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Gebiet der Technik
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Die Erfindung betrifft einen Stecker an einem einen Lichtwellenleiter enthaltenden Kabel, welches Kabel ein oder mehrere in einem flexiblen Mantel sich erstreckende lichtleitende Einzelfasern aufweist, die aus dem Mantel herausgeführt sind und in von einem Kontaktträger getragenen, sich in Achsrichtung des Steckers gegenüber dem Kontaktträger verlagerbaren Ferrulen stecken, wobei das Kabel von einem Knickschutz umgeben ist, der mittels einer Gehäusehülse mit dem Kontaktträger verbunden ist, welche Gehäusehülse zwischen einer Befestigungsstelle am Mantel und dem Kontaktträger eine thermische Isolationshöhlung aufweist, durch welche die Einzelfasern mit Bewegungsspiel hindurch verlaufen.
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Stand der Technik
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Ein gattungsgemäßer Lichtwellenleiter wird in der
DE 199 00 781 A1 beschrieben. Ein mehrere Lichtenwellenleiter enthaltenes Kabel ist an einem Befestigungsende mit einem Stecker verbunden. Dort besitzt der Stecker eine Kunststoffhülse, die einen Knickschutz ausbildet. Aus dem Mantel des Kabels treten Lichtwellenleiter aus. Diese Einzelfaser durchgreifen eine Höhlung des Steckergehäuses und stecken in Ferrulen, die axialbeweglich in einem Kontaktträger angeordnet sind, der fest mit dem Gehäuse verbunden ist.
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Die Ferrulen können aus mehreren, gegeneinander abgefederten Teilen bestehen, die eine axiale Höhlung aufweisen, durch die Einzelfaser des Lichtwellenleiters hindurch geführt ist. Derartige Ferrulen werden beispielsweise in den
DE 20 2008 006 934 U1 oder
DE 11 2012 001 644 T5 beschrieben.
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Die Fertigung einer Anordnung bestehend aus ein Lichtwellenleiter enthaltenen Kabel und einem Stecker, der mit einem Gegenstecker verbindbar ist, ist fertigungstechnisch aufwendig. Bei der Fertigung eines Steckers bzw. bei der Montage eines Steckers an einem Kabel ist darauf zu achten, dass die Einzelfaser in der Höhlung zwischen den Kontaktträger und dem Ende des Mantels des Kabels Bewegungsspiel besitzen, da die in Achsrichtung abgefederten Ferrulen sich beim Zusammenstecken des Steckers mit einem Gegenstecker in Achsrichtung verlagern. Die Stirnfläche der Ferrulen, aus denen die Stirnenden der Einzelfasern heraustreten, treten beim Verbinden des Steckers mit einem Gegenstecker in Verbindung zu Ferrulen des Gegensteckers. Um eine ordnungsgemäße Lichtübertragung zwischen den beiden aneinander anliegenden Stirnenden zu gewährleisten, ist jede Ferrule axial gegenüber dem Kontaktträger verlagerbar. Die Einzelfasern sind unverlagerbar in den Axialhöhlungen der Ferrulen befestigt. Die Lichtwellenleiter bestehen aus Glas oder einem anderen geeigneten transparenten Werkstoff und sind mit einer Beschichtung beschichtet. Diese sind nur bis zu einer maximalen Grenztemperatur beanspruchbar, die beispielsweise 90° beträgt. Die kunststoffbasierenden Lichtleiter neigen manchmal dazu, sich bei Temperatureinwirkung einzutrüben. Aus diesem Grunde wird eine Berührung der Einzelfasern mit heißer Kunststoffmasse tunlichst vermieden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Steckeranordnung gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden.
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Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung, wobei die Unteransprüche nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Steckers darstellen, sondern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe.
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Der erfindungsgemäße Stecker ist mit einem Kabel verbunden. Das Kabel besitzt einen Mantel und innerhalb des Mantels angeordnete von Einzelfasern ausgebildeten Lichtwellenleitern. Die Lichtwellenleiter sind zudem von einem Aramidgarn umgeben. Die Einzelfasern treten aus den Enden des Mantels heraus und durch eine Höhlung einer Gehäusehülse hindurch. Die Gehäusehülse ist an einer Befestigungsstelle mit dem Mantel des Kabels verbunden. Ein der Befestigungsstelle in axialer Richter gegenüberliegendes Ende der Gehäusehülse ist mit einem Kontaktträger verbunden, innerhalb des Kontaktträger sind ein oder mehrere Ferrulen, wie sie beispielsweise in der
DE 20 2008 006 934 U1 oder
DE 11 2012 001 644 T5 beschrieben sind, in Achsrichtung gegen die Rückstellkraft einer Feder angeordnet. Die Enden der Einzelfasern sind in den verschieblichen Teilen der Ferrulen befestigt, so dass sich die die Höhlung der Gehäusehülse durchgreifenden Einzelfasern innerhalb der Höhlung der Gehäusehülse bewegen können. Die Höhlung der Gehäusehülse hat erfindungsgemäß nicht nur die Funktion, den Einzelfasern einen Bewegungsspielraum zu liefern, wenn sich die Ferrulen in Axialrichtung bewegen. Die Höhlung hat darüber hinaus die Aufgabe, die Einzelfasern gegenüber der Wandung der Gehäusehülse thermisch zu isolieren. Es handelt sich somit um eine thermische Isolationshülse, die eine thermische Isolationshöhlung umgibt. Erfindungsgemäß wird dadurch einer zerstörenden Wärmeübertragung durch die Kunststoffumspritzung auf die Einzelfaser entgegengewirkt. Die Endabschnitte der Einzelfasern sind in den beweglichen Abschnitten der Ferrulen derart befestigt, dass sie sich zusammen mit den beweglichen Abschnitten der Ferrulen in Achsrichtung gegenüber den unbeweglichen Abschnitten der Ferrulen bewegen können, wenn der Stecker mit einem Gegenstecker verbunden wird. Beim Zusammenstecken des Steckers mit dem Gegenstecker wird der bewegliche Abschnitt der Ferrule gegenüber dem fest mit dem Kontaktträger verbundenen Abschnitt der Ferrule gegen die Rückstellkraft einer Feder verlagert. Der Kontaktträger und der Mantel des Kabels sind jeweils unverschieblich mit der Gehäusehülse verbunden. Wird die Ferrule in Achsrichtung verschoben, so vollzieht die Einzelfaser in der Höhlung eine Ausweichbewegung. Die Einzelfaser benötigt somit einen Bewegungsfreiraum innerhalb der Höhlung. Erfindungsgemäß wird der Knickschutz um die am Kabel befestigte Gehäusehülse in einem Kunststoffspritzgussverfahren gefertigt. Dies erfolgt unter Verwendung einer Spritzgussform, in die das Kabel mit der am Kontaktträger befestigten Gehäusehülse eingelegt wird. Dabei wird die Gehäusehülse bevorzugt vollständig mit der Kunststoffmasse umspritzt. Die Umspritzung kann bei Temperaturen von über 200 ° C erfolgen, ohne dass die Beschichtung der Einzelfasern beeinträchtigt wird, da dies die mit Luft gefüllte Höhlung der Gehäusehülse frei durchgreifen und nicht in Kontakt mit der Spritzgussmasse treten. Hierzu ist vorgesehen, dass die Gehäusehülse die Höhlung öffnungsfrei umgibt. Die Gehäusehülse besitzt keine Durchtrittsöffnungen, durch die die Kunststoffmasse beim Kunststoffumspritzen in die Höhlung hineintreten könnt. Die Wandung der Gehäusehülse bildet somit eine Barriere für die Spritzgussmasse. Die Gehäusehülse besitzt bevorzugt nur zwei sich gegenüberliegende Öffnungen, wobei in eine Öffnung das Kabel hineinragt und in der anderen Öffnung der Kontaktträger steckt. Ein erstes Ende der Gehäusehülse liegt in einer engen Anlage an der Kabelummantelung an und ist insbesondere mit einem Befestigungsring am Kabel befestigt. Bei der Befestigung der Gehäusehülse mit dem Kabel kann es sich um eine Crimp-Verbindung handeln. Der Befestigungsring kann hierzu als Mehrkantring ausgebildet sein, der durch radialen Druck auf das Kabel bzw. dass das Kabel umgebenden Ende der Gehäusehülse aufgeklemmt ist. Die Gehäusehülse kann aus zwei Halbschalen bestehen, die mittels Formschluss-VerbindungsMitteln aneinander befestigt sind. Es ist insbesondere vorgesehen, dass Zapfen einer Gehäuseschale in Einstecköffnungen der anderen Gehäuseschale eintreten. Das dem Kabel gegenüberliegende Ende der Gehäusehülse besitzt eine Öffnung, die eng an der Außenwandung des Kontaktträgers anliegt. Die beiden voneinander wegweisenden Öffnungen der Gehäusehülse werden einerseits vom Kabel und andererseits vom Kontaktträger derart vollständig ausgefüllt, dass zwischen der Trennfuge zwischen Öffnung der Gehäusehülse und Kabel bzw. zwischen Öffnung der Gehäusehülse und Kontaktträger keine Kunststoffmasse in die Höhlung hineintreten kann. Die Kunststoffumspritzung setzt sich beidendseitig in Achsrichtung des Steckers über die Gehäusehülse fort, so dass die Kunststoffumspritzung eng am Kontaktträger und eng am Kabel anliegt. Die Kunststoffumspritzung besitzt somit eine Öffnung, die eng an der Außenwandung des Kontaktträgers anliegt. Der Durchmesser der Öffnung der Gehäusehülse, in der der Kontaktträger steckt kann einen größeren Durchmesser aufweisen, als das Ende der Gehäusehülse, das in enger Einlage am Mantel des Kabels anliegt. Die Kunststoffumspritzung erstreckt sich in beiden Axialrichtungen über die Gehäusehülse hinaus. Und bildet am kabelseitigen Ende einen Knickschutz aus. Die Höhlung, durch welche sich die frei isolierten Einzelfasern erstrecken wird in Achsrichtung von einer Stirnfläche des Kontaktträgers und einer Stirnseite des Mantels des Kabels begrenzt. In Umfangsrichtung wird die Höhlung von der Gehäusehülse bzw. von den beiden die Gehäusehülse ausbildenden Halbschalen umgrenzt, wobei die Gehäusehülse im Bereich der Höhlungsumgrenzung keinerlei Öffnungen aufweist, so dass verhindert ist, dass Spritzgussmasse durch die Wandung der Gehäusehülse hindurch in die Höhlung treten können. Die Höhlung ist somit mit Luft gefüllt, so dass die Einzelfasern dort Bewegungsspiel besitzen.
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Zur Fertigung einer erfindungsgemäßen Steckeranordnung wird zunächst der Mantel des Kabels derart abisoliert, dass die freien Einzelfasern aus dem Mantel herausragen. Die Einzelfasern werden jeweils in die Öffnungen von Ferrulen gesteckt, die mit axialer Bewegungsfreiheit einem Kontaktträger zugeordnet sind. Der Kontaktträger wird mittels einer Gehäusehülse, die aus zwei Schalen bestehen kann am Mantel des Kabels fixiert. Dies kann über eine Crimp-Verbindung erfolgen. Diese Anordnung aus mittels Gehäusehülse am Kabel befestigter Kontaktträger wird in eine Spritzgussform eingelegt. Es erfolgt die Umspritzung der Gehäusehülse mit einer flexiblen Kunststoffmasse, beispielsweise TPU, PVC oder TPE. In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein über die Kunststoffumspritzung herausragender Abschnitt des Kontaktträgers eine Gewindehülse, die ein Innengewinde oder ein Außengewinde aufweisen kann, mit dem der Stecker mit einem Gegenstecker verbunden werden kann. Die Stirnseiten der Einzelfasern, die aus den Höhlungen der Ferrulen heraustreten, werden in bekannter Weise geeignet poliert.
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Figurenliste
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 Eine perspektivischer Darstellung einer erfindungsgemäßen Steckeranordnung,
- 2 den Schnitt gemäß der Linie II-II in 1,
- 3 den Schnitt gemäß der Linie III-III in 1,
- 4 den Schnitt gemäß der Linie IV-IV in 3,
- 5 den Schnitt gemäß der Linie V-V in 3,
- 6 den Schnitt gemäß der Linie VI-VI in 3 und
- 7 eine Explosionsdarstellung des Steckers.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Der erfindungsgemäße Stecker ist am Ende eines Kabels 4 angeordnet, welches einen Mantel 5 aufweist, der eine Mantelhöhlung ausbildet, in der zumindest eine Einzelfaser 1 einliegt. Beim Ausführungsbeispiel liegen zwei Einzelfasern 1 in der Mantelhöhlung des Mantels 5 ein und sind von einem Aramidgarn umgeben. Die Einzelfasern 1 bilden jeweils Lichtwellenleiter aus und sind mit einer Beschichtung versehen. Die Einzelfasern 1 sind frei isoliert, so dass sie frei aus dem Mantel 5 herausragen. Die Endabschnitte der Einzelfasern 1 stecken in Ferrulen 3, die aus mehreren Bestandteilen bestehen können und in den Zeichnungen nur schematisch dargestellt sind. Die Ferrulen 3 besitzen eine axiale Öffnung, die sich in Richtung der Steckerachse A erstreckt. Die freien Ende der Ferrulen 3 können sich in Richtung der Steckerachse A gegen die Rückstellkraft von lediglich angedeuteten Wendelgangdruckfedern steckereinwärts verlagern. Die Einzelfasern 1 durchgreifen die Höhlungen der Ferrulen 1 vollständig und sind mit den axial beweglichen Abschnitten der Ferrulen 1 fest verbunden. Die aus den Öffnungsenden der Ferrulen herausragenden Stirnseiten der Einzelfasern 1 können poliert sein. Sie können eine sphärische Form besitzen. Der Kontaktträger 2 der Höhlungen zur Aufnahme der Ferrulen 3 aufweist ist mittels einer Gehäusehülse 8, 9 fest mit dem Kabel 4 und insbesondere fest mit dem Mantel 5 des Kabels verbunden. Die aus Kunststoff oder Metall bestehende Gehäusehülse 8, 9 besitzt ein kontaktträgerseitiges Ende mit einer Öffnung 17, die eng an einer Außenwandung des Kontaktträgers 2 anliegt. Eine gegenüberliegende Öffnung der Gehäusehülse 8, 9 liegt eng am Kabel und insbesondere eng am Mantel 5 des Kabels 4 an. An einer dortigen Befestigungsstelle 10 ist die Gehäusehülse 8, 9 über eine Crimp-Verbindung mit den Kabel 4 bzw. Mantel 5 verbunden. Hierzu ist ein achteckiger Befestigungsring 12 vorgesehen, der durch radialen Druck auf das kabelseitige Ende der Gehäusehülse 8, 9 aufgecrimpt werden kann.
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Die Gehäusehülse 8, 9 besteht aus zwei miteinander verbindbarer Halbschalen. Zur Fixierung der beiden Halbschalen 8, 9 aneinander sind Zapfen 14 vorgesehen, die in Einstecköffnungen 15 der jeweils anderen Gehäuseschale 8, 9 eintreten können.
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Die Gehäusehülse 8, 9 bildet einen ersten zylinderförmigen Abschnitt aus, mit dem die Gehäusehülse 8, 9 am Mantel 5 des Kabels 4 befestigt ist. Ein zweiter zylindrischer Abschnitt der dortigen Gehäusehülse 8, 9 ist am Kontaktträger 2 befestigt. Es bildet sich eine Höhlung 11 aus, die in einer Umfangsrichtung um die Steckerachse A öffnungsfrei von der Gehäusehülse 8, 9 umgeben ist. Durch die Höhlung 11 erstrecken sich die beiden von Einzelfasern 1 gebildeten Lichtwellenleiter mit einem Bewegungsspiel. Im Bereich der umfänglichen Ummantelung der Höhlung 11 bildet die Gehäusehülse 8, 9 einen konusförmigen Abschnitt 18 aus. Das zuvor beschrieben Ensemble, bestehend aus einem Kontaktträger 2, der mit axialen Abstand von der Stirnseite des Mantels 5 beabstandet angeordnet ist und einer den Kontaktträger 2 am Kabel 4 befestigenden Gehäusehülse 8, 9 wird in eine Spritzgussform eingelegt. In die Höhlung der Spritzgussform wird eine Spritzgussmasse aus einem elastischen Kunststoff eingespritzt, der die einen Knickschutz 7 bildende Kunststoffummantelung des Steckers ausbildet. Da bei der Umspritzung die Wärme in die Wand der Spritzgussform abgeleitet wird, findet kein die Beschichtung der Einzelfasern 1 beeinträchtigende Erwärmung der Einzelfasern 1 statt. Mit dem zuvor beschriebenen Verfahren lassen sich in einfacher Weise vorkonfektionierte Kabel mit Lichtwellenleitern herstellen.
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Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Einzelfasern 1 ohne eine Berührung mit der Innenwand der Gehäusehülse 8 durch die Höhlung 11 vom Kabel 4 bis zur Ferrule 38 hindurchlaufen. Die Einzelfasern 1 haben innerhalb der Höhlung 11 immer einen ausreichenden thermisch isolierenden Abstand zur Gehäusehülse 8.
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Aus den Figuren geht ferner hervor, dass ein aus der Gehäusehülse 8, 9 herausragender Abschnitt des Kontaktträgers 2 von der Kunststoffummantelung umgeben ist. Eine Öffnung 16 der Kunststoffummantelung liegt eng am Kontaktträger 2, der aus Kunststoff oder Metall bestehen kann an. Der axial aus der Ummantelung herausragende Abschnitt des Kontaktträgers 2 ist zudem von einer Gewindehülse 13 umgeben. Die Gewindehülse 13 ist drehbar aber axial fest am Kontaktträger 2 angeordnet und besitzt ein Außengewinde.
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Die freien Enden der Ferrulen 3 erstrecken sich in einer stirnseitig offenen Höhlung des Kontaktträgers 2.
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Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, wobei zwei, mehrere oder alle dieser Merkmalskombinationen auch kombiniert sein können, nämlich:
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Ein Stecker, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Knickschutz 7 von einer Kunststoffumspritzung der Gehäusehülse 8, 9 ausgebildet ist.
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Ein Stecker, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Gehäusehülse 8, 9 vollständig von einer Kunststoffmasse umspritzt ist, wobei die Höhlung keine Kunststoffmasse enthält.
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Ein Stecker, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Gehäusehülse 8, 9 aus zwei miteinander verbundenen Halbschalen besteht. (Die Gehäusehülse kann auch einteilig sein, aus Metall bestehen, z.B. Eisen, Nichteisenmetalle als Drehteil oder Zink- oder Aluminium-Druckguss usw.)
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Ein Stecker, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Gehäusehülse 8, 9 mit einem Befestigungsring 12 am Kabel 4 befestigt ist.
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Ein Stecker, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Gehäusehülse 8, 9 mittels einer Crimp-Verbindung am Kabel 4 befestigt ist.
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Ein Stecker, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die beiden die Gehäusehülse ausbildenden Halbschalen 8, 9 mit Fesselungsmitteln miteinander verbunden sind, wobei die Fesselungsmittel insbesondere in Einstecköffnungen 15 einsteckende Zapfen 17 sind.
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Ein Stecker, der dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Öffnung 17 der Gehäusehülse 8, 9 eng an den Kontaktträger 2 anliegt und/ oder, dass eine Öffnung 16 der Kunststoffumspritzung eng am Kontaktträger 2 anliegt.
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Ein Stecker, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Gehäusehülse 8, 9 einen ersten Zylinderabschnitt aufweist, der an der Befestigungsstelle 10 mit dem Kabel 4 befestigt ist und einen zweiten Zylinderabschnitt aufweist, der die Öffnung 17 ausbildet, in der der Kontaktträger 2 steckt, wobei sich zwischen den beiden Zylinderabschnitten ein konusförmiger Abschnitt 18 erstreckt.
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Ein Stecker, der dadurch gekennzeichnet ist, dass nach der Befestigung eines Kontaktträgers 2 mittels einer Gehäusehülse 8, 9 am Kabel 4 das Gehäuse 8, 9 derart mit einer Kunststoffmasse umspritzt wird, dass die Höhlung 11 der Gehäusehülse 8, 9 durch welche die Einzelfasern (1) mit Bewegungsspiel hindurch verlaufen frei von Kunststoffmasse bleibt
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Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren, auch ohne die Merkmale eines in Bezug genommenen Anspruchs, mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die in jedem Anspruch angegebene Erfindung kann zusätzlich ein oder mehrere der in der vorstehenden Beschreibung, insbesondere mit Bezugsziffern versehene und/oder in der Bezugsziffernliste angegebene Merkmale aufweisen. Die Erfindung betrifft auch Gestaltungsformen, bei denen einzelne der in der vorstehenden Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirklicht sind, insbesondere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungszweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel ersetzt werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Einzelfaser
- 2
- Kontaktträger
- 3
- Ferrule
- 4
- Kabel
- 5
- Mantel
- 6
- Aramidgarn
- 7
- Knickschutz
- 8
- Gehäusehülse
- 9
- Gehäusehülse
- 10
- Befestigungsstelle
- 11
- Höhlung, Isolationshöhlung
- 12
- Befestigungsring
- 13
- Gewindehülse
- 14
- Zapfen
- 15
- Einstecköffnung
- 16
- Öffnung
- 17
- Öffnung
- 18
- konusförmiger Abschnitt
- 19
- Höhlung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19900781 A1 [0002]
- DE 202008006934 U1 [0003, 0007]
- DE 112012001644 T5 [0003, 0007]
