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Die vorliegende Erfindung betrifft ein mit einem Verbinder ausgestattetes elektrisches Kabelbündel, das eine Mehrzahl von elektrischen Kabeln aufweist, sowie einen Verbinder, der an Enden der elektrischen Kabel angeordnet ist und eine wasserdichte Funktion hat.
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Als ein elektrisches Kabelbündel, das mit einem wasserdichten Verbinder ausgestattet ist, ist üblicherweise der Typ bekannt, wie er in den
1 und
2 der
JP 8-138795 A beschrieben ist. Dieser Typ von elektrischem Kabelbündel weist eine Mehrzahl von elektrischen Kabeln und einen Verbinder auf, wobei der Verbinder eine Mehrzahl von Verb Verbindschlüssen und ein Gehäuse zum Halten der Verbinderanschlüsse hat. Jedes der elektrischen Kabel hat einen Endabschnitt, wo eine isolierende Abdeckung entfernt ist, um einen Leiter örtlich freizulegen, sowie einen Abschnitt hinterhalb des Endabschnitts, wo ein gegen Wasser abdichtender Stapfen aus einem verformbaren Material, beispielsweise Gummi angebracht ist; der Verbinderanschluss wird an dem wasserdichten Stopfen und dem freiliegenden Abschnitt des Leiters angebracht. Der wasserdichte Stopfen hat einen Umfang für einen engen Kontakt mit einer Innenfläche des Gehäuses, wobei der enge Kontakt ein Inneres des Verbindergehäuses in einen wasserdichten Zustand versetzt.
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Jeder der Verbinderanschlüsse hat eine Leiterhülse zum Crimpen auf den Leiter, sodass der freiliegende Abschnitt des Leiters von außen her umfasst ist und eine Stopfenhülse zum Crimpen auf den Umfang des wasserdichten Stopfens derart, dass der wasserdichte Stopfen von außen her umfasst ist. Somit bringt das Crimpen der Leiterhülse auf den Leiter den Leiter und den Verbinderanschluss in elektrische Verbindung miteinander. Die Stopfenhülse wird auf den wasserdichten Stopfen gecrimpt, um eine mechanische Last, insbesondere eine Biegelast daran zu hindern, auf einen Abschnitt zu wirken, wo die Leiterhülse angecrimpt ist.
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Aus der
JP 2007-250530 A ist ein Verbinderanschluss bekannt geworden, der neben einem Leitercrimpabschnitt zum Crimpen auf den freigelegten oder abisolierten Kabelleiter und einem Crimpabschnitt, mit welchem ein wasserdichter oder gegen Wasser abdichtender Stopfen auf dem Kabelumfang gecrimpt wird, noch einen Zwischencrimpabschnitt aufweist, der zwischen den beiden erstgenannten Crimpabschnitten liegt und die Kabelabdeckung oder -isolation festcrimpt.
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Die
JP 2007-250530 A lehrt somit die Verwendung eines anderen Verbinderanschlusstyps bei einem Einzelkabel. Jedoch liegt bei Kabelbündeln in Kabelbäumen oder dergl. oftmals eine besondere Problematik vor: nicht alle elektrischen Kabelbündel enthalten gleiche elektrische Kabel mit Blick auf Typ oder Größe; nicht wenige elektrische Kabelbündel enthalten elektrische Kabel, welche sich untereinander hinsichtlich Typ oder Größe unterscheiden. Somit haben gemischte Kabel möglicherweise erhebliche Einflüsse auf mechanische Eigenschaften, insbesondere eine Zugfestigkeitseigenschaft des gesamten mit dem Verbinder ausgestatteten elektrischen Kabelbündels.
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Insbesondere in dem Fall, bei dem ein elektrisches Kabelbündel als die obigen elektrischen Kabel einen Typ enthält mit einem Leiter mit kleiner Querschnittsfläche und einer geringen Längung, bis unter Zugbelastung ein Bruch auftritt (Bruchdehnung), z. B. einen Signaldraht, und einen Typ mit einem Leiter, der große Querschnittsfläche und hohe Bruchdehnung hat, z. B. ein Leistungskabel, wird sich eine auf das gesamte elektrische Kabelbündel wirkende Zugbelastung letztendlich auf dasjenige elektrische Kabel konzentrieren, welches die relativ geringe Bruchdehnung hat. Weiterhin wird sich diese Zugbelastung auf einen Abschnitt konzentrieren, wo der Leiter angecrimpt ist, sodass seine Querschnittsfläche kleiner als die des übrigen Leiters ist. Selbst wenn daher das elektrische Kabelbündel eine Vielzahl elektrischer Kabel enthält, hängt die Zugfestigkeit des gesamten elektrischen Kabelbündels von der Zugfestigkeit (einem Minimumwert der Zugbelastung, die ausreichend ist, den Leitercrimpabschnitt der elektrischen Kabel herauszuziehen oder zu zerstören) eines Teils der elektrischen Kabel mit relativ geringer Bruchdehnung ab, was die Zugfestigkeitseigenschaften des elektrischen Kabelbündels erheblich verschlechtern kann.
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Insbesondere wird neuerdings ein elektrisches Kabel mit hoher Zugfestigkeit trotz geringer Querschnittsfläche verwendet, beispielsweise ein Kabel mit einem Leiter, der durch Verdrillen einer Mehrzahl von Litzendrähten aus Kupfer um einen mittigen Kerndraht aus rostfreiem Stahl gebildet ist oder mit einem Leiter aus einer Kupferlegierung mit einer Zugfestigkeit größer als derjenigen von Kupfer. Eine Bruchdehnung eines solchen Leiters ist im Vergleich zu Leitern üblicher elektrischer Kabel merklich klein.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Kabelbündel mit einer Mehrzahl von Typen elektrischer Kabel zu schaffen, welche unterschiedliche Querschnittsflächen und Längungen des Leiters haben, wobei eine hohe Zugfestigkeit des gesamten elektrischen Kabelbündels ermöglicht ist.
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Zu diesem Zweck haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung sich auf ein Phänomen konzentriert, welches speziell für das oben erwähnte elektrische Kabelbündel mit wasserdichten Verbinderanschlüssen gilt: im Fall des Anbringens eines Verbinderanschlusses mit einem Leitercrimpabschnitt (z. B. einer Leiterhülse) zum Ancrimpen an einen Leiter an einem Ende eines elektrischen Kabels und mit einem Crimpabschnitt für einen wasserdichten Stopfen (z. B. einer Stopfenhülse) zum Ancrimpen an einem wasserdichten Stopfen an einem Endabschnitt des elektrischen Kabels ist die tatsächliche Bruchdehnung wesentlich niedriger als eine Bruchdehnung des elektrischen Kabels selbst (d. h. einer Dehnung, die im elektrischen Kabel auftritt, wenn das unter Zuglast befindliche Kabel die Bruchgrenze erreicht). Dies ist wahrscheinlich deshalb der Fall, weil die Stopfenhülse, die auf den wasserdichten Stopfen gecrimpt ist, das elektrische Kabel über den wasserdichten Stopfen einfach umfasst, und somit keinen Beitrag zu einer verbesserten Zugfestigkeit leistet und zulässt, dass eine Zugbelastung direkt auf einen Abschnitt übertragen wird, wo die Leiterhülse auf den Mittenleiter gecrimpt ist. Ein effektives Aufheben einer solchen Konzentration der Zugbelastung auf den gecrimpten Abschnitt des Leiters in einem elektrischen Kabel mit relativ niedriger Dehnung erlaubt, dass die Zugfestigkeitseigenschaft des gesamten elektrischen Kabelbündels ausreichend verbessert wird.
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Die vorliegende Erfindung wurde mit Blick auf die obige Tatsache gemacht. Ein mit wasserdichten Verbinderanschlüssen ausgestattetes elektrisches Kabelbündel gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: eine Mehrzahl von elektrischen Kabeln mit jeweils einem Leiter und einer isolierenden Abdeckung, welche den Leiter abdeckt, wobei die isolierende Abdeckung an einem Ende eines jeden der elektrischen Kabel örtlich entfernt ist; eine Mehrzahl Von wasserdichten Stopfen jeweils aus einem Material, welches verformbarer als die isolierende Abdeckung zumindest in einem Umfang hiervon ist und welche nahe dem Ende eines jeden der elektrischen Kabel so angebracht sind, dass die isolierende Abdeckung des elektrischen Kabels umgeben ist; und eine Mehrzahl von Verbinderanschlüssen mit jeweils einem Crimpabschnitt, der auf zumindest das Ende eines jeden der elektrischen Kabel und des wasserdichten Stopfens gecrimpt ist, der am elektrischen Kabel angebracht ist. Die elektrischen Kabel umfassen zumindest ein erstes elektrisches Kabel mit einem ersten Leiter und zumindest ein zweites elektrisches Kabel mit einem zweiten Leiter mit größerer Querschnittsfläche und größerer Bruchdehnung aufweisen, als Querschnittsfläche und Bruchdehnung des ersten Leiters und die Verbinderanschlüsse umfassen einen ersten Verbinderanschluss, angebracht an dem ersten elektrischen Kabel und einen zweiten Verbinderanschluss, angebracht an dem zweiten elektrischen Kabel. Der zweite Verbinderanschluss hat als Crimpabschnitt einen Crimpabschnitt, der nur einen zweiten Leitercrimpabschnitt, der auf den zweiten Leiter am von der isolierenden Abdeckung befreiten Ende des zweiten elektrischen Kabels gecrimpt ist, um den zweiten Leiter zu umfassen und einen Crimpabschnitt für den wasserdichten Stopfen aufweist, der auf den wasserdichten Stopfen gecrimpt ist, der am zweiten elektrischen Kabel angebracht ist, um den wasserdichten Stopfen zu umfassen. Der wasserdichte Stopfen ist an dem ersten elektrischen Kabel an einer derartigen Position angebracht, dass ein Zwischenbereich, wo die isolierende Abdeckung freiliegt, zwischen dem von der isolierenden Abdeckung befreiten Ende des ersten elektrischen Kabels und einem Abschnitt des ersten elektrischen Kabels sichergestellt ist, an welchem der wasserdichte Stopfen angebracht ist. Der erste Verbinderanschluss hat als Crimpabschnitt einen Crimpabschnitt, der einen ersten Leitercrimpabschnitt zum Crimpen auf den ersten Leiter am von der isolierenden Abdeckung befreiten Ende des ersten elektrischen Kabels, um den ersten Leiter zu umfassen, einen Crimpabschnitt für den wasserdichten Stopfen, der auf den wasserdichten Stopfen gecrimpt ist, der am ersten elektrischen Kabel angebracht ist, um den wasserdichten Stopfen zu umfassen und einen Zwischencrimpabschnitt aufweist, der auf die isolierende Abdeckung in dem Zwischenbereich des ersten elektrischen Kabels gecrimpt ist, um die isolierende Abdeckung zu umfassen. Eine axiale Größe des Crimpabschnitts am zweiten Verbinderanschluss und eine axiale Größe des Crimpabschnitts am ersten Verbinderanschluss sind derart, dass bei gleicher axialer Gesamtlänge von erstem Verbinderanschluss und zweitem Verbinderanschluss eine axiale Größe des zweiten Leitercrimpabschnitts größer als eine axiale Größe des ersten Leitercrimpabschnitts ist.
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Selbst wenn bei dem obigen elektrischen Kabelbündel die Querschnittsfläche und die Bruchdehnung, welche eine Dehnung ist, die auftritt, wenn das elektrische Kabel unter Zugbelastung bricht, des ersten Leiters, der das erste elektrische Kabel bildet, geringer als die Querschnittsfläche und die Bruchdehnung, welche eine Dehnung ist, die auftritt, wenn der zweite Leiter unter Zugbelastung bricht, des zweiten Leiters ist, der das zweite elektrische Kabel bildet, verbessert der Zwischencrimpabschnitt, der in dem ersten Verbinderanschluss enthalten ist, der an dem ersten elektrischen Kabel angebracht ist, die Bruchdehnung des ersten elektrischen Kabels, sodass die Zugfestigkeit des gesamten elektrischen Kabelbündels verbessert ist. Mit anderen Worten, eine Angleichung der Dehnungen der jeweiligen elektrischen Kabel ermöglicht, dass die Zugfestigkeit des gesamten elektrischen Kabelbündels zu geringen Kosten verbessert ist.
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Weitere Einzelheiten und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung.
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Es zeigt:
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1 eine Schnittansicht auf einen inneren Aufbau eines Verbinders in einem elektrischen Kabelbündel mit wasserdichtem Verbinder gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2A und 2B Schnittdarstellungen von Beispielen des Aufbaus eines ersten elektrischen Kabels in dem elektrischen Kabelbündel mit wasserdichtem Verbinder;
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3 einen Zustand, nachdem ein erster Verbinderanschluss an dem ersten elektrischen Kabel angebracht Ist, wobei die 3A, 3B und 3C eine Draufsicht von oben, Seitenansicht und Vorderansicht zeigen;
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4 den ersten Verbinderanschluss in einem Zustand vor einem Crimpvorgang, wobei 4A, 4B und 4C eine Draufsicht von oben, Seitenansicht und Vorderansicht zeigen;
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5A eine Schnittvorderansicht auf einen gecrimpten Abschnitt, wo eine Leiterhülse des ersten Leiteranschlusses auf einen Leiter des ersten elektrischen Kabels gecrimpt ist;
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5B eine Schnittvorderansicht auf einen gecrimpten Abschnitt, wo eine Zwischenhülse des ersten Leiteranschlusses auf eine isolierende Abdeckung in einem Zwischenbereich des ersten elektrischen Kabels gecrimpt ist;
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6 eine Ansicht eines Zustands, nachdem ein zweiter Verbinderanschluss an dem zweiten ersten elektrischen Kabel angebracht worden ist;
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7 eine Grafik, die ein Zugtestergebnis an einem elektrischen Kabel 1 mit einem Leiter aus weichem Kupfer zeigt;
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8A und 8B grafische Darstellungen von Zugtestergebnissen an einem elektrischen Kabel 2, welches einen Leiter aus einem zusammengesetzten Draht hat; und
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9A und 9B grafische Darstellungen von Zugtestergebnissen an einem elektrischen Kabel 3 mit einem Leiter aus einer Kupferlegierung.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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1 ist eine Schnittansicht, die den inneren Aufbau eines Verbinders in einem mit einem Verbinder ausgestatteten elektrischen Kabelbündel gemäß dieser Ausführungsform zeigt. Dieses mit dem Verbinder ausgestattete elektrische Kabelbündel weist auf: eine Mehrzahl elektrischer Kabel einschließlich eines ersten elektrischen Kabels 10A und eines zweiten elektrischen Kabels 10B; einen ersten Verbinderanschluss 20A, der am ersten elektrischen Kabel 10A angebracht ist; einen zweiten Verbinderanschluss 20B, der am zweiten elektrischen Kabel 10B angebracht ist; wasserabdichtende Stopfen 30, die an den elektrischen Kabeln 10A bzw. 10B angebracht sind; und ein Verbindergehäuse 40, welches gemeinsam die Verbinderanschlüsse 20A und 20B hält. Das Verbindergehäuse 40 und die Verbinderanschlüsse 20A und 20B bilden einen Verbinder.
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Gemäß den 2A und 3 weist das erste elektrische Kabel 10 einen ersten Leiter 12A und eine isolierende Abdeckung 14 auf, die einen Umfang des ersten Leiters 12A bedeckt. In dieser Ausführungsform ist der erste Leiter 12A aus einem Kerneinzeldraht 12a aus rostfreiem Stahl und einer Mehrzahl von Litzeneinzeldrähten 12c gebildet, die um den Kerneinzeldraht 12a verdrillt sind, wie in 2A gezeigt, um trotz geringer Querschnittsfläche eine hohe Zugfestigkeit sicherzustellen. Die isolierende Abdeckung 14 ist aus einem Kunststoffmaterial mit hoher Isolationsleistung, beispielsweise Polypropylen, Polyethylen oder Palyvinylchlorid, wobei ein Abschnitt der isolierenden Abdeckung an einem Ende des elektrischen Kabels entfernt ist, um an diesem Ende den ersten Leiter 12A örtlich freizulegen.
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Als ein anderes geeignetes Beispiel kann der erste Leiter 12A einen Kerneinzeldraht 12b und eine Mehrzahl von Litzeneinzeldrähten 12b aufweisen, die jeweils aus einer Kupferlegierung sind, wie in 2B gezeigt. Als die Legierung auf Kupferbasis ist beispielsweise eine geeignet, die 0.3 Gewichtsprozent Sn enthält.
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Wie in 6 gezeigt, weist das zweite elektrische Kabel 10B einen zweiten Leiter 12B, und eine isolierende Abdeckung 14 auf, welche einen Umfang des zweiten Leiters 12B bedeckt. Der zweite Leiter 12B hat eine Querschnittsfläche, die größer als diejenige des ersten Leiters 12A ist und ist aus einem Material mit einer Dehnung, bei der der Leiter unter Zuglast bricht (Bruchdehnung), die größer ist als diejenige des ersten Leiters 12A. Insbesondere wird in dieser Ausführungsform ein Leiter verwendet, bei dem der Kerneinzeldraht und die Litzeneinzeldrähte, die um den Kerneinzeldraht verdrillt sind, aus Kupfer (Weichkupfer) sind. Der zweite Leiter 12B kann aus einem einzelnen Kerndraht sein. Es ist wesentlich, dass die Materialien der ersten und zweiten Leiter 12A und 12B frei wählbar sind, solange die Bruchdehnung des zweiten Leiters 12B größer als die Bruchdehnung des ersten Leiters 12A ist.
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Die wasserdichten Stopfen 30, die an den jeweiligen elektrischen Kabeln 10A und 10B angebracht sind, sind von üblicher Bauart. Der wasserdichte Stopfen 30 ist aus einem Material, das nachgiebiger als dasjenige der isolierenden Abdeckung 14 ist, beispielsweise aus einem Gummimaterial mit Gummi auf Silikonbasis und hat Rohrform. In einer äußeren Umfangsoberfläche eine axial mittigen Abschnitts des wasserdichten Stopfens ist ein Dichtabschnitt 32 gebildet, der einen sich umfangsseitig erstreckenden Vorsprung mit einem maximalen Außendurchmesser bildet, der größer als im verbleibenden Abschnitt des wasserdichten Stopfens ist.
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Jeder der wasserdichten Stopfen 30 ist auf eines der elektrischen Kabel 10A und 10B gesetzt, wobei eine vollflächige Anlage zwischen dem wasserdichten Stopfen 30 und der äußeren Umfangsoberfläche der isolierenden Abdeckung 14 erfolgt, indem die elektrischen Kabel 10A und 10B in die jeweiligen Innenbohrungen der wasserdichten Stopfen 30 spaltfrei eingeführt werden. Jedoch unterscheiden sich die Positionen, wo die wasserdichten Stopfen 30 am ersten elektrischen Kabel 10A bzw. zweiten elektrischen Kabel 10B angebracht sind, in ihrer axialen Lage entlang der Erstreckung des jeweiligen elektrischen Kabels.
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Genauer gesagt, die Position, wo der wasserdichte Stopfen 30 am ersten elektrischen Kabel 10A angebracht ist, ist auf eine derartige Position festgelegt, dass die Vorderkante des wasserdichten Stopfens 30 um einen bestimmten Betrag nach hinten entfernt von dem Ende des ersten elektrischen Kabels 10A ist, wo die isolierende Abdeckung entfernt ist. Mit anderen Worten, der wasserdichte Stopfen 30 ist so angebracht, dass ein Zwischenbereich 16 sichergestellt ist, der eine axiale Größe gleich einer bestimmten Strecke zwischen dem von der isolierenden Abdeckung befreiten Ende und der Vorderkante des wasserdichten Stopfens 30 hat, sodass die äußere Umfangsfläche der isolierenden Abdeckung 14 in dem Zwischenbereich 16 frei liegt. Im Gegensatz hierzu ist die Position, wo der wasserdichte Stapfen 30 am zweiten elektrischen Kabel 10B angebracht ist, auf eine Position unmittelbar hinterhalb des von der isolierenden Abdeckung befreiten Endes des zweiten elektrischen Kabels 10B gesetzt.
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Jeder von erstem Verbinderanschluss 20A und zweiten Verbinderanschluss 20B ist gebildet durch Stanzen einer Metallplatte hoher elektrischer Leitfähigkeit in eine geeignete Form und durch Biegen der erhaltenen Platte. Der erste Verbinderanschluss 20A hat einen elektrischen Kontaktabschnitt 22, der auf einen Gegenanschluss setzbar ist und einen ersten Crimpabschnitt 24A, der hinterhalb des elektrischen Kontaktabschnitts liegt. Der zweite Verbinderanschluss 20B hat einen ähnlichen elektrischen Kontaktabschnitt 22 und einen zweiten Crimpabschnitt 24B, der hinterhalb des elektrischen Kontaktabschnitts 22 liegt.
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In dieser Ausführungsform ist der elektrische Kontaktabschnitt 22 eines jeden Anschlusses 20A und 20B in Buchsenform (Schachtelform) ausgebildet und mit einem Gegenanschluss vom Steckertyp verbindbar und enthält ein Federteil, das ausgebildet ist, dass es elastischen Druckkontakt mit dem Gegenanschluss macht. In der vorliegenden Ausführungsform ist es jedoch auch möglich, dass der elektrische Kontaktabschnitt 22 vom Steckertyp ist.
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Der erste Crimpabschnitt 24A des ersten Verbinderanschlusses 20A hat ein Paar von Leiterhülsen (erster Leitercrimpabschnitt) 26, welche auf den ersten Leiter 12A am Ende des ersten elektrischen Kabels 10A crimpbar sind, ein Paar von Hülsen 28 für den wasserdichten Stopfen (Stopfencrimpabschnitt), welche auf den wasserdichten Stopfen 30 am ersten elektrischen Kabel 10A crimpbar sind und ein Paar von Zwischenhülsen (Zwischencrimpabschnitt) 27, welche zwischen den jeweiligen Hülsenpaaren 26 und 28 liegen und auf die isolierende Abdeckung 14 in dem Zwischenbereich 16 crimpbar sind.
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Jede der Hülsen 26, 27 und 28 hat eine Form, die sich von einer rechten oder linken Seite eines Basisabschnitts des Verbinderanschlusses, der sich axial erstreckt, schräg nach oben und außen erstreckt, bevor sie auf das elektrische Kabel 10 gecrimpt wird, wie in den 4A bis 4C gezeigt.
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Gemäß 5A werden die Leiterhülsen 26 in eine Form gebogen, dass sie den ersten Leiter 12A derart umfassen, dass distale Enden der Leiterhülsen 26 sich in den ersten Leiter 12A eingraben. Die so gebogenen Leiterhülsen 26 sind auf den ersten Leiter 12A gecrimpt, um einen ausreichenden elektrischen Leitungszustand zwischen dem ersten Leiter 12A und dem Paar von Leiterhülsen 26 sicherzustellen.
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Die Hülsen 28 für den wasserdichten Stopfen werden in eine Form gebogen, dass sie den wasserdichten Stopfen 30 so umfassen, dass sie zueinander in Axialrichtung versetzt sind, um so auf den wasserdichten Stopfen 30 gecrimpt zu werden. In der dargestellten Ausführungsform wird ein Abstand zwischen den Hülsen 28 für den wasserdichten Stopfen und den Leiterhülsen 26 so gesetzt, dass die Hülsen 28 für den wasserdichten Stopfen an einer Position vorderhalb des Dichtabschnitts 32 gecrimpt werden.
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Wie ebenfalls in 5B gezeigt, werden die Zwischenhülsen 27 in eine Form gebogen, dass sie die isolierende Abdeckung 14 in dem Zwischenbereich 16 so umfassen, dass ein distales Ende einer der Zwischenhülsen 27 auf einem distalen Ende der anderen Zwischenhülse 27 liegt, sodass sie auf die isolierende Abdeckung 14 im Zwischenbereich 16 gecrimpt sind.
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Das Material der isolierenden Abdeckung 14, aufweiche die Zwischenhülsen 27 gecrimpt werden, ist härter als das des wasserdichten Stopfens 30, auf den die Hülsen 28 für den wasserdichten Stopfen gecrimpt werden; dies erlaubt, dass die Zwischenhülsen 27 auf die isolierende Abdeckung 14 mit einer Festigkeit gecrimpt werden, die größer als die Festigkeit ist, mit der die Hülsen 28 für den wasserdichten Stopfen auf den wasserdichten Stopfen 30 gecrimpt werden. Zusätzlich halten die Zwischenhülsen 27, die direkt auf die isolierende Abdeckung 14 gecrimpt werden, welche Teil des elektrischen Kabels 10 im Unterschied zu den wasserdichten Stopfen 28 ist, eine Zugbelastung (insbesondere stoßartige Belastung) effektiv zurück, die auf das elektrische Kabel 10 wirkt, sodass diese nicht auf den Abschnitt des ersten elektrischen Kabels 12A übertragen wird, auf welchen die Leiterhülsen 26 gecrimpt sind.
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Der zweite Crimpabschnitt 24B in dem zweiten Verbinderanschluss 20B weist gemäß 6 nur ein Paar von Leiterhülsen (zweiter Leitercrimpabschnitt) 25 zum Crimpen auf den zweiten Leiter 12B am Ende des zweiten elektrischen Kabels 10B und ein Paar von Hülsen 28 für den wasserdichten Stopfen (Stopfencrimpabschnitt) zum Crimpen auf den wasserdichten Stopfen 30 am ersten elektrischen Kabel 10A auf, weist jedoch keine Hülsen entsprechend den Zwischenhülsen 27 auf. Das Paar von Leiterhülsen 25 mit einer Querschnittsform ähnlich derjenigen des Paars von Leiterhülsen 26 des ersten Crimpabschnitts 24A wird auf den zweiten Leiter 12B des zweiten elektrischen Kabels 10B ähnlich wie die Leiterhülsen 26 gecrimpt. Die Hülsen 28 für den wasserdichten Stopfen, welche ähnlich zu den Hülsen 28 des wasserdichten Stopfens im ersten Crimpabschnitt 24A sind, werden auf den wasserdichten Stopfen 30 am zweiten elektrischen Kabel 10B gecrimpt, um den wasserdichten Stopfen 30 von außen her zu umfassen.
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In dieser Ausführungsform hat der zweite Verbinderanschluss 20B, wo die Zwischenhülsen (Zwischencrimpabschnitt) fehlen, eine axiale Größe L2 (6) einer jeden Leiterhülse 25, die größer als eine axiale Größe L1 (3C) einer jeden Leiterhülse 26 des ersten Verbinderanschlusses 20A ist, indem die Zwischenhülsen weggelassen sind. Die so erhaltene Größe liefert Leiterhülsen 25 mit einer Haltekraft, die ausreichend ist, den zweiten Leiter 12B mit einer Querschnittsfläche größer als derjenigen des ersten Leiters 12A zu halten und erlaubt es, eine axiale Gesamtlänge des ersten Verbinderanschlusses 20A mit den Zwischenhülsen 27 gleich einer axialen Gesamtlänge des zweiten Verbinderanschlusses 20B zu machen, wo keine Zwischenhülsen vorliegen. In der dargestellten Ausführungsform haben die Anschlüsse 20A und 20B gleiche Gesamtlängen.
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Das Verbindergehäuse 40 ist durch Gießen eines isolierenden Materials in eine Form gebildet, die in der Lage ist, gemeinsam den ersten Verbinderanschluss 20A und den zweiten Verbinderanschluss 20B zu halten. Genauer gesagt, das Verbindergehäuse 40 weist einen Gehäusekörper 40A mit Hohlräumen 42, die das Einsetzen der Verbinderanschlüsse 20A und 20B und der wasserdichten Stopfen 30 mit den hieran angecrimpten Verbinderanschlüssen 20A und 20B erlauben und eine Abdeckung 40B auf, welche den Gehäusekörper 40A von der Vorderseite her abdeckt, wobei die Abdeckung 40B mit Anschlusseinführöffnungen 44 versehen ist, in welche die jeweiligen Gegenanschlüsse eingeführt werden können. Der Gehäusekörper 40A hat eine Innenfläche, welche jeden der Hohlräume 42 umgibt, wobei von dieser Fläche eine Lanze 46 schräg nach vorne vorsteht, um den elektrischen Kontaktabschnitt 22 eines entsprechenden der Verbinderanschlüsse 20A und 20B zu verriegeln, wobei ein Halter 48 an einer Position hinterhalb der Lanze 46 angebracht ist, um den elektrischen Kontaktabschnitt 22 doppelt zu verriegeln.
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Jeder der wasserdichten Stopfen 30 des mit dem Anschluss ausgestatteten elektrischen Kabels liegt in einem Bereich hinterhalb eines entsprechenden der Hohlräume 42. Der hintere Bereich des Hohlraums 42 hat einen Innendurchmesser etwas kleiner als ein maximaler Außendurchmesser des Dichtabschnitts 32 des wasserdichten Stopfens 30, sodass eine Druckeinführung des wasserdichten Stopfens 30 in den hinteren Bereich des Hohlraums 42 einen vollflächigen Kontakt zwischen dem Bereich maximalen äußeren Durchmessers (äußere Umfangsoberfläche) des Dichtabschnitts 32 des wasserdichten Stopfens 30 und der Innenfläche des Gehäusekörpers 40A um den Hohlraum 42 herum macht.
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Bei dem mit dem Verbinder ausgestatteten elektrischen Kabelbündel gemäß dieser Ausführungsform sei eine Situation angenommen, bei der eine Zuglast auf das gesamte elektrische Kabelbündel einschließlich des ersten elektrischen Kabels 10A und des zweiten elektrischen Kabels 10B wirkt. Wenn in diesem Fall eine Dehnung des ersten Leiters 12A in dem ersten elektrischen Kabel 10A wesentlich kleiner als eine Dehnung des zweiten Leiters 12B im zweiten elektrischen Kabel 10B ist, wird sich eine auf die elektrischen Kabel 10A und 10B anfänglich gleichmäßig verteilte Zugkraft letztendlich auf den ersten Leiter 12A konzentrieren, und zwar insbesondere auf den Abschnitt, wo ein Crimpen durchgeführt wurde, sodass ein Bruch des ersten Leiters 12A gefördert wird. Mit anderen Worten, die Zugfestigkeit des gesamten elektrischen Kabelbündels hängt von der Zugfestigkeit des ersten Leiters ab; insbesondere kann ein elektrisches Kabelbündel mit einem ersten Leiter 12A mit relativ geringer Querschnittsfläche nur eine wesentlich verringerte Zugfestigkeit haben.
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Bei dem mit dem Verbinder ausgestatteten elektrischen Kabelbündel gemäß dieser Ausführungsform verbessert jedoch der Zwischencrimpabschnitt 27 im ersten Verbinderanschluss 20A, der am ersten elektrischen Kabel 10A angebracht ist, eine Bruchdehnung des ersten elektrischen Kabels 10A, sodass die Zugfestigkeit des gesamten elektrischen Kabelbündels verbessert wird. Genauer gesagt, da der Zwischenbereich 16, wo die isolierende Abdeckung 14 freiliegt, zwischen dem ersten Ende mit freiliegendem Leiter und dem Anbringabschnitt für den wasserdichten Stopfen am ersten elektrischen Kabel 10A sichergestellt ist und der Zwischencrimpabschnitt des ersten Verbinderanschlusses auf die isolierende Abdeckung 14 in dem Zwischenbereich 16 direkt gecrimpt ist (d. h. ohne Zwischenschaltung des wasserdichten Stopfens), hindert das Crimpen des Zwischencrimpabschnittes 27 eine Zuglast daran, auf den Abschnitt (leitergecrimpten Abschnitt) zu wirken, wo die ersten Leiterhülsen 26 auf den ersten Leiter 12A gecrimpt sind, sodass die Dehnung des ersten elektrischen Kabels 10A bis zum Bruch in dem gecrimpten Abschnitt im Leiter verbessert ist. Diese Verbesserung in der Festigkeit des ersten elektrischen Kabels 10A führt direkt zu einer Verbesserung der Zugfestigkeit des gesamten elektrischen Kabelbündels.
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Mit anderen Worten, die Zwischenhülsen 27, die direkt auf die isolierende Abdeckung 14 gecrimpt sind, die eine größere Härte als der hochflexible wasserdichte Stopfen 30 hat, ohne dass der wasserdichte Stopfen 30 im Unterschied zu den Hülsen 28 für den wasserdichten Stopfen zwischengeschaltet ist, können eine auf das erste elektrische Kabel 10A wirkende Zuglast daran hindern, sich auf den Leitercrimpabschnitt fortzupflanzen, und zwar effektiver als die Hülsen 28 für den wasserdichten Stopfen. Diese Funktion der Zwischenhülsen 27 nähert die Bruchdehnung des ersten elektrischen Kabels eng an die Bruchdehnung des zweiten elektrischen Kabels 10B an, sodass die Zugfestigkeit des gesamten elektrischen Kabelbündels verbessert wird.
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Für das zweite elektrische Kabel 10B, welches ursprünglich eine relativ hohe Bruchdehnung hat, wird der preiswerte zweite Verbinderanschluss 20B ohne die Zwischenhülsen 27 verwendet; dies erlaubt, dass die Kosten des gesamten elektrischen Kabelbündels mit dem Verbinder verringert werden. Zusätzlich ermöglicht das Festsetzen der axialen Größe einer jeden Leiterhülse 25 am zweiten elektrischen Kabel 10B auf einen größeren Wert als bei den Leiterhülsen 26 des ersten elektrischen Kabels 10A aufgrund der weggelassenen Zwischenhülsen 27, dass die Leiterhülsen 25 eine Haltekraft besitzen, die ausreichend ist, den zweiten Leiter 12B mit relativ großem Querschnitt zu halten, wie oben erwähnt; weiterhin erlaubt die Angleichung der axialen Gesamtlänge des ersten Verbinderanschlusses 20A und der axialen Gesamtlänge des zweiten Verbinderanschlusses 20B aneinander ungeachtet des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins der Zwischenhülsen 27, dass die axiale Größe des gesamten Verbinders (d. h. die Abmessung von rechts nach links in 1) verkürzt wird.
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Obgleich in obiger Ausführungsform jeder von Leitercrimpabschnitt, Crimpabschnitt für den wasserdichten Stopfen und Zwischencrimpabschnitt als ein einzelnes Paar von rechten und linken Hülsen gebildet ist, kann jeder der Crimpabschnitte als eine Mehrzahl von Paaren rechter und linker Hülsen gebildet sein, die in einer Richtung von vorne nach hinten Seite an Seite angeordnet sind.
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BEISPIEL
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Es wurde ein Zugtest jeweils an Proben durchgeführt, die erstellt wurden durch Anbringen des ersten Verbinderanschlusses 20A (Verbinderanschluss mit den drei Paaren von Hülsen 26, 27, 28) und des zweiten Verbinderanschlusses 20B (Verbinderanschluss mit den zwei Paaren von Hülsen 25, 28) jeweils an den nachfolgenden drei Typen von elektrischen Kabeln 1, 2 und 3, um die Dehnung bis zum auftretenden Bruch zu messen (d. h. die Bruchdehnung).
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Leiter von elektrischem Kabel 1: Weichkupfer (Querschnittsfläche: 0.35 mm2; Bruchdehnung des elektrischen Kabels selbst: 20%) Leiter von elektrischem Kabel 2: Kompositkabel mit Kerneinzeldraht aus rostfreiem Stahl und Litzeneinzeldrähten aus Kupfer (Querschnittsfläche: 0.13 mm2; Bruchdehnung des elektrischen Kabels selbst: 18%) Leiter von elektrischem Kabel 3: Kupferlegierung mit 0.3 Gew.-% Sn (Querschnittsfläche: 0.13 mm2; Bruchdehnung des elektrischen Kabels selbst: 2%) Jedes der elektrischen Kabel 1 bis 3 hatte eine Gesamtlänge von 120 mm. Der Zugtest wurde durchgeführt durch Ziehen eines jeden der elektrischen Kabel mit einer Geschwindigkeit von 50 mm/min, wobei der elektrische Kontaktabschnitt 22 eines jeden Verbinderanschlusses 20A und 20B eingespannt war und weiterhin ein Bereich des elektrischen Kabels einschließlich der isolierenden Abdeckung eingespannt war, wobei dieser Bereich von dem Crimpabschnitt des elektrischen Kabels um 120 mm beabstandet war.
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Ergebnisse des Zugtests sind in den 7 bis 9 gezeigt. 7 zeigt das Ergebnis an einer Probe, wo der zweite Verbinderanschluss 20B am elektrischen Kabel 1 angebracht ist. Auf ähnliche Weise zeigt 8A das Ergebnis bei einer Probe, wo der zweite Verbinderanschluss 20B am elektrischen Kabel 2 angebracht ist; 8B zeigt ein Ergebnis an einer Probe, wo der erste Verbinderanschluss 20B am elektrischen Kabel 2 angebracht ist; 9A zeigt das Ergebnis an einer Probe, wo der zweite Verbinderanschluss 20B am elektrischen Kabel 3 angebracht ist; und 9B zeigt ein Ergebnis an einer Probe, wo der erste Verbinderanschluss 20B am elektrischen Kabel 3 angebracht ist.
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Wie in 7 gezeigt, ist die Bruchdehnung der Probe, wo der zweite Verbinderanschluss 20B mit den beiden Hülsen am elektrischen Kabel 1 angebracht ist, 6.5 mm (der Äquivalenzwert in einem elektrischen Kabel von 300 mm beträgt 6.5 mm × 300/120 = 16.3 mm), wohingegen die Bruchdehnungen von Proben, wo der zweite Verbinderanschluss 20B am elektrischen Kabel 2 und dem elektrischen Kabel 3 angebracht ist, nur 1 mm (der Äquivalenzwert in einem elektrischen Kabel von 300 mm ist 2.5 mm) bzw. 0.8 mm beträgt (der Äquivalenzwert bei einem elektrischen Kabel von 300 mm ist 2 mm), wie in den 8A bis 9A gezeigt.
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Die Gesamtlängen von elektrischen Kabeln, die in einem Kabelbaum für Fahrzeuge verwendet werden, schwanken üblicherweise maximal innerhalb von ungefähr 3 mm und das Minimum der Gesamtlänge beträgt ungefähr 300 mm. Folglich kann in einem elektrischen Kabelbündel mit einem bestimmten elektrischen Kabel mit einer Bruchdehnung von weniger als 3 mm als Äquivalenzwert bei einem elektrischen Kabel von 300 mm gemäß den 8A und 9A dieses bestimmte elektrische Kabel mit einer solch geringen Bruchdehnung, wenn es um 3 mm kürzer als die verbleibenden elektrischen Kabel ist, brechen, bevor eine Zugbelastung auf die verbleibenden elektrischen Kabel wirkt.
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Im Gegensatz hierzu kann für den Fall, dass der zweite Verbinderanschluss 20B mit den drei Hülsen am elektrischen Kabel 2 und am elektrischen Kabel 3 angebracht ist, eine Bruchdehnung von 300 mm oder mehr als Äquivalenzwert in einem elektrischen Kabel von 300 mm gemäß den 8B und 9B erzeugt werden, was einen wesentlich erhöhte Zugfestigkeitscharakteristik des gesamten elektrischen Kabelbündels ergibt.
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Wie oben beschrieben, schafft die vorliegende Erfindung ein mit einem Verbinder ausgestattetes elektrisches Kabelbündel mit einer Mehrzahl von Typen elektrischer Kabel, deren Leiter unterschiedliche Querschnittsfläche und Dehnung haben, wobei das gesamte elektrische Kabelbündel eine hohe Zugfestigkeit aufrechterhalten kann.
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Bei dem erfindungsgemäßen elektrischen Kabelbündel verbessert der Zwischencrimpabschnitt, der in dem ersten Verbinderanschluss enthalten ist, welcher am ersten elektrischen Kabel angebracht ist, die Bruchdehnung des ersten elektrischen Kabels, sodass die Zugfestigkeit des gesamten elektrischen Kabelbündels verbessert ist, trotz der Tatsache, dass sowohl Querschnittsfläche als auch Bruchdehnung, was diejenige Dehnung ist, die auftritt, wenn der erste Leiter unter Zugbelastung bricht, des ersten Leiters, der das erste elektrische Kabel bildet, geringer als eine Querschnittsfläche und eine Bruchdehnung des zweiten Leiters ist, der das zweite elektrische Kabel bildet und die eine Dehnung ist, wenn der zweite Leiter unter Zugbelastung bricht. Mit anderen Worten, eine Angleichung der Dehnungen der jeweiligen elektrischen Kabel ermöglicht, dass die Zugfestigkeit des gesamten elektrischen Kabelbündels mit einem preiswerten Aufbau verbessert wird.
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Genauer gesagt, in dem ersten elektrischen Kabel ist der Zwischenbereich, wo der erste Leiter freiliegt, zwischen dem freigelegten Ende des ersten Leiters und dem Anbringabschnitt für den wasserdichten Stapfen am ersten elektrischen Kabel sichergestellt, wobei der Zwischencrimpabschnitt des ersten Verbinderanschlusses direkt auf die isolierende Abdeckung in dem Zwischenbereich gecrimpt wird (d. h. ohne Zwischenschaltung des wasserdichten Stopfens); dieses Crimpen auf den Zwischencrimpabschnitt unterdrückt die Einwirkung einer Zugbelastung auf einen Crimpabschnitt (Leitercrimpabschnitt), wo der erste Leitercrimpabschnitt auf den ersten Leiter gecrimpt wird, sodass die Dehnung, bei der Bruch in dem Leitercrimpabschnitt auftritt (Bruchdehnung) des ersten elektrischen Kabels verbessert wird. Diese Verbesserung der Bruchfestigkeit des ersten elektrischen Kabels führt direkt zu einer Verbesserung der Zugfestigkeit des gesamten elektrischen Kabelbündels.
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Mit anderen Worten, der Zwischencrimpabschnitt, der direkt in dem Zwischenbereich auf die isolierende Abdeckung gecrimpt wird, die härter als der hochverformbare wasserdichte Stopfen ist, kann wirksam unterbinden, dass eine Zuglast, die auf das erste elektrische Kabel einwirkt, auf den Crimpabschnitt des Leiters übertragen wird, im Vergleich zu einem Abschnitt, wo der Crimpabschnitt für den wasserdichten Stopfen auf den wasserdichten Stopfen gecrimpt ist. Dies erlaubt, dass die Bruchdehnung des ersten elektrischen Kabels und weiterhin die Zugfestigkeit des gesamten elektrischen Kabelbündels wesentlich verbessert werden.
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Für das zweite elektrische Kabel, welches ursprünglich eine relativ hohe Bruchdehnung hat, wird der zweite Verbinderanschluss verwendet, der als Crimpabschnitt nur den Leitercrimpabschnitt und den Crimpabschnitt für den wasserdichten Stopfen hat (d. h. der Zwischencrimpabschnitt fehlt); dies bringt eine Kostenverringerung des gesamten mit dem Verbinder ausgestatteten elektrischen Kabelbündels mit sich.
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Weiterhin erlaubt das Weglassen des Zwischencrimpabschnitts im zweiten Verbinderanschluss, dass die axiale Größe des zweiten Leitercrimpabschnitts größer als diejenige des ersten Leitercrimpabschnitts gemacht wird. Diese Größenfestlegung erhöht die Haltekraft durch den zweiten Leitercrimpabschnitt, sodass der zweite Leiter, der eine relativ große Querschnittsfläche hat, gehalten wird, während eine Angleichung zwischen einer axialen Gesamtlänge des ersten Verbinderanschlusses mit dem Zwischencrimpabschnitt und einer axialen Gesamtlänge des zweiten Verbinderanschlusses gefördert wird. Beispielsweise können eine axiale Gesamtlänge des ersten Verbinderanschlusses und eine axiale Gesamtlänge des zweiten Verbinderanschlusses zueinander gleich gemacht werden, was erlaubt, dass die axiale Abmessung des gesamten Verbinders verkürzt wird.
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Als erster Leiter kann beispielsweise ein Leiter mit hoher Zugfestigkeit aus einer Mehrzahl von Einzellitzen verwendet werden, wobei zumindest ein Teil dieser Einzellitzen aus einem Material mit einer Zugfestigkeit größer als derjenigen des Materials des zweiten Leiters ist, beispielsweise rostfreiem Stahl. Ein solcher Leiter hoher Zugfestigkeit hat eine Bruchdehnung, welche merklich geringer als diejenige eines üblicherweise verwendeten Leitermaterials (z. B. Kupfer) ist; damit ist das Anbringen des ersten Verbinderanschlusses mit dem Zwischencrimpabschnitt an dem ersten elektrischen Kabel mit dem Leiter hoher Zugfestigkeit besonders effektiv bei der Verbesserung der Zugfestigkeit des gesamten elektrischen Kabelbündels. Dieser Effekt ist insbesondere in einem Fall bemerkbar, wo der zweite Leiter aus Kupfer eine hohe Bruchdehnung hat.
