwand 30 des Kabelelements 28 legen. Dabei werden die Kabelelemente 28 so weit eingeführt, dass der Verstärkungsabschnitt 34 der Kabelelemente 28 jeweils an einem der Steckseite 14 zugeordneten Ende der Kabelaufnahmebereiche 16 positioniert ist, wobei die entsprechenden Fasern an der Außenwand 30 im Wesentlichen anliegen.
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Durch die Öffnungen 22 wird nun Klebstoff 36 in die Kammern 26 eingebracht. Dadurch werden die Kabelelemente 28 zum einen untereinander verklebt und zum anderen an die Wandungen 18 der Kabelaufnahmebereiche 16 geklebt. Der (die Aramidfasern umfassende) Verstärkungsabschnitts 34 vergrößert dabei die Kontaktoberfläche der Kabelelemente 28 mit dem Klebstoff 36 und stärkt somit die Verbindung zwischen den einzelnen Kabelelementen 28 sowie zwischen den Kabelelementen 28 und den Wandungen 18. Die Kontaktoberfläche ist besonders groß, wenn der Verstärkungsabschnitt 34 aus Fasern gebildet ist, insbesondere aus Aramidfasern, da der Klebstoff 36 die einzelnen Fasern durchdringt. Insbesondere sind die Fasern demnach in der Klebstoffmasse eingebettet.
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Dadurch, dass die Kammern 26 in axialer Richtung A voneinander beanstandet sind, entstehen in axialer Richtung A voneinander beanstandete Zonen bzw. Steckverbinderabschnitte, in denen die Kabelelemente 28 untereinander sowie mit den Wandungen 18 abschnittsweise verklebt sind, wodurch die Stabilität der Verbindung weiter erhöht ist.
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Nun wird von der Steckseite 14 her jeweils ein Lichtwellenleiterelement 40 in die Kabelelemente 28 eingeführt, genauer gesagt in die Hohladern 32. Bei den Lichtwellenleiterelementen 40 kann es sich um Glasfasern oder um polymere optische Fasern handeln.
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Jedes der Kabelelemente 28 mit darin aufgenommener Hohlader 32 und wiederum darin aufgenommenem Lichtwellenleiterelement 40 bildet somit ein voll funktionsfähiges Lichtwellenleiterkabel 42 zur optischen Datenübertragung. Mehrere dieser Lichtwellenleiterkabel 42 sind nach Art eines Breakoutkabels im gemeinsamen Hülsenelement 10 aufgenommen.
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Es kann vorgesehen sein, dass jedes Kabelelement 28 am der Steckseite 14 zugeordneten Ende mit einem Steckelement zur optischen Datenübertragung, insbesondere einem Linsensteckelement, versehen wird. An der Steckseite 14 ist der Steckverbinder 12 dann dazu ausgebildet, Daten durch optische Übertragung auf eine zur Steckseite 14 im Wesentlichen komplementäre Steckverbindungseinrichtung zu übertragen.
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In der gezeigten Ausführungsform ist ein mehr als vierfasriger Steckverbinder 12 gezeigt, genauer gesagt ein achtfasriger Steckverbinder 12, da dieser acht Kabelaufnahmebereiche 16 bzw. acht Kabelelemente 28 umfasst.
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Die Kabelaufnahmebereiche 16 bzw. Kabelelemente 28 sind generell so im Hülsenelement 10 angeordnet, dass ein mittiger Kabelaufnahmebereich 16 bzw. ein mittiges Kabelelement 28 gebildet ist, wenn man auf die Steckseite 14 bzw. die Kabelseite 15 schaut, wobei der mittige Kabelaufnahmebereich 16 bzw. das mittige Kabelelement 28 von den anderen Kabelaufnahmebereichen 16 bzw. den anderen Kabelelementen 28 umgeben ist, die auf einem Ring angeordnet sind, der den mittigen Kabelaufnahmebereich 16 bzw. das mittige Kabelelement 28 umschließt.
