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Die
Erfindung betrifft einen Steckverbinder umfassend ein elektrisch
isolierend ausgebildetes Steckverbindergehäuse, welches aus mehreren Gehäuseteilen
gebildet ist, mindestens ein in einem Aufnahmeraum des Steckverbindergehäuses angeordnetes
Kontaktelement, welches über
eine Stecköffnung
für ein
Kontaktelement eines komplementären Steckverbinders
zugänglich
ist, und ein über
eine Kabelöffnung
in das Steckverbindergehäuse
hineinführendes
elektrisches Kabel, dessen elektrischer Leiter mit dem Kontaktelement
verbunden ist.
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Derartige
Steckverbinder sind aus dem Stand der Technik bekannt, wobei bei
diesen das Problem besteht, dass Fugen zwischen den verschiedenen
Gehäuseteilen
bei der Festlegung von Kriechstromstrecken zu berücksichtigen
sind, da Kriechströme
auch durch Fugen hindurchverlaufen.
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Werden
derartige Steckverbinder für
hohe Spannungen eingesetzt, so sind ausgehend von dem Kontaktelement
entsprechend große
Kriechstromstrecken vorzusehen, die es erforderlich machen, das
Steckverbindergehäuse
entsprechend groß zu dimensionieren,
um die erforderlichen Kriechstromstrecken in den verschiedenen Richtungen
realisieren zu können.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Steckverbinder
der gattungsgemäßen Art
derart zu verbessern, dass das Steckverbindergehäuse bei möglichst großen Kriechstromstrecken möglichst
raumsparend ausgeführt
werden kann.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Steckverbinder der eingangs beschriebenen
Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass an den Aufnahmeraum angrenzende Fugen zwischen den Gehäuseteilen durch
Stoffschluss verschlossen sind und somit in dem Aufnahmeraum vom
Kontaktelement wegführende
Kriechstromstrecken ausschließlich
zur Stecköffnung
und/oder zur Kabelöffnung
des Steckverbindergehäuses
verlaufen.
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Der
Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist
darin zu sehen, dass sämtliche
an den Aufnahmeraum angrenzende Fugen zwischen den Gehäuseteilen
durch Stoffschluss verschlossen sind, und somit Kriechstromstrecken
durch diese Fugen hindurch nicht mehr auftreten und somit in einfacher
Weise sichergestellt werden kann, dass die über die Stecköffnung und/oder
die Kabelöffnung
führenden
Kriechstromstrecken ausreichend groß sind.
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Hinsichtlich
der Anordnung der Fugen wurden im Zusammenhang mit dem vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispiel
keine näheren
Angaben gemacht.
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So
sieht eine Lösung
vor, dass die Fugen zwischen dem Aufnahmeraum und einer Außenseite des
Steckverbindergehäuses
stoffschlüssig
verschlossen sind.
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In
diesem Fall wird durch das stoffschlüssige Verschließen der
Fugen erreicht, dass die Kriechströme nicht direkt aus dem Außenraum
durch die Fugen hindurch zur Außenseite
des Steckverbindergehäuses
verlaufen können,
sondern über
die Stecköffnung und/oder
die Kabelöffnung
laufen müssen,
so dass bei einfachem Aufbau ausreichend große Kriechstrecken erhältlich sind.
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Insbesondere
dann, wenn der Steckverbinder zwei Aufnahmeräume für mehrere Kontaktelemente aufweist,
ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Fugen zwischen den Aufnahmeräumen des Steckverbindergehäuses ebenfalls
stoffschlüssig verschlossen
sind, so dass auch hier keine Kriechströme von einem Aufnahmeraum zum
andern durch die Fugen hindurch verlaufen können, sondern auch in diesem
Fall die Kriechströme
entweder über
die Stecköffnung
und/oder die Kabelöffnung
verlaufen müssen.
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Hinsichtlich
des Verlaufs der Fugen zwischen den Gehäuseteilen wurden ebenfalls
keine näheren
Angaben gemacht.
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So
sieht eine Lösung
vor, insbesondere eine Lösung
welche Halbschalen als Gehäuseteile
umfasst, dass Fugen zwischen den Gehäuseteilen parallel zu einer
Mittelachse des Steckverbindergehäuses verlaufen.
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Hinsichtlich
der Ausbildung der Gehäuseteile wurden
im Zusammenhang mit der bisherigen Beschreibung des Steckverbindergehäuses keine
näheren
Angaben gemacht.
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So
sieht eine vorteilhafte Lösung
vor, dass das Steckverbindergehäuse
aus drei Gehäuseteilen zusammengesetzt
ist.
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Bei
einem derartigen Steckverbindergehäuse ist vorzugsweise vorgesehen,
dass zwei Gehäuseteile
Halbschalen einer Griffhülse
bilden und das dritte Gehäuseteil
eine Kontaktschutzhülse
darstellt.
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Eine
andere vorteilhafte Lösung
sieht vor, dass das Steckverbindergehäuse aus zwei Gehäuseteilen
aufgebaut ist.
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In
diesem Fall könnten
die zwei Gehäuseteile
Halbschalen darstellen, die zusammengesetzt werden.
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Eine
Möglichkeit
der Ausbildung der Gehäuseteile,
insbesondere wenn diese als Halbschalen ausgebildet sind, sieht
vor, dass die Gehäuseteile spiegelsymmetrisch
zu der Mittelachse des Steckverbindergehäuses ausgebildet sind, so dass
die Halbschalen als Gleichteile hergestellt werden können.
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Ferner
sieht eine andere Lösung
vor, dass die Fugen zwischen Gehäuseteilen
parallel zu einer quer zur Mittelachse verlaufenden Ebene verlaufen.
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Beispielsweise
sind in einem derartigen Fall die Gehäuseteile hülsenartig ausgebildet, insbesondere
ist es denkbar, die zwei Gehäuseteile
durch eine Kontaktschutzhülse
und eine Endhülse
zu realisieren.
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Im
Fall von hülsenartig
ausgebildeten Gehäuseteilen
besteht grundsätzlich
die Möglichkeit, diese
als Hülse
in Mehrkantform auszubilden.
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Eine
besonders einfache Lösung
sieht jedoch vor, dass derartige hülsenartige Gehäuseteile zylindrisch
zur Mittelachse des Steckverbindergehäuses verlaufen.
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Hinsichtlich
des erfindungsgemäßen stoffschlüssigen Verschlusses
der Fugen wurden bislang keine näheren
Angaben gemacht.
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Eine
vorteilhafte Lösung
sieht vor, dass die Fugen zwischen den Gehäuseteilen durch Verschweißen der
Gehäuseteile
verschlossen sind.
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Ein
derartiges Verschweißen
der Fugen kann grundsätzlich
durch die verschiedensten Schweißverfahren realisiert werden.
Eine Lösung wäre es beispielsweise,
die Fugen der Gehäuseteile durch
Laserschweißen,
Heizstrahlschweißen,
Vibrationsschweißen
oder Reibschweißen
zu verschließen.
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Eine
vorteilhafte Lösung
sieht vor, dass die Fugen der Gehäuseteile durch Ultraschallschweißen verschlossen
sind.
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Ein
derartiges Ultraschallschweißen
hat den Vorteil, dass dies problemlos im Zuge eines Herstellungsverfahrens
oder Konfektionierungsverfahrens für ein derartiges Steckverbindergehäuse realisiert werden
kann, da ein Ultraschallschweißen
nach unterschiedlichen Phasen, in denen jeweils Gehäuseteile
miteinander verbunden werden, eingesetzt werden kann, ohne eine
nachfolgende Phase zu beeinträchtigen.
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Besonders
günstig
ist es dabei, wenn für
das Ultraschallschweißen
im Bereich der zu verschweißenden
Fugen Nuten vorgesehen sind, die es erlauben, das beim Ultraschallschweißen fließende Material
zumindest zum Teil aufzunehmen.
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Eine
andere Ausführungsform,
insbesondere bei hülsenförmigen Gehäuseteilen,
sieht vor, dass die Gehäuseteile
durch Reibschweißen
miteinander verbunden sind.
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Eine
andere vorteilhafte Lösung
sieht vor, dass die durch Ultraschallschweißen miteinander zu verbindenden
Gehäuseteile
im Bereich der zu verschweißenden
Fugen bei einem Gehäuseteil
eine Nut und beim andern eine in die Nut eingreifende Feder vorgesehen
sind.
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In
diesem Fall erfolgt im Bereich der Nut und der Feder ein Erweichen
des Materials, das dann zumindest zum Teil noch von Freiräumen der
Nut aufgenommen werden kann.
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Alternativ
oder ergänzend
zum Verschweißen
der Fugen sieht eine andere Lösung
vor, dass die Fugen durch ein klebendes Material verschlossen sind.
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Ein
derartiges klebendes Material könnte beispielsweise
ein Klebstoff sein, der im Bereich der sich bildenden Fugen aufgetragen
wird und aushärtet.
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Besonders
vorteilhaft ist es jedoch, wenn das klebende Material in einer an
die Fuge angrenzenden Ausnehmung angeordnet ist.
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Dabei
könnte
die Ausnehmung im Bereich der Fuge selbst angeordnet sein.
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Es
ist aber auch denkbar, dass die Ausnehmung auf einer Seite der Fuge
beispielsweise auf einer Innenseite des Steckverbindergehäuses angeordnet
ist.
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Eine
vorteilhafte Lösung
sieht vor, dass die Fuge dadurch durch das klebende Material verschlossen
ist, dass das klebende Material an beiden die Fuge bildenden Gehäuseteilen
klebend haftet.
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Beim
Vorsehen eines klebenden Materials besteht auch die Möglichkeit,
dass das klebende Material einen Zwischenraum zwischen einem Kabelmantel
und dem Steckverbindergehäuse
verschließt.
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Insbesondere
ist dabei das klebende Material so angeordnet, dass es den Zwischenraum
zwischen dem Kabelmantel und dem Steckverbindergehäuse um den
Kabelmantel umlaufend verschließt.
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Das
klebende Material ist dabei insbesondere so beschaffen, dass dieses
mit dem Kabelmantel eine klebende Verbindung eingeht.
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Das
klebende Material könnte
dabei beispielsweise in das vollständig aus den Gehäuseteilen zusammengesetzte
Steckverbindergehäuse
eingeführt,
beispielsweise eingegossen werden.
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Eine
besonders günstige
Lösung
sieht jedoch vor, dass das klebende Material ein Gel ist.
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Ein
derartiges Gel als klebendes Material lässt sich vorzugsweise bereits
in einer Ausnehmung in einem oder mehreren der Gehäuseteile
anordnen, so dass beim Zusammensetzen der Gehäuseteile auch das klebende
Material selbst die Fugen zwischen Gehäuseteilen stoffschlüssig verschließt.
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Um
einen möglichst
sicheren Verschluss im Bereich der Fugen zwischen den Gehäuseteilen
zu erhalten, ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Gel beim Zusammensetzen
der Gehäuseteile
teilweise verdrängt
wird, das heißt,
dass das klebende Material so in den noch nicht zusammengesetzten
Gehäuseteilen
angeordnet ist, dass dieses beim Zusammensetzen der Gehäuseteile
eine Verdrängung
erfährt und
sich somit durch das Verdrängen
im Bereich der Fugen die Fugen stoffschlüssig verschließend an
die Gehäuseteile
anlegt.
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Eine
besonders zweckmäßige Lösung sieht vor,
dass das als Gel ausgebildete Klebematerial in Form eines Gelkörpers in
mindestens eines der Gehäuseteile
eingesetzt ist.
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Besonders
vorteilhaft ist es dabei, bei als Halbschalen ausgebildeten Gehäusen, wenn
in jede der Halbschalen ein Gelkörper
eingesetzt ist.
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Derartige
Gelkörper
sind vorzugsweise so ausgebildet, dass beim Zusammensetzen der Gehäuseteile
die Gelkörper
einen geschlossen um das Kabel umlaufenden Dichtkörper bilden,
insbesondere auch dadurch, dass im Bereich sich berührender
Flächen
der Gelkörper
das Gel noch zusätzlich
verdrängt
wird und sich damit zu einem die jeweiligen Fugen verschließenden Gelkörper formt.
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Um
das Verdrängen
des Gels des Gelkörpers
gezielt stattfinden zu lassen ist vorzugsweise vorgesehen, dass
der jeweilige Gelkörper
einen Ausweichraum aufweist, in welche hinein beim Zusammensetzen
der Gelkörper
das Gel verdrängt
werden kann.
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Alternativ
oder ergänzend
ist vorgesehen, dass im Anschluss an den Aufnahmeraum für den Gelkörper in
dem Steckverbindergehäuse
ein Ausweichraum vorgesehen sind, in welche hinein das Gel beim
Zusammensetzen der Gehäuseteile
verdrängt
werden kann, wobei durch die Verdrängung des Gels noch eine verbesserte
Abdichtung erreicht werden kann.
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Hinsichtlich
der Zusammensetzung des als klebendes Material wirkenden Gels wurden
bislang keine näheren
Angaben gemacht.
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So
sieht eine vorteilhafte Ausführungsform vor,
dass das Gel ein Material auf Polyurethanbasis ist.
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Vorzugsweise
ist dabei das Gel aus zwei Komponenten hergestellt.
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Hinsichtlich
der Fixierung des Kontaktelements in dem Steckverbindergehäuse wurden
bislang keine näheren
Angaben gemacht.
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So
sieht eine vorteilhafte Lösung
vor, dass das Kontaktelement formschlüssig in dem Steckverbindergehäuse gehalten
ist.
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Eine
Möglichkeit
einer formschlüssigen
Aufnahme des Kontaktelements sieht vor, dass das Kontaktelement
mindestens ein erstes Formschlusselement trägt, welches mit einem zweiten,
sich beim Zusammensetzen der Gehäuseteile
bildenden Formschlusselement in Eingriff bringbar ist.
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Diese
Lösung
hat den Vorteil, dass damit durch Zusammensetzen der Gehäuseteile
auch das zweite Formschlusselement gebildet werden kann, welches
das erste, am Kontaktelement vorgesehene Formschlusselement aufnimmt
und somit eine stabile formschlüssige
Fixierung des Kontaktelements in dem Steckverbindergehäuse erreicht
werden kann, die nur dann realisierbar ist, wenn mindestens zwei Gehäuseteile
zusammengesetzt werden, um das zweite Formschlusselement zu bilden.
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Um
ferner in einfacher Weise eine Zugentlastung des Kabels zu erreichen,
das heißt
ein entsprechendes Fixieren des Kabels in dem Steckverbindergehäuse zu erreichen,
ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Kabel durch Zusammensetzen
von mindestens zwei Gehäuseteilen
durch Zugentlastungselemente der Gehäuseteile klemmbar ist.
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Das
heißt,
dass das Zusammensetzen der Gehäuseteile
auch dazu eingesetzt werden kann, mit den Zugentlastungselementen
eine Klemmung des Kabels zu erhalten, so dass hier zur Fixierung
des Kabel in dem Steckverbindergehäuse keine zusätzlichen
Maßnahmen
erforderlich sind, sondern allein durch Zusammenfügen von
zwei Gehäuseteilen
die Klemmung des Kabels erreichbar ist.
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Vorzugsweise
ist hierzu vorgesehen, dass das Kabel zwischen zwei, vorzugsweise
als Halbschalen ausgebildeten Gehäuseteilen aufgenommen ist,
welche die Zugentlastungselemente tragen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden
Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine Steckverbindung mit zwei Steckverbindern;
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2 einen
Schnitt längs
Linie 2-2 in 1;
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3 eine
Explosionsdarstellung zweier Gehäuseteile
vor ihrem Zusammensetzen;
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4 eine
Draufsicht auf eines der in 3 dargestellten
Gehäuseteils;
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5 eine
Seitenansicht des in 3 dargestellten Gehäuseteils;
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6 einen
Schnitt längs
Linie 6-6 in 2;
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7 eine
vergrößerte Darstellung
eines Bereichs A in 2;
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8 eine
Explosionsdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels, bei welcher
zwei Gehäuseteile
zu einer Griffhülse
zusammengesetzt sind und diese mit einem dritten Gehäuseteil
verbunden wird;
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9 eine
vergrößerte Darstellung
eines Bereichs B in 2
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10 eine
Draufsicht ähnlich 1 auf
ein zweites Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Steckverbindung;
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11 einen
Schnitt längs
Linie 11-11 in 10;
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12 eine
perspektivische Darstellung eines nicht zusammengesetzten Steckverbindergehäuses mit
eingesetztem Kontaktelement;
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13 eine
vergrößerte Darstellung
eines Bereichs C in 11;
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14 eine
Explosionsdarstellung einer als Gehäuseteil ausgebildeten Halbschale
und eines in diese Halbschale einsetzbaren Gelkörpers;
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15 eine
Explosionsdarstellung der Halbschale und des Gelkörpers gemäß 14 in
anderer Perspektive;
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16 eine
Explosionsdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Steckverbinders;
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17 einen
Längsschnitt
durch das dritte Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Steckverbinders
vor vollständiger
Verbindung von Gehäuseteilen
desselben;
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18 einen
Längsschnitt ähnlich 17 bei
vollständig
verbundenen Gehäuseteilen
desselben;
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19 eine
Explosionsdarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Steckverbinders;
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20 eine
Draufsicht auf das vierte Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Steckverbinders;
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21 einen
Schnitt längs
Linie 21-21 in 20;
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22 eine
Draufsicht in Richtung des Pfeils D in 20;
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23 einen
Schnitt Längs
Linie 23-23 in 22 und
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24 eine
vergrößerte Darstellung
eines Bereichs F in 21.
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Ein
in 1 und 2 dargestelltes erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Steckverbindung 10 umfasst
zwei Steckverbinder, nämlich
einen ersten Steckverbinder 12a und einen zweiten Steckverbinder 12b,
die komplementär
zueinander ausgebildet sind, und jeweils ein Kontaktelement 14 aufweisen,
wobei in einem der Steckverbinder 12b als Kontaktelement 14 eine
Kontakthülse 16 und
in dem anderen Steckverbinders 12a als Kontaktelement 14 ein
Kontaktstift 18 angeordnet ist, die bei Herstellung der
Steckverbindung 10 miteinander verbindbar sind.
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Dabei
ist das Kontaktelement 14 mit einem freiliegenden elektrischen
Leiter 20 eines in den Steckverbinder 12 geführten Kabels 22 verbunden.
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Sowohl
das Kontaktelement 14 als auch das Kabel 22 mit
dem freiliegenden elektrischen Leiter 20 liegen in einem
Aufnahmeraum 24, welcher sich von einer Kabelöffnung 26 bis
zu einer Stecköffnung 28 erstreckt.
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Jeder
Steckverbinder 12 umfasst seinerseits ein Steckverbindergehäuse 32,
in welchem der Aufnahmeraum 24 verläuft und welches die Kontaktelemente 14 schützt und
jeweils einen elektrischen Isolierkörper zum Schutz einer den Steckverbinder 12 greifenden
Person bildet.
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Das
jeweilige Steckverbindergehäuse 32 ist aus
mehreren Gehäuseteilen
zusammengesetzt.
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Wie
am Steckverbindergehäuses 32 nachfolgend
erläutert,
umfasst jedes der Steckverbindergehäuse 32 als erstes
Gehäuseteil
eine Kontaktschutzhülse 40,
in welcher das Kontaktelement 14 angeordnet ist, sowie
als zweites und drittes Gehäuseteil Halbschalen 42, 44 einer
als Ganzes mit 46 bezeichneten Griffhülse, in welche das Kontaktelement 14 hineinragt.
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Im
zusammengesteckten Zustand sind die Kontaktschutzhülsen 40a und 40b relativ
zueinander durch eine Dichtung 41 abgedichtet, die als
konventionelle Dichtung oder als Gelkörper aus einem klebenden Material
ausgeführt
sein kann, wobei letzteres vorzugsweise mit dem Material der Kontaktschutzhülsen 40a, 40b eine
klebende Verbindung eingehen kann.
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Wie
in den 3 bis 7 dargestellt, umfasst jede
der Halbschalen 42, 44 einen Griffabschnitt 48 sowie
einen Halteansatz 50, wobei der Griffabschnitt 48 mittels
einer Flanschfläche 52 in
den Halteansatz 50 übergeht,
der seinerseits zwei Führungsabschnitte 54 und 56 aufweist.
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Ein Übergang
zwischen den Führungsflächen 54 und 56 kann
als Stufe oder als Schräge
ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, anstelle der Führungsflächen 54 und 56 eine
Kegelfläche
vorzusehen.
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Die
Halbschalen 42 und 44 grenzen im Bereich ihrer
Griffabschnitte 48, wie in 6 dargestellt, an
Trennfugen 60 an, welche parallel zu einer Mittelachse 62 der
Griffhülse 46 verlaufen.
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Dabei
weist jede der Halbschalen 42, 44 eine an die
Trennfugen 60 im zusammengesetzten Zustand der Halbschalen 42, 44 angrenzende
Anlagefläche 64, 66 auf,
wobei die Halbschalen 42, 44 spiegelsymmetrisch
zur Mittelachse 62 ausgebildet sind und jeweils auf einer
Seite der Mittelachse 62 eine über die Anlagefläche 64 bzw. 66 überstehende
Leiste 68 bzw. 70 aufweisen, die in eine korrespondierende
Vertiefung 72 bzw. 74 der jeweils anderen Halbschale 42, 44 eingreifen
kann.
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Allerdings
weisen die jeweiligen Leisten 68, 70 ein Übermaß bzw. die
Vertiefungen 72, 74 relativ zu den Leisten 68, 70 ein
Untermaß auf.
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Die
Leisten 68, 70 und die Vertiefungen 72, 74 erlauben
aufgrund des Übermaßes bzw.
Untermaßes
ein Ultraschallverschweißen
der beiden Halbschalen 42, 44 zum Verschließen der
Trennfugen 60 und zwar über
die gesamte Länge
der Leisten 68, 70 bzw. Vertiefungen 72, 74,
die sich im Wesentlichen über
die ganze Länge
des Griffabschnitts 48 parallel zur Mittelachse 62,
vorzugsweise mindestens von der Flanschfläche 52 bis zu einem
Endbereich 76 der Halbschalen 42, 44 erstrecken,
der die Kabelöffnung 26 zur
Einführung
des jeweiligen Kabels 24 bzw. 28 aufweist.
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Vorzugsweise
erstrecken sich die jeweiligen Leisten 68, 70 und
die entsprechenden Vertiefungen 72, 74 noch über die
Flanschfläche 52 hinaus
bis in den Bereich des sich an die Flanschfläche 52 anschließenden Führungsabschnitts 54 hinein,
so dass sichergestellt ist, dass zumindest über die gesamte Länge der
Griffhülse 46 eine
stoffschlüssige
Verbindung durch das Ultraschallschweißen zwischen den beiden Halbschalen 42, 44 beiderseits
der Mittelachse 62 herstellbar ist, die die Ausbildung
von Kriechströmen
in radialer Richtung zur Mittelachse 62 durch die Trennfugen 60 unterbindet.
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Somit
können
sich in dem Aufnahmeraum 24 über die gesamte Länge der
Griffhülse 46 keine Kriechströme von einem
das jeweilige Kabel 22 aufnehmenden Innenraum 90 derselben
durch die Trennfugen 60 und quer zur Mittelachse 62 ausbilden,
die eine Außenseite 92 der
Griffhülse 46 erreichen
können.
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Zur
Fixierung des jeweiligen Kabels 22 mit an seinem Kabelmantel 30 in
der durch die beiden Halbschalen 42, 44 gebildeten
Griffhülse 46 sind
im Anschluss an die Kabelöffnung 26 in
den Halbschalen 42, 44 Zugentlastungselemente 94,
beispielsweise in Form von Krallen, vorgesehen, die um einen Haltekanal 96 herum
angeordnet sind, in welchen das Kabel 22 mit einem Mantelabschnitt 100 so
eindrückbar
ist, dass sich die Zugentlastungselemente 94 in den Mantelabschnitt 100 des
Kabels 22 eingraben und damit das Kabel 22 in
der aus den beiden Halbschalen 42, 44 zusammengesetzten
Griffhülse 46 fixieren.
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Ferner
ist auf einer der Kabelöffnung 80 gegenüberliegenden
Seite des Haltekanals 96 mit den Zugentlastungselementen 94 noch
in den beiden Halbschalen 42, 44 eine Vertiefung 102 vorgesehen, in
welche ein Dichtungselement 104 einsetzbar ist, das beispielsweise
als Dichtring das Kabel 24 umschließt und an einer Außenseite
des Kabelmantels 30 dichtend anliegt, wobei das Dichtungselement 104 ebenfalls
noch durch die Vertiefungen 102 mit Pressung an das Kabel 22 angelegt
wird, um einen staub- und feuchtigkeitsdichten Abschluss zwischen der
Griffhülse 46 und
dem Kabel 22 vorzusehen, der, wie in 2 dargestellt,
in einem Abstand A von dem freiliegenden elektrischen Leiter 22 bzw. 24 verläuft.
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Das
Dichtungselement 104 kann dabei ein konventionelles Dichtungselement
sein oder auch ein Gelkörper
aus einem eine klebende Masse umfassenden Gel, welches eine klebende
und damit stoffschlüssige
Verbindung mit dem Material der Halbschalen und/oder dem Material
des Kabelmantels 30 eingeht.
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Wie
in 2 und 3 dargestellt, erfolgt beispielsweise
eine Verbindung zwischen dem freiliegenden jeweiligen elektrischen
Leitern 20 und dem Kontaktelement 14 durch einen
Crimpabschnitt 110, welcher an dem Kontaktelement 14 angeformt
ist und auf den freiliegenden elektrischen Leiter 20 aufgeschoben
und vercrimpt, das heißt
deformiert werden kann, so dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem
Crimpabschnitt 110 und dem freiliegenden elektrischen Leiter 20 entsteht.
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Ferner
ist zwischen dem Crimpabschnitt 110 und der Kontakthülse 16 oder
dem Kontaktstift 18 noch ein Vorsprung 112 am
Kontaktelement 14 vorgesehen, welcher mit einer entsprechenden
Ausnehmung 114 im Bereich des Halteansatzes 50 zusammenwirkt
und eine formschlüssige
Festlegung eines Kontaktelements 14, gebildet aus der Kontakthülse 16 oder
dem Kontaktstift 18, dem Crimpabschnitt 110 und
einem dem Vorsprung 112 tragenden Abschnitt, in den beiden
zusammengesetzten Halbschalen 42, 44 ermöglicht.
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Die
beiden zusammengesetzten Halbschalen 42, 44 mit
dem eingelegten Kabel 22 und dem mit dessen elektrischem
Leiter 20 verbundenen Kontaktelement 14, das durch
die Vorsprünge 112 und
die Ausnehmungen 114 in den zusammengesetzten Halbschalen 42, 44 fixiert
ist, so dass die Kontakthülse 116 über die
zusammengesetzten Halbschalen 42, 44 auf einer
der Kabelöffnung 80 gegenüberliegenden
Seite übersteht,
werden nun so in die Kontaktschutzhülse 40 eingeführt, dass
das Kontaktelement 14 von der Kontaktschutzhülse 40 umschlossen
ist, wobei dann in die Kontaktschutzhülse 40 der durch die
Halbschalen 42, 44 gebildete Halteansatz 50 in
einen der Griffhülse 46 zugewandten
Endbereich 122 der Kontaktschutzhülse 40 eingreift,
und die Führungsabschnitte 54 und 56 formschlüssig in dem
Endbereich 122 geführt
sind, um somit eine stabile Verbindung zwischen der Griffhülse 46 und
der Kontaktschutzhülse 40 zu
erhalten. Dabei bilden sich parallel zu einer quer zur Mittelachse 62 verlaufenden
Ebene E verlaufende Trennfugen 120.
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Bei
dem Kontaktelement 14 erfolgt zusätzlich zu der Fixierung derselben
durch die in die Ausnehmungen 114 eingreifenden Vorsprünge 112 eine Abstützung der
Kontaktelements 14 mit einer der Griffhülse 46 zugewandten
Flanschfläche 116 an
einer Stirnseite 118 der Griffhülse 46, so dass das
Kontaktelement 14 gegen eine Verschiebung in Richtung der
Griffhülse 46,
insbesondere in diese hinein gesichert ist.
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Im
Gegensatz dazu ist bei dem den Kontaktstift 18 umfassenden
Kontaktelement 14, wie in 9 dargestellt,
die Flanschfläche 116' durch eine radiale
Ausformung 117 gebildet, so dass auch diese an die Stirnseite 118 der
Griffhülse 46 angelegt
werden kann, wobei die Ausformung 117 formschlüssig zwischen
einer Flanschfläche 119 der
Kontaktschutzhülse 40 und
der Flanschfläche 116' der Griffhülse 46 fixier
ist, wenn diese zum Steckverbindergehäuse zusammengesetzt sind.
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Im Übrigen sind
die Steckverbindergehäuse 32 der
Steckverbinder 12 gleich ausgebildet.
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Ferner
weist der Endbereich 122 eine der Flanschfläche 52 der
Griffhülse 46 zugewandte
Endfläche 124 mit
einer in dieser vorgesehenen Nut 126 auf, die es erlaubt,
die Endfläche 124 mit
der Flanschfläche 52 durch
Ultraschallschweißen
zu verbinden, so dass zwischen der Kontaktschutzhülse 40 und
der Griffhülse 46 eine
um die Mittelachse 62 umlaufende stoffschlüssige Fügeverbindung
durch Ultraschallschweißen
entsteht, die eine Ausbildung von Kriechströmen über die Führungsabschnitte 56 und 54 und
die Flanschfläche 52 verhindern.
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Alternativ
dazu ist es auch möglich,
den Endbereich 122 der Kontaktschutzhülse 40 durch Reibschweißen mit
der vorab aus den Halbschalen 42, 44 aufgebauten
Griffhülse 46 zu
verbinden, wobei in diesem Fall die Kontaktschutzhülse 40 rotiert.
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Damit
verlaufen sich ausgehend von dem freiliegenden ersten elektrischen
Leiter 20 und dem Crimpabschnitt 110 oder ausgehend
von der Kontakthülse 16 oder
dem Kontaktstift 18 in dem Aufnahmeraum 24 verlaufende
Kriechströme
entweder im Innenraum 90 der Griffhülse 46 in Richtung
der Kabelöffnung 26 oder
in einem Innenraum 130 der Kontaktschutzhülse 40 in
Richtung einer Stecköffnung 132,
so dass ausreichend lange Kriechstromstrecken zur Verfügung stehen,
da die Kriechströme
aufgrund der miteinander verschweißten Halbschalen 42 und 44 der
Griffhülse 46 sowie
der mit der Kontaktschutzhülse 40 verschweißten Griffhülse 46 die
Steckverbindergehäuse 32, 34 nicht
auf verkürztem
Wege durchsetzen und die Außenseite 92 erreichen
können.
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Bei
einem zweiten Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Steckverbindung 210,
dargestellt in den 10 bis 15, mit
den einzelnen Steckverbindern 212, von denen der eine ebenfalls die
Kontakthülse 216 und
der andere den Kontaktstift 218 als Kontaktelement 214 trägt, sind
die Steckverbindergehäuse 232 ebenfalls
aus drei Gehäuseteilen aufgebaut,
wie am Beispiel des Steckverbindergehäuses 232 beschrieben.
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Dieses
umfasst, wie in 11 und 12 erkennbar,
eine Kontaktschutzhülse 240,
sowie Halbschalen 242 und 244, die allerdings über Schwenkgelenke 243 und 245 mit
der Kontaktschutzhülse 240 gelenkig
verbunden sind.
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Mit
den beiden Halbschalen 242 und 244 ist auch eine
Griffhülse 246 ausbildbar,
in welche ein Kabel 224 hineinverläuft, wobei innerhalb der Griffhülse 246 der
freiliegende elektrische Leiter 220 liegt, welcher mittels
eines Crimpabschnitts 310 mit dem Kontaktelement 214 verbindbar
ist.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
sind allerdings die Halbschalen 242 und 244 im
Bereich ihrer Trennfugen 260 und 320 weder miteinander
verschweißt
noch mit der Kontaktschutzhülse 240 verschweißt, sondern
die Halbschalen 242 und 244 sind durch Formschlusselemente,
vorzugsweise die Rastelemente 255 und 257 miteinander
verbindbar, wobei, wie in 14 und 15 am
besten erkennbar, die Halbschalen 242, 244 und
die an diese angeformten Rastelemente 255, 257 spiegelsymmetrisch
zu einer Mittelachse 262 des Steckverbindergehäuses 232 ausgebildet
sind, so dass diese auf der einen Seite die Rastelemente 255 und
auf der gegenüberliegenden
Seite die komplementären
Rastelemente 257 tragen.
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Beim
Zusammensetzen der Halbschalen 242 und 244 zu
der Griffhülse 246 verbleiben
somit Trennfugen 260 und 320 zwischen den Halbschalen 242 und 244 selbst
sowie zwischen den Halbschalen 242 und 244 und
der Kontaktschutzhülse 240.
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Aus
diesem Grund ist in einen Innenraum 290 jeder der Halbschalen 242 und 244 ein
als Ganzes mit 282 bezeichneter Gelkörper eingesetzt, welcher aus
einem Gelmaterial aufgebaut ist, welches einerseits eine klebende
Verbindung mit einem Außenmantel 230 des
elektrischen Kabels 224 eingehen kann und außerdem eine
klebende Verbindung mit der jeweiligen Halbschale 242 bzw. 244 und
der Kontaktschutzhülse 240.
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Der
Gelkörper 282 weist
dabei eine Aufnahme 304 auf, mit welcher durch die beiden
Gelkörper 282 beider
Halbschalen 242, 244 eine ringförmig am Kabelmantel 230 klebend
anliegende Dichtung gebildet werden kann, sowie eine Aufnahme 306,
welche in der Lage ist, den Crimpabschnitt 310 mit dem
in diesem freiliegenden ersten elektrischen Leiter 220 zu
umschließen,
wobei das Gelmaterial ebenfalls so ausgebildet ist, dass es eine
klebende Verbindung sowohl mit dem Material des Crimpabschnitts 210 als auch
mit dem ersten elektrischen Leiter 220 eingeht.
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Zwischen
den Aufnahmen 304 und 306 des Gelkörpers liegt
ein Ausweichraum 308, welcher in der Lage ist, durch Eindrücken des
Kabels 224 in die mit Untermaß ausgebildeten Aufnahmen 304 und 306 verdrängtes Gelmaterial
aufzunehmen.
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Ferner
bildet der Gelkörper 282 dem
jeweils anderen Gelkörper 282 zugewandte
Abdichtflächen 264,
die zwischen den Aufnahmen 304 und 306 verlaufen,
wobei die Gelkörper 282 der
beiden Halbschalen 242, 244 im Bereich der Dichtflächen 264, die
bis zu den Aufnahmen 304 und 306 verlaufen, beim
Zusammensetzen der Halbschalen 242, 244 eine dichte
Verbindung miteinander eingehen.
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Da
auch die Dichtflächen 264 mit Übermaß ausgebildet
sind, erfolgt eine Verdrängung
von Gelmaterial beim Aneinanderanlegen der Gelkörper 282, das ebenfalls
in den Ausweichraum 308 eintreten kann.
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Ferner
weist der Gelkörper 282 noch
eine in Richtung des Kontaktelements 214 vorgezogene Stirnseite 309 auf,
welche an eine Endfläche 318 der Kontaktschutzhülse 40 anpressbar
ist, um auch zwischen dieser und den beiden Gelkörpern 282 eine klebende
und somit Kriechströme
unterbindende Verbindung herzustellen.
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Wie
insgesamt in 13 dargestellt, umschließen somit
die beiden Gelkörper 282 der
Halbschalen 242 und 244 einerseits im Bereich
der Aufnahmen 306 das Kabel 222 mit dem Kabelmantel 230 unter
Ausbildung einer Klebeverbindung zwischen den Gelkörpern 282 und
dem Kabelmantel 230 und außerdem umschließen die
Gelkörper 282 auch im
Bereich der Aufnahme 306 sowohl den Crimpabschnitt 310 als
auch den freiliegenden elektrischen Leiter 220 und bilden
eine klebende Verbindung mit diesen.
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Zudem
verkleben die Gelkörper 282 mit
den Dichtflächen 264 und
zumindest im Bereich der Trennfugen 260, insbesondere auch
aufgrund einer Verdrängung
von Gel beim Verbinden der Halbschalen 242, 244 mit
den Rastelementen 255, 257 mit den Halbschalen 242 und 244 an
deren Innenseite und verschließen
somit die Trennfugen 260 stoffschlüssig.
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Ferner
erfolgt durch ein klebendes Anliegen der Frontseite 309 des
jeweiligen Gelkörpers 282 an der
Endfläche 318 und
die dabei auftretende Verdrängung
von Gel der Gelkörper 282 ein
partielles Eindringen von Gelmaterial in einen Ausweichraum 319 der
Kontaktschutzhülse 242 im
Bereich der Endfläche 318 unter
Ausfüllen
eines zwischen dieser und dem Kontaktelement 214 liegenden
Innenraums sowie ebenfalls durch Verdrängen von Gel ein Anlegen der
Gelkörper 282 an
den Halbschalen 242, 244 im Bereich der Endfläche 318,
so dass durch das eintretende Verkleben eine stoffschlüssige Verbindung zwischen
den beiden Gelkörpern 282 und
der Kontaktschutzhülse 240 und
den Halbschalen 242, 244 mit Verschluss der Trennfugen 320 entsteht.
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Folglich
können
sich ausgehend von dem jeweiligen Kontaktelement 214 keine
Kriechströme ausbilden,
die durch Trennfugen 260 und 320 zwischen den
Halbschalen 242 und 244 bzw. zwischen den Halbschalen 242 und 244 und
der Kontaktschutzhülse 240 hindurchverlaufen,
da die sich ausgehend von dem Kontaktelement 214 ausbildenden Kriechströme lediglich
einen Weg über
die Stecköffnung 228 zur
Außenseite 292 der
Griffhülse 246 finden,
und dieser Weg für
Kriechströme
ist so lang bemessen, dass er für
den Schutz einer Berührung
des Steckverbindergehäuses 232 im
Bereich der Außenfläche 292,
insbesondere im gesteckten Zustand, ausreichend ist.
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Zur
Fixierung des Kabels 222 in den Halbschalen 242 bzw. 244 ist
jede der Halbschalen 242, 244 mit Zugentlastungselementen 294 sowie
Drehsicherungselementen 295 versehen, die sich jeweils
in den Kabelmantel 230 beim Eindrücken desselben in die Halbschalen 242, 244 eingraben
und damit die erforderliche Sicherung erlauben.
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Bei
einem dritten Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Steckverbinders,
dargestellt in 16 bis 19 ist
nur einer der Steckverbinder, nämlich
der Steckverbinder 412, dargestellt, welcher eine Kontaktschutzhülse 440 aufweist,
mit welcher eine Endhülse 446 verbindbar
ist, welche jedoch nicht aus zwei Halbschalen aufgebaut ist, sondern
einen Hülsenkörper 445 sowie
eine Überwurfmutter 447 umfasst.
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Die
Endhülse 446 und
die Kontaktschutzhülse 440 bilden
dabei das Steckverbindergehäuse 432 in
welchem der Aufnahmeraum 424 für das Kontaktelement 414 angeordnet
ist.
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Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist
die Kontaktschutzhülse 440 mit
einem Gewinde 442 versehen, auf welches eine fest an den
Hülsenkörper 445 angeformte
Gewindehülse 444 aufschraubbar
ist, um den Hülsenkörper 445 mit
der Kontaktschutzhülse 440 zu
verbinden.
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Um
eine bei dieser Verbindung entstehende Trennfuge 520 gegen
die Ausbildung eines diese durchsetzenden Kriechstroms zu sichern,
sind die Kontaktschutzhülse 440 und
der Hülsenkörper 445 mit
einander zugewandten Stirnseiten 454 und 452 versehen,
zwischen denen ein Dichtring 454 aus einem Gelmaterial
einklemmbar ist, so dass der Dichtring 454 mit beiden Flanschflächen 450, 452 eine klebende
und somit stoffschlüssige
Verbindung eingehen kann. Beispielsweise ist dabei der Dichtring 454 in
eine Nut 456 eingesetzt, die beispielsweise in der Flanschfläche 450 vorgesehen
sein kann, es ist jedoch aber auch denkbar, die Nut 456 in
der Flanschfläche 452 vorzusehen.
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Beim
Aufschrauben des Hülsenkörpers 445 mit
der Gewindehülse 444 auf
das Gewinde 442 der Kontaktschutzhülse 440 wird bei einer
Verpressung des Dichtrings 454 einerseits dieser klebend
an der Flanschfläche 452 angelegt
und außerdem
klebend in der Nut 456 und gegebenenfalls noch klebend
an der Flanschfläche 450,
so dass eine klebende Verbindung zwischen der Kontaktschutzhülse 440 und dem
Hülsenkörper 445 entsteht.
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Alternativ
zu der Gewindehülse 444 und
dem Gewinde 442 zum Verbinden der Endhülse 446 mit der Kontaktschutzhülse 440 ist
eine Rastverbindung denkbar, mit welcher die Endhülse 446 und
die Kontaktschutzhülse 440 relativ
zueinander unter Verpressen des Dichtrings 454 festlegbar
sind.
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Der
Hülsenkörper 445 weist
ferner an seinem der Gewindehülse 444 gegenüberliegenden Endbereich
einen Lamellenkorb 494 auf, in welchen ein Dichtelement 504 aus
Gelmasse eingesetzt ist, das durch den Lamellenkorb 494 in
Richtung eines Mantels 430 des Kabels 424 beaufschlagbar
ist, um einerseits eine klebende Verbindung mit einem Kabelmantel 430 des
Kabels 422 einzugehen und andererseits eine klebende Verbindung
mit dem Hülsenkörper 445 einzugehen,
so dass sich zwischen dem Hülsenkörper 445 und
einer Kabelöffnung 480 der Überwurfmutter 447 keine
Kriechströme
in Richtung der Kabelöffnung 426 ausbilden
können.
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Wie
bei den übrigen
Ausführungsbeispielen ist
der freiliegende erste elektrische Leiter 420 des Kabels 422 von
dem Crimpabschnitt 510 des Kontaktelements 420 umschlossen
und durch diesen gecrimpt, wobei der Crimpabschnitt 510 bei
in der Kontaktschutzhülse 440 sitzendem
Kontaktelement 520 über
die Flanschfläche 450 übersteht,
so dass bei in die Kontaktschutzhülse 440 eingesetztem
Kontaktelement 414 die Crimpverbindung zwischen dem freiliegenden
elektrischen Leiter 420 und dem Kontaktelement 414 herstellbar
ist, bevor ein Aufsetzen der Endhülse 446 auf die Kontaktschutzhülse 440 erfolgt.
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Da
außerdem
durch den Dichtring 454 aus Gelmaterial eine klebende Verbindung
zwischen dem Hülsenkörper 445 und
der Kontaktschutzhülse 440 besteht,
haben Kriechströme
im Aufnahmeraum 424 lediglich die Möglichkeit, längs der
Kontaktschutzhülse 440 in
einem Innenraum 530 derselben bis zur Stecköffnung 428 zu
laufen, wobei die sich dabei ergebende Kriechstromstrecke ausreichend
lang ist, um – insbesondere
im gesteckten Zustand – einen ausreichenden
Schutz für
eine an einer Außenseite 492 angreifende
Person zu gewährleisten.
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Bei
einem vierten Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Steckverbinders 612,
dargestellt in den 19 bis 24, sind
zwei Kontaktelemente 614a und 614b zu denen Kabel 622a und 622b führen, in
einem Steckverbindergehäuse 632 angeordnet,
welches aus zwei Halbschalen 642 und 644 aufgebaut
ist, wobei die beiden Halbschalen 642, 644 insgesamt
zwei Aufnahmeräume 624a und 624b bilden,
in denen Kontaktelemente 614a, 614b und die zu
diesen führenden
Kabel 622a und 622b angeordnet sind.
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Jeder
der Aufnahmeräume 624a, 624b erstreckt
sich von einer Kabelöffnung 626a, 626b bis
zu einer Stecköffnung 628a, 628b,
wobei durch die Kabelöffnungen 626a und 626b die
Kabel 622a, 622b in die Aufnahmeräume 624a, 624b eintreten,
während durch
die Stecköffnungen 628a, 628b ein
elektrischer Kontakt mit dem jeweiligen Kontaktelement 614a, 614b durch
ein einen komplementären
Steckverbinder herstellbar ist.
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Wie
in 21 und 22 dargestellt,
bilden sich zwischen den zusammengelegten Halbschalen 642 und 644 Fugen 660a, 660b und 660c zwischen Anlageflächen 664a, 664b und 664c der
Halbschale 642 und Anlageflächen 666a, 666b und 666c der Halbschale 644.
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Ferner
stehen noch über
die Anlageflächen 64 und 66 Leisten 668a, 670a, 668b, 670b, 668c und 670c über, die
in entsprechende Vertiefungen 672a, 674a, 672b, 674b sowie 672c und 674c eingreifen, wobei
die Leisten 668 und 670 sowie die Vertiefungen 672 und 674 jeweils
mit Übermaß ausgebildet sind.
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Damit
lassen sich die beiden Halbschalen 642 und 644 durch
Ultraschall miteinander verschweißen, wobei im Falle des Ultraschallverschweißens der
Halbschalen 642 und 644 das Material im Bereich
der Leisten 668 und 670 und der Vertiefungen 672 und 674 erweicht
und schmilzt, so dass eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den
Halbschalen 642 und 644 unter Verschluss der Fugen 660a, 660b und 660c entsteht.
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Dabei
liegen die Fugen 660a und 660b jeweils zwischen
einem der Aufnahmeräume 624a bzw. 624b und
einer Außenseite 692 des
Gehäuses, so
dass sich durch die Fugen 670a und 670b hindurch
keine Kriechströme
ausbilden können,
und folglich Kriechströme
nur längs
der Ausnehmungen 624a und 624b zu der Kabelöffnung 626a, 626b oder der
Stecköffnung 628a, 628b verlaufen
können.
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Ferner
können
sich auch keine Kriechströme zwischen
den Aufnahmeräumen 624a und 624b durch
die Fuge 660b ausbilden, da auch die zwischen diesen liegende
Fuge 660b stoffschlüssig
verschlossen ist, nämlich
durch Erweichen der Leisten 668b und 670b und
in den entsprechenden Vertiefungen 672b und 674b.
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Somit
müssen
auch Kriechströme,
die zwischen den Aufnahmeräumen 624a und 624b verlaufen,
jeweils entweder bis zur Stecköffnung 628a, 628b oder
zur Kabelöffnung 626a, 626b laufen,
so dass folglich ausreichend lange Kriechstrecken in dem Steckverbinder 610 zur
Verfügung
stehen.
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Vorzugsweise
sind dabei die Halbschalen 642, 644 symmetrisch
zu einer Mittelachse 662 des Steckverbindergehäuses 632 ausgebildet,
und zwar spiegelsymmetrisch zur Mittelachse 662, so dass beide
Halbschalen 642, 644 als Gleichteile herstellbar
sind.
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Zum
Fixieren des jeweiligen Kabels 622a, 622b in den
Aufnahmeräumen 624a, 624b sind
nahe der Kabelöffnung 626a, 626b in
die Aufnahmeräume 624a, 624b vorspringende
Zugentlastungselemente 694a, 694b und 694c vorgesehen,
die zumindest teilweise in den Kabelmantel 630, im Fall
der 24 den Kabelmantel 630b eindringen und
dadurch das Kabel 622, in diesem Fall das Kabel 622b in
dem jeweiligen Aufnahmeraum 624a, 624b fixieren.
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Ferner
ist im Bereich der Zugentlastungselemente 694a, 694b und 694c noch
ein Dichtungselement 704 vorgesehen, welches den Kabelmantel 630 umschließt und zwischen
diesem und einer Innenwand 705 der Halbschalen 642, 644 einen
dichten Abschluss herstellt.
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Da
bei zwei Kontaktelementen 614a, 614b beim Herstellen
der Steckverbindung die Gefahr einer Verpolung besteht, ist bei
dem erfindungsgemäßen Steckverbinder 612 asymmetrisch
zur Mittelachse 662 ein Verpolschutzelement 615 vorgesehen, welches
beispielsweise als Vertiefung ausgebildet ist und welches einen
Verpolschutzstift des Gegenstücks
des Steckverbinders 612 aufnehmen kann.