DE3033393A1

DE3033393A1 - Steckverbinder fuer bandkabel

Info

Publication number: DE3033393A1
Application number: DE19803033393
Authority: DE
Inventors: Gilles Francois Andre Leguevin Tournier
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1979-09-11
Filing date: 1980-09-05
Publication date: 1981-04-02
Also published as: ES252875U; JPS5650074A; FR2465329A1; ES252875Y; FR2465329B3

Description

G.F. A.Tournier-4

Steckverbinder für Bandkabel

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder für den abisolierfreien Anschluß eines Bandkabels der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Ausführung.

Bandkabel und für den Anschluß von Bandkabeln ausgebildete Steckverbinder haben in der Elektronik-Industrie ein breites Anwendungsgebiet gefunden. Solche Bandkabel bestehen aus mehreren, in elastisches Isoliermaterial eingehüllten Runddrähten, die parallel nebeneinander verlaufen und den selben Teilungsabstand aufweisen, wie die Kontaktelemente im Steckverbinder, bzw. deren Anschlüsse. Solche Anschlüsse bestehen häufig aus zweischenkligen Gabeln, deren Schenkel beim Eindrücken des Bandkabels, dessen Isolation beiderseits der mit den Kabeln korrespondierenden Drähte durchstechen. Hierbei wird das Leitermaterial zwischen den Schenkeln eingeklemmt und dadurch eine sichere elektrische und mechanische Verbindung hergestellt.

Diese Verbindungsart bietet gegenüber dem herkömmlichen Löten oder Wickeln der Anschlußdrähte mehrere Vorteile.

Unter anderem sei erwähnt, daß das Volumen und Gewicht einer derartigen Verbindung bedeutend geringer ist, ferner, daß die Herstellung der Verbindung nicht ortsgebunden ist und in der Regel auch keine besonderen Werkzeuge erfordert und schließlich zu einer erheblichen Kosten-Senkung beiträgt.

In elektronischen Einrichtungen haben die verwendeten Bauelemente sehr kleine Abmessungen und die als Verbindungsleitungen dienenden Bandkabel ebenfalls. Der Draht-

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durchmesser solcher Bandkabel beträgt 0,30 mm und der Abstand bzw. das Teilungsmaß zwischen den Drähten und Anschlüssen 1,27 mm. Um problemlose und zuverlässige Zwischenverbindungen herstellen zu können, müssen die speziell dafür entwickelten Steckverbinder sehr enge Toleranzen einhalten.

Nun gab es aber schon lange bevor Bandkabel erhältlich waren bereits miniaturisierte Steckverbinder mit im wesentlichen recheckigem Querschnitt und einer oder zwei Reihen Kontaktelementen, die in ihrer Anordnung dem Teilungsabstand der neuen Bandkabel schon sehr nahe kommen. Diese alten Steckverbinder weisen viele Vorzüge auf und sie haben deshalb einen breiten Anwendungsbereich gefunden. Die Anschlußenden der Kontaktelemente, die ursprünglich für die Verbindungsarten Löten oder Wickeln konzipiert waren,lassen sich zwar für die Bedürfnisse des abisolierfreien Verbindens mit Bandkabeln abändern, jedoch entsteht hier das Probeim, daß die Achsen der Kontaktelemente bei diesen Steckverbindern nicht mit dem Teilungsmaß der Bandkabel übereinstimmen.

Bei dem rechteckigen, doppelreihigen Verbindertyp beträgt der Teilungsabstand zwischen den Kontaktelementen einer Reihe beispielsweise 2,76 mm und 1,38 mm zwischen den alternierenden Kontaktelementen der beiden Reihen, während der Teilungsabstand zwischen den Drähten der Bandkabel, wie zuvor bereits erwähnt wurde, 1,27 mm beträgt. Die einzelne,an sich geringe Maßabweichung addiert sich jedoch bei zunehmender Anzahl von

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Kontaktelementen, so daß die Bandkabel nicht ohne weiteres direkt mit den SteckverbinderanschlUssen verbunden werden können.

Aus diesem Grunde muß die Isolation der Bandkabel zwischen den Drahtenden entweder manuell oder automatisch aufgeschnitten und die Leitungen vor dem Anschließen dem Teilungsmaß des Steckverbinders entsprechend gespreizt werden, bevor das Bandkabel und die KontaktelementeanschlUsse miteinander verbindbar sind. Wie beispielsweise aus der DE-AS 26 26 631 entnehmbar ist, wurde auch schon der umgekehrte Weg beschritten und die Anschlüsse der Kontaktelemente dem Teilungsmaß des Bandkabels angepaßt. Die bekannten Lösungen sind jedoch noch nicht zufrejidenstel 1 end, weil das Anschließen von Bandkabeln entweder unverhältnismäßig viel Zeitaufwand erfordert oder aber das Bereithalten von Kontaktelementen notwendig macht, deren Anschlüsse nach der Bestückung des Steckverbinder-Isolierkörpers einen individuell an die verschiedenen Leiter des Bandkabels angepaßten Versatz aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Steckverbinder Maßnahmen vorzusehen, die eine einfache Bestückung seiner Kammern mit Kontaktelementen erlauben, deren Anschlüsse durch Eindrücken der Leiter eines in geeigneter Weise gehalterten Bandkabels kontaktierbar sein sollen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegebenen konstruktiven Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Anspruchs 1 sind den Unter-

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ansprüchen zu entnehmen.

In vorteilhafter Weise können übliche Kontaktelemente mit bewährten Anschlüssen nach bekannten Verfahren problemlos hergestellt werden. Allein die einfache Einhaltung der Winkellage im Isolierkörper, welche beim automatisch vornehmbaren Bestücken der Kammern mit Kontaktelementen ohne Schwierigkeiten vornehmbar ist, stellt bereits sicher, daß die Teilungsabstände zwischen den Anschlüssen der Kontaktelemente und den Leitern des Bandkabels übereinstimmen. Der die Anordnung der Kontaktelemente-Anschlüsse berücksichtigende Kabelhalter gestattet es, die Verbindung der Leiter des Bandkabels mit den Anschlüssen der Kontaktelemente während der Fabrikation maschinell oder auch am Montageort manuell vorzunehmen. Außerdem weist der Kabelhalter eine einfache Zugentlastung auf. Schließlich gestattet eine vorteilhafte Ausbildung des Kabelhalters, daß die Kabelzuführung den bei Steckern üblichen Anordnungen entspricht.

Die Erfindung wird anhand eines in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles wie folgt näher beschrieben .

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 einen vereinfacht dargestellten Steckverbinder, dessen Isolierkörper zwei Reihen Kammern enthält, in der Rückansicht;

Fig. 2 einen Stiftkontakt mit Anschlußgabeln in perspektivischer Ansicht;

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Fig. 3 einen Buchsenkontakt mit Anschlußgabeln in perspektivischer Ansicht;

Fig. 4 den Isolierkörper des Steckverbinders der Fig. 1, dessen Kammern teilweise mit Kontaktelementen bestückt sind;

Fig. 5 einen auf die Rückseite des Steckverbinders

aufdrückbaren Kabelhalter, von der Anschlußseite her gesehen;

Fig. 6 einen Steckverbinder und einen Kabelhalter mit Bandkabel vor der Verbindungsherstellung, teil

weise geschnitten und in einer Seitenansicht dargestel1t;

Fig. 7 die Anordnung der Fig. 6 nach hergestellter Ver· bindung;

Fig. 8 einen Kabelhalter mit Bandkabel und offenem Dek-

kel in perspektivischer Ansicht;

Fig. 9 den Kabelhalter der Fig. 8 mit zurückgefaltetem Bandkabel und geschlossenem Deckel, auf einen Steckverbinder geklemmt, in perspektivischer Ansieht;

Fig. 10 ein Bandkabel mit einer im Kabelhalter durch

Schließen des Deckels vornehmbaren Formgebung, in perspektivischer Ansicht.

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In Fig. 1 ist eine vereinfachte Ansicht der bekannten Ausführung eines miniaturisierten Steckverbinders mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt dargestellt, dessen Isolierkörper 2 eine Anzahl Kammern 1 enthält. Diese Kammern 1 sind in zwei Reihen angeordnet. Die Entfernung von Mitte zu Mitte zwischen zwei benachbarten Kammern 1 einer Reihe entspricht jeweils einem Teilungsabstand 3 von 2,76 mm, während der Teilungsabstand 4 zwischen den Kammern 1 der abwechselnden Reihen halbiert ist, bzw. 1,38 mm beträgt. Veränderungen der Kammeranordnung mit einem der Teilung eines Bandkabels entsprechend reduzierten Abstand von 2,54 mm und 1,27 mm wäre nicht wirtschaftlich und entspricht auch nicht den Kundenwünschen. Die Erfindung befaßt sich deshalb damit, einen Isolierkörper 2 gemäß der Fig. 1 zu verwenden, aber die Anschlüsse der in die Kammer 1 einsetzbaren Kontaktelemente so anzuordnen, daß sie der Teilung eines Bandkabels entsprechen und daß dessen Leitungen dann abisolierfrei mit den Anschlüssen verbunden werden können.

In den Figuren 2 und 3 sind solche Anschlüsse zu sehen, wobei diese in Fig. 2 Bestandteil eines Stiftkontaktes 5 und in Figur 3 Bestandteil eines Buchsenkontaktes 6 sind. Natürlich werden innerhalb eines Gehäuses bzw. Isolierkörpers 2 nur gleichartige, also entweder Stiftkontakte 5 oder Buchsenkontakte 6 angeordnet. Es sei jedoch darauf/hingewiesen, daß die zum Durchtrennen der Leitungsisolation ausgebildeten Anschlüsse beider Kontakte! emente-Ausführungen identisch sind. Jeder dieser Anschlüsse weist zwei gleiche Gabeln 7,8 auf, deren Zinken Klemmschenkel bilden, die zwischen sich jeweils einen

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Schlitz 9,10 für die nach bekannter Methode abisolierfrei vornehmbare Kontaktierung der Bandkabel 1eiter aufweisen. Das Anschlußelement wird in der Kammer 1 des Isolierkörpers 2 mittels einer von zwei federnden Sperrzungen 12 verriegelten Schulter 11 (Fig. 6)gehalten und durch seitlich abstehende Lappen II¹ gegen Verdrehen gesichert (Fig. 2 und 3). Die Kontaktelemente werden so einstückig aus Blech gestanzt, aufgerollt und gebogen, daß die Lappen 11' auf zwei gegenüber liegenden Seiten mit einer Gesamtbreite abstehen, die etwas größer ist als der Durchmesser des die Verriegelungsschulter 11 aufweisenden Kontaktelemente-Bundes. Die Kante 13 des halbkreisförmigen Anschlußendes liegt in der selben Ebene wie die Enden der Schlitze 9,10, so daß bei in die Schlitze eingeklemmten Leitern, die angrenzenden Bandkabelabschnitte sich auf dieser Kante 13 abstützen, wie dies insbesondere die Figur 4 zeigt. Hierzu ist noch zu bemerken, daß die Schlitze 9,10 eine zur Längsachse der Kontaktelemente versetzte Anordnung aufweisen, wie noch eingehender erläutert wird.

Die Fig. 4- zeigt einen Isolierkörper 2 mit in zwei Reihen Kammern 1 eingesetzten Kontaktelementen, von denen jedoch nur die Gabelenden sichtbar sind. Diese sind so angeordnet, daß die durch die Schlitze 9,10 der Gabeln 7,8 gehende Achse 14 und die senkrechte Ebene 15 des Isolierkörpers 2 einen Winkel von 23 Grad einschließen. Alle Gabeln 7,8 einer Reihe weisen zu den Längsachsen 16 ihrer Kontaktelemente, die mit den Längsachsen der Kammern 1 identisch sind, den selben seitlichen Versatz auf. Von diesen Längsachsen 16 ausgehend sind jedoch die durch die Schlitze 9,10

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gehenden Achsen 14 bei den Kontaktelementen in der oberen Reihe nach rechts und bei den Kontaktelementen in der unteren Reihe nach links versetzt.

Weil nun der Teilungsabstand 3 zwischen zwei Kammern 1 und somit auch zwischen den Längsachsen 16 der Kontaktelemente 2,76 mm beträgt, folgt daraus, daß der Abstand 17 zwischen zwei benachbarten Gabelachsen 18,19 der Multiplikation von 2,76 mm mit dem Cosinus von 23 Grad entspricht, also 2,54 mm beträgt. Der selbe Ansatz findet auch bei der Berechnung des Abstandes 20 der Gabelachsen 19,21 von zwei Kontaktelementen Anwendung, die nicht in der selben Reihe angeordnet sind. Wie eingangs erwähnt, beträgt der Teilungsabstand 4 (Fig. 1) 1,38 mm, der mit dem Cosinus von 23 Grad multipliziert einen Abstand 20 gleich 1,27 mm ergibt. Daraus geht hervor, daß man die Schlitze der Kontaktelemente-Anschlüsse in einem den elektrischen Leitern eines Bandkabels entsprechenden Teilungsabstand anordnen und in jeder Reihe die gleichen Kontaktelemente vorsehen kann. Es sei angemerkt, daß die Schlitze 9,10 der anhand der Fig. 2 und 3 beschriebenen Anschlußelemente in einer Ebene, aber parallel zur Längsachse der Stiftoder Buchsenkontakte angeordnet sind und deshalb einen Versatz zur Längsachse aufweisen. Der Abstand zwischen der Längsachse 24 eines beliebigen Kontaktelementes und seiner Gabelachse 23 ist mit 22 bezeichnet. Die durch diesen Versatz geschaffene Fläche über der halbrunden Kante 13 bietet Raum für das

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Vorbeiführen der Leitung zuni nächsten Anschlußelement. Die Konfiguration der Anschlüsse sorgt somit nicht nur für die richtige Anschlußlage der Leitungen über den Gabeln zum Durchstechen der Isolation, sondern sie stellt auch sicher, daß kein Kontakt zu angrenzenden Anschlüssen entstehen kann.

Damit die Leiter des Bandkabels zu den Gabelachsen z.B. 18,19,21,23 der Anschlüsse eine fluchtende Lage einnehmen,ist erforderlich, daß es in einem Winkel u von 23 Grad zum Steckverbinder angeordnet wird, wie Fig. 4 zeigt. Dies wird mittels eines in den Figuren 5 bis 9 dargestellten Kabelhalters 25 gewährleistet, welcher von Führungskanälen 26 durchsetzt ist, die im Durchmesser und Teilungsabstand den Abmessungen der isolierten Leitungen des Bandkabels entsprechen. Das Bandkabelende läßt sich somit leicht in die Führungskanäle 26 einsetzen und mit der gewünschten Länge hindurchschieben für den Fall, daß mehrere Steckverbinder angeschlossen werden sollen. Andernfalls wird das Bandkabel ende zum Schutz gegen versehentliche Kurzschlüsse nur soweit eingeschoben, daß es noch vor den Austrittsöffnungen der Führungskanäle 26 endet. Weil die Führungskanäle 26 den Isolierkörper des Kabelhalters 25 in einem Winkel von 23 Grad zur senkrechten Ebene 15 des Steckverbinders durchsetzen, liegen die Leitungen des Bandkabels nach dem Einschieben in die Führungskanäle in der selben Richtung wie die Achsen der Gabelschlitze

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und sind somit für das Anschließen vorbereitet. Dieses Stadium ist in Fig. 6 dargestellt, die eine Seitenansicht des Kabelhalters zeigt, welcher entlang der Achse eines Führungskanal es 26 über den Gabeln 7,8 eines Kontaktelementes quergeschnitten ist. Diese Querschhittsansicht läßt die in Figur 5 angedeutete Ausbildung der Unterseite des Kabelhalters 25 erkennen. Hier ist eine Ausnehmung 27 eingeformt, die zur Aufnahme der Rückseite 28 des Steckverbinders dient. Wenn der Kabelhalter 25 in seine Endlage niedergedrückt wird (Fig. 7), so dringen die Schenkel der Gabeln 7,8 in entsprechend ausgeformte Schlitze 29 ein. Diese dienen den Gabel schenkein als Führung, während der zwischen zwei Schlitzen verbleibende Ansatz beim Niederdrücken des Kabelhalters 25 als Stempel 30 wirkt, der den Leiter 31 mit Isolation zwischen zwei Gabeln eines Kontaktelementes eindrückt.

Zum besseren Verständnis der Zeichnungen sei darauf hingewiesen, daß die Fig. 5 eine seitengedrehte Ansicht des Kabelhalters 25 zeigt, bei dem in Verbindungslage mit dem Isolierkörper 2 der Fig. 4, die mit 32 und 33 bezeichneten Schlitze mit den Gabeln des in der mit 34 bezeichneten Kammer steckenden Kontaktelementes (nicht dargestellt) und die mit 35 und 36 bezeichneten Schlitze mit den Gabeln des in der mit 37 bezeichneten Kammer steckenden Kontaktelementes (nicht dargestellt) korrespondieren. Daher erstreckt sich das Bandkabel, dessen seitliche Ränder die gestrichelten Linien 38,39 in Fig. 5 veranschaulichen, in die selbe Richtung wie die verschiedenen Achsen z.B. 14,18 der Anschlußgabeln in Fig. 4.

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Die vorausgegangenen Erläuterungen machen verständlich, daß ein ausreichend stark auf den in Fig. 6 dargestellten Kabelhalter 25 in Pfeil richtung 40 ausgeübter Druck zum gleichzeitigen Durchstechen der Isolation jedes Bandkabel!eiters führt und einen Kontakt von Metall zu Metall zwischen den elektrischen Leitern 31 und ihren korrespondierenden Gabeln 7,8 herstellt, wie dies Fig. 6 zeigt.

In Fig. 8 nimmt das Bandkabel 50 eine winklige Lage zur Querachse des Verbindungsgehäuses ein. Die Fig. 8 veranschaulicht außerdem, daß der Kabelhalter 25 einen von einer Grundfläche 41 und zwei Seitenwänden 42,43 begrenzten Ausschnitt aufweist, in den ein entsprechende Oberflächen 44,45,46 aufweisender Deckel 47 eingedrückt werden kann, der über ein flexibles Scharnier 48 mit dem Kabelhalter 25 verbunden ist. Der Ausschnitt enthält eine pyramidenartige Rampe 49, die mit einer dazu passenden Ausnehmung im Deckel 47 zusammenwirkt. Der Zweck dieser drei gleiche Seiten aufweisenden Rampe 49, besteht darin, die winklige Anordnung des Bandkabels zu beseitigen und es auf die Querachse des Verbinders auszurichten. Dies geschieht durch Zurückfalten des Bandkabels 50, so daß es zwischen den Seitenwänclen 42, 43 zu liegen kommt und Schließen des Deckels 47 bis dessen innere Ansatzflächen 51,52 die Außenflächen 53, 54 des Kabelhalters 25 berühren.

Die Fig. 9 zeigt den Kabelhalter 25 mit geschlossenem Deckel 47 und den unteren Teil 55 des Bandkabels, dessen Achse schräg aus dem Verbinder hervorsteht, während der obere, mit dem Deckel 47 festgeklemmte Teil 56 des Bandkabels in der Querachse liegt. Diese Ausrichtung ist das

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Ergebnis des zurückgefalteten und um die Kanten der
Rampe 49 gebogenen Bandkabels, das beim Schließen des Deckels 47 durch Obergreifen der Rampe 49 (Fig. 8)
zustande kommt. Die Fig. IQ zeigt in perspektivischer Darstellung einen Bandkabel abschnitt, wie er nach der Verformung durch den Kabelhalter aussieht. Die Abschnitte des unteren und oberen Bandkabelteiles 55,56 sind
erkennbar dieselben, wie in Fig. 9 dargestellt. Bei den sich an die unteren Biegungen anschließenden Bereichen 57, 58 handelt es sich um die von Deckel 47 gegen die Grundfläche 41 angedrückten Bandkabel teile und bei den anderen Regionen 59,60,61 um den Teil des Bandkabels, der über die drei Seiten der Rampe 49 gebogen ist.

9 Ansprüche
4 Zeichnungen

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Claims

Deutsche ITT Industries GmbH Freiburg G.F.A.Tournier-4 Ansprüche

1. !Steckverbinder für den Anschluß eines mehrere Leiter enthaltenden Bandkabels, der wenigstens eine Reihe Kontaktelemente enthält, die in einem größeren Teilungsabstand als die Leiter des Bandkabels angeordnet sind und bei dem die gabelartigen, zur abisolierfreien Verbindung ausgebildeten Anschlüsse der verdrehsicher in den Kammern des Steckverbinder-Isolierkörpers gehaltenen Kontaktelemente einen mit den Leitern des Bandkabels übereinstimmenden Teilungsabstand aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kammern (1) des Isolierkörpers (2) Kontaktelemente (5,6) mit starr verbundenen Anschlüssen identischer Form stecken, bei denen die durch die Schlitze (9,10) der Gabeln (7,8) gelegten Achsen (z.B. 14,19,21) in einem Winkel («c) zur senkrechten Ebene (15) des Isolierkörpers (2) verlaufen und daß das Bandkabel (50) in den Führungskanal (26) eines Kabelhalters (25) unter dem selben Winkel («<.) zu dessen Querachse einführbar ist, der anschlußseitig eingeformte Schlitze (z.B. 29,32,35) zur Aufnahme der Gabeln (7,8) enthält.

2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der senkrechten Ebene (15) des Isolierkörpers (2) und den durch die Gabel sch!itze (9,10) gehenden Achsen (z.B. 18,19,23) bestimmte Winkel («C) gleich dem Cosinus ist, der dem Verhältnis des Teilungsabstandes der Bandkabel leiter zu dem Teilungsabstand der Kontaktelementeanschlüsse entspricht.

3. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabelschlitze (9,10) zur Längsachsenebene der Kontaktelemente (5,6) einen seitlichen Versatz aufweisen.

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4. Steckverbinder nach einem -der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Längsachsenebene der Kontaktelemente (5,6) einen Abstand (22) aufweisenden Gabelschlitze (9,10) innerhalb jeder Reihe Kontaktelemente (5,6) gleich orientiert, zwischen zwei Reihen jedoch mit entgegengesetztem Versatz angeordnet sind.

5. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (5,6) zwei diametral abstehende Lappen (H¹) aufweisen, deren Gesamtbreite größer ist als der Durchmesser des eine Verriegelungsschulter (11) bildenden Kontaktelemente-Bundes .

6. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kabelhalter (25) anschlußseitig mit einer die Rückseite (28) des Steckverbinders aufnehmenden Ausnehmung (27) versehen ist.

7. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der den Querschnittsabmessungen des Bandkabels (50) entsprechende Führungskanal (26) die Schlitze (z.B. 29,33,36) zur Aufnahme der Gabeln (7,8) im rechten Winkel schneidend, den Kabelhalter (25) vollständig durchsetzt.

8. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kabelhalter (25) rückseitig mit einem Ausschnitt zur Aufnahme des zurückgefalteten Bandkabels (50,56) und einem das Bandkabel im Ausschnitt festlegenden Deckel (47) versehen ist.

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Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kabelhalter (25) zur Beseitigung der schrägen Einführungslage im Ausschnitt eine pyramidenförmige Rampe (49) und der Deckel (47) eine komplementär angeordnete Ausnehmung enthält, die beim Schließen des Deckels (47) das Bandkabel (50,56) gegen die drei Seiten der Rampe (49) andrückt.

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