DD143129A5

DD143129A5 - Elektrischer stecker und vorrichtung zur abschlussherstellung fuer isolierte leiter

Info

Publication number: DD143129A5
Application number: DD79212274A
Authority: DD
Inventors: John P Nijman
Original assignee: Bunker Ramo
Priority date: 1978-04-17
Filing date: 1979-04-17
Publication date: 1980-07-30
Also published as: JPS54158689A; GB2019119A; BE875636A; GB2019119B; ZA791746B; SE7903165L; AU4588679A; PL214884A1; IT7921907A0; IL56995A0; GB2100529A; CA1115371A; NL7902956A; GB2100529B; DE2913799A1; IT1112208B; DK150179A; BR7902191A; FR2423880A1

Description

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Elektrischer Stecker und Vorrichtung zur Abschlußherstellung; für isolierte Leiter .

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft lötfreie elektrische Verbindungen und im besonderen einen neuartigen elektrischen Stecker einschließlich eines Kontakts zur Bildung eines gequetschten, die Isolierung durchbohrenden elektrischen Anschlusses und eines Abschlußgerätes, das zur Herstellung eines solchen Anschlusses verwendet wird.

Charakteristik der bekannten technischen.Lösungen

In den letzten Jahren sind in der nachrichtentechnischen, der Datenverarbeitungs- und der Verkehrsindustrie in zunehmender Anzahl Entv/icklungen durchgeführt worden, die elektrische Anschlußklemmen erfordern, welche zuverlässige lötfreie Verbindungen mit isolierten elektrischen Leitern gewährleisten. Dieser Bedarf war möglicherweise in der Fernmeldeindustrie am größten, wo miniaturisierte Bandstecker mit hoher Kontaktdichte in weitem Umfange eingesetzt werden. Stecker von diesem allgemeinen Typ werden in den US-PS 3.867,005s 3.902.154 und 3.926.498 beschrieben. Wegen der großen Anzahl der Einzelleiter, die in diesen Steckern abgeschlossen werden, und wegen des geringen Abstandes zwischen den einzelnen Kontakten ist es schwer, zuverlässige Lötverbindungen herzustellen, und die Wartung und Pflege ist zeitraubend und aufwendig* Aus diesen Gründen wurden die Isolierung durch bohrende Kontakte für den Einsatz in Bandsteckern entwickelt, die bei der Verwendung zum Abschluß von isolierten Leitern mit Massivdraht-Kernen allgemein eine günstige Aufnahme gefunden haben. Leider haben sich wegen der strengen Normen in der Industrie, die eine nahezu vernachlässigbare Änderung des Kontakt-

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Widerstands fordern, die isolationsdurchbohrenden Bandstecker für den Einsatz bei Leitern mit Litzenkern als nicht akzeptierbar erwiesen. Erfahrungen haben gezeigt, daß die auf die Leiter einwirkenden Zugkräfte sowie das kalte Fließen der Isolierung, die den Kern umgibt, eine Bewegung der einzelnen Adern des Drahtkerns und eine Um-. Ordnung innerhalb der isolationsdurchbohrenden Kontakte verursacht, was zu Änderungen des Kontaktwiderstandes fUhrt. Daher werden bei isolierten Leitern mit Litzenkern immer noch Bandstecker mit Lötabschluß verwendet.

Ziel der Erfindung . - ·,

Ziel der Erfindung ist es, einen elektrischen Stecker zu schaffen, der eine zuverlässige lötfreie elektrische Verbindung für einen isolierten Leiter gewährleistet. Außerdem soll der lötfreie Abschluß mit dem im Stecker vormontierten elektrischen Kontakt realisiert werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Stecker mit einer Vorrichtung zur wirksamen und zuverlässigen Herstellung eines Abschlusses für isolierte Leiter sowohl mit Massivkern als auch mit Litzenkern in einem isolationsdurchbohrenden Kontakt zu entwickeln, der keine Lötoperation erfordert.

Fach einer Realisierung der Erfindung umfaßt der elektrische Stecker im allgemeinen einen Einsatz aus Isolierstoff, mehrere elektrische Kontakte und Vorrichtungen, die Zugang zu den Kontakten gewähren, um den gequetschten, die Isolation durchbohrenden Abschluß herzustellen. Die Kontakte

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enthalten jeweils einen Abschlußteil mit einander gegenüberliegenden Seitenwänden, die in einem Hohlraum des Einsatzstücks montiert sind. Die Zugangsvorrichtung umfaßt einen Durchgang in dem Einsatzstück, in den ein Quetschwerkzeug eingeführt wird, das zur Verformung der Seitenwände der Kontaktanschlußklemrae und zur Befestigung der Leiter in der Abschlußposition innerhalb der Kontakte verwendet wird.

Das Isolierstoff-Einsatzstück enthält eine Unterteilung, welche die Kontaktaufnahme-Hohlräume definiert. Der Zugang besteht in einem Durchgang, der in der Unterteilung ausgebildet ist. Die Unterteilung besteht aus mehreren länglichen, aufrechtstehenden Trennwänden. Der Durchgang ist ein Schlitz, der quer durch die Trennwände verläuft. Der Kontaktabschlußteil enthält eine Bodenwand, die in einem Stück mit den Seitenwänden ausgeführt ist und eine isolationsdurchbohrende Vorrichtung besitzt, die im allgemeinen so angeordnet ist, daß sie mit dem Zugang im Einsatzstück zusammenfällt. Der Kontaktabschlußteil besteht aus einer länglichen Rinne mit fortlaufenden Seitenwänden entlang der gesamten Rinne, wobei die Seitenwände gleichfalls einander gegenüberliegende, nach innen ragende isolationsdurchbohrende Vorrichtungen haben, die entfernt von den Zugangsvorrichtungen des Einsatzstücks angeordnet sind. Die isolationsdurchbohrende Vorrichtung der Bodenwand besteht aus einem aufrechtstehenden, isolationsdurchbohrenden Profil, das in einem Stück mit der Bodenwand ausgeführt ist. Der Kontaktabschlußteil enthält zwei Paare der nach innen ragenden isolationsdurchbohrenden Vorrichtung, die in einem Stück mit den Seitenwänden ausgeführt sind und abseits von dem Querschlitz und an gegenüberliegenden Seiten des Schlitzes angeordnet sind. Das Einsatzstück enthält zwei Reihen Hohlräume, die außerhalb der gegenüberliegenden

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Flächen des Einsatzstücks einander gegenüberstehen, sowie einen Schlitz in jeder der gegenüberliegenden Flächen, der quer durch die Hohlräume verläuft. Die Seitenwände ragen nach oben in den Querschlitz hinein, enden aber unterhalb der äußersten Oberfläche der aufrechtstehenden Wände, wodurch ein Quetschwerkzeug in den Schlitz eingefügt werden kann, um den Teil der Seitenwände, der an den Schlitz angrenzt, zu deformieren, damit ein isolationsdurchbohrender Kontakt mit den Leitern hergestellt wird, die in den Kontaktabschlußteilen angeordnet sind.

Die Seitenwände des Abschlußteils haben im allgemeinen die gleiche Höhe.

Die Erfindung umfaßt außerdem eine neuartige Vorrichtung, die verwendet wird, um isolierte Leiter, mit Massivkern und mit Litzenkern mittels eines gequetschten, isolationsdurchbohrenden Abschlusses mit dem Stecker zu verbinden. Das Gerät umfaßt im allgemeinen einen gabelförmig geteilten Abschlußkopf, der ein Einführungsteil und ein Netzteil enthält. Das Einführungsteil hat eine längliche und im allgemeinen ebene Abschlußfläche, um einen Längsteil des Leiters zu ergreifen und an den Abschlußteil des Kontaktes zu pressen, so daß die Isolation durchbohrt und ein elektrischer Kontakt hergestellt wird. Das Quetschteil hat eine Abschlußfläche mit einer Vorrichtung zum Abschneiden von Teilen der Kontaktseitenwände und zum Falten der Seitenwand teile über den Leiter, um den Leiter mechanisch im isolationsdurchbohrenden elektrischen Kontakt mit dem Kontaktabschlußteil zu halten.

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Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. In den Zeichnungen bedeuten:

Pig. 1: einen Seitenriß eines elektrischen Steckers, der die Merkmale der Erfindung realisiert und die einzelnen leiter eines darin abgeschlossenen elektrischen Mehrleiterkabels zeigt;

Fig. 2: eine teilweise perspektivische Ansicht des Steckers von Pig. 1, wobei Teile weggebrochen sind, um den Quetsch-Stanz-Abschluß zu veranschaulichen, der mit der Erfindung erzielt wird;

Fig. 3i eine teilweise Schnittdarstellung, welche die Reihenfolge der Schritte veranschaulicht, die zur Erzielung des gewünschten Quetsch-Stanz-Anschlusses ausgeführt werden;

Fig. 4: eine perspektivische Ansicht, die ein bevorzugtes erfindungsgemäßes Abschlußwerkzeug darstellt;

Fig. 5i einen Grundriß des Anschlußklemmenteils eines bevorzugten Kontaktelements, das in dem in Fig. 1 gezeigten Stecker verwendet wird; und

Fig. 6: eine perspektivische Ansicht des Kontaktelements von Fig. 5»

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere auf Fig. 1 ist nun ein elektrischer Leiter 10 mit einzelnen isolierten Leitern 12 dargestellt, die jeweils durch die

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elektrischen Kontakte des Steckers abgeschlossen werden. Der Stecker 10 ist ein Bandstecker und enthält ein Isolierstoff -Einsatzstück 14, mehrere elektrische Kontakte 16, die in dem Einsatzstück montiert sind, und eine Metallhaube 18, in welcher das Einsatzstück und die Kontakt-Baueinheit untergebracht sind. Eine ausführliche Beschreibung der Konstruktion und der Punktion von Bandsteckern und ihren Bauteilen wird in den US-PS 3.867.005 und 3.926.498 gegeben, auf deren Darlegungen hier verwiesen wird.

Das Einsatzstück 14 enthält mehrere längliche Kontaktaufnahme-Hohlräume 20 und einen Zugangsweg in Form eines Schlitzes 22, der quer zu den Hohlräumen 20 verläuft. Der Schlitz 22 gewährt Zugang zu den elektrischen Kontakten 16, um den Quetsch-Stanz-Abschluß der Leiter 12 zu ermöglichen, wie weiter unten ausführlicher beschrieben wird»

In Pig. 2 ist die Baueinheit, die das Einsatzstück 14 und die Kontakte 16 umfaßt, ausführlicher dargestellt. Das Einsatzstück enthält mehrere Trennwände oder aufrechtstehende Barrieren 24, welche die Seiten der Kontaktaufnahme-Hohlräume 20 bilden. Jeder Kontakt 16 hat einen aktiven Kontakttteil 26, der so ausgeführt ist, daß er mit einem passenden Kontakt elektrisch verbunden werden kann, und einen Abschlußteil 28, um einen elektrischen und mechanischen Kontakt mit den isolierten Leitern 12 herzustellen. In der dargestellten Realisierung ist der Abschlußteil 28 eines jeden Kontakts rillenförmig, besitzt eine Bodenwand 30 und einander gegenüberliegende Seitenwände 32 und 34 und enthält Vorrichtungen zum Durchbohren der Isolierung, die dazu dienen, mit einem eingeführten.und in die Rinne gepreßten Leiter den elektrischen und mechanischen Kontakt herzustellen.

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Nach der Erfindung ist das Einsatzstück 14 so ausgeführt, daß das Quetschen des Abschlußteils 28 an den im Stecker montierten Kontakten 16 möglich ist. Um dies zu bewerkstelligen, ist der Schlitz 22 in jeder Trennwand 24 ausgebildet, um Zugang für ein Quetschwerkzeug zu gewähren. Der Schlitz 22 braucht sich nicht bis zum Boden des Hohlraums 20 zu erstrecken, sondern muß an einem Punkt unter dem oberen Ende der Seitenwände 32 und 34 des Kontaktabschlußteils 28 enden· Mt anderen Worten, die Seitenwände 32 und 34 ragen nach oben in den Schlitz 22 hinein. Wie in Fig· 3 dargestellt, wird das Quetschwerkzeug entlang eines Weges, der im allgemeinen senkrecht zum Abschlußteil 28 ist, in den Hohlraum 20 eingeführt und verformt einen Teil der Seitenwände 32 und 34, die mit dem Schlitz 22 zusammenfallen, um den Leiter 12 in der endgültigen Abschlußstellung festzuhalten·

Eine bevorzugte Anordnung für den Abschlußteil 28 ist in Fig« 3, 5 und 6 dargestellt. ITach dieser Realisierung besitzen die Seitenwände 32 und 34 herkömmliche isolationsdurchbohrende Hocker oder Rasten 36, deren Konstruktion und Funktion in Fachkreisen wohlbekannt sind. Außerdem enthält der Abschlußteil 28 des Kontakts ein weiteres isolationsdurchbohrendes Profil in der Bodenwand 30. Bei der dargestellten Realisierung ist das Profil ein aufrechtstehender Kegel 37· Die Seitenwände besitzen gleichfalls einwärteragende, gegeneinander versetzte Oberkanten 38, die eine Einführung für das Quetschwerkzeug bilden. Die Rasten 36 sind in Längsrichtung auf den Seitenwänden 32 und 34 abseits von dem Schlitz 22 des Einsatzstücks 14 angeordnet, und ihre Funktion und Arbeitsweise bleiben im wesentlichen die gleiche wie bei -den bisher verwendeten Steckern. Der Kegel 37 und die Oberkanten 38 sind so angeordnet, daß sie mit dem Schlitz 22 zusammenfallen, sie

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dienen zur Verbesserung sowohl der mechanischen als auch der elektrischen Eigenschaften des Abschlusses. Wenn der Leiter in den Abschlußteil des Kontakts gepreßt wird, durchbohrt der Kegel 37 die Isolierung des Leiters und greift in den Leiterkern ein. Ebenso durchbohren die Kanten 38, wenn die Viände 32 und 34 durch das Quetschwerkzeug deformiert werden, die Isolierung des Leiters und greifen gleichfalls in den Leiterkern ein. So ?/ird mit Hilfe der Rasten 36> des Kegels 37 und der Oberkanten 38 bei den dargestellten Realisierungen der elektrische Kontakt an den Seiten, der Ober- und der Unterseite des Leiters hergestellt. Außerdem wird die mechanische Fixierung des Leiters im Kontakt verstärkt, und die Gelegenheit für eine Verschiebung sogar von Leitern mit Litzenkern wird dadurch auf ein Minimum reduziert.

Eine bevorzugte Vorrichtung, ein Abschlußwerkzeug, ist in Pig. 4 dargestellt; es besitzt einen gabelförmig geteilten Abschlußkopf 40 mit getrennten Einführungs- und Quetschteilen 42 bzw. 44· Das Einführungsteil 42 hat eine im allgemeinen ebene Abschlußfläche 46, um den Leiter zu ergreifen und auf den Abschlußteil 28 des Kontakts 16 zu pressen, so daß ein elektrischer Kontakt hergestellt wird. Das Quetschteil 44 hat eine speziell geformte Abschlußfläche 48 mit Vorrichtungen zum Abschneiden von Teilen der Kontaktseitenwände 32 und 34 und Vorrichtungen, um diese abgeschnittenen Teile nach innen auf den Leiter zu quetschen oder zu falten. Bei der dargestellten Realisierung sind die Schneidvorrichtungen geschwungene Kanten 50, welche die Seitenwände des Kontakts abscheren, wenn das Werkzeug in den Hohlraum 20 eingeführt wird, und die Quetschvorrichtungen sind die geschwungenen Flächen 52, die in einem zentralen Scheitel 54 zusammentreffen. Man wird erkennen, daß, wenn das Einführungswerkzeug vollständig in den Kohl-

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raum 20 eingeführt wird, die Flächen 52 die abgeschnittenen Teile der Seitenwände 32 und 34 über den Leiter und in ihn hinein falten und dadurch den Kontakt und den Leiter zu einem festen, isolationsdurchbohrenden Abschluß quetschen·

Bei einem herkömmlichen Bandstecker werden auf jeder Seite des Steckers bis zu 25 Leiter durch 25 getrennte Kontakte abgeschlossen. Jeder Leiter wird an den Abschlußteil eines entsprechenden Kontakts herangeführt und dann vermittels eines geeigneten Abschlußwerkzeugs abgeschlossen· Die Reihenfolge der Schritte, die angewendet werden, um einen Quetsch-Stanz-Abschluß mit dem Stecker und dem Werkzeug nach der Erfindung herzustellen, ist in Fig. 3 dargestellt. Nachdem die Leiter an die entsprechenden Kontaktabschlußteile 28 herangeführt worden sind, preßt der Werkzeug-Führungskopf 40 jeden Leiter in den Abschlußteil und quetscht dann den Kontakt auf den Leiter· Da sich bei jedem Einführungsvorgang das Werkzeug relativ zum Stecker verschiebt (in Fig· 3 von rechts nach links), paßt das Einführungsteil 42 zunächst den Leiter in den Kontakt ein und bringt ihn für die anschließende Einführung des Quetschteils 44 in die richtige Position. Wie aus Fig. 3 deutlich erkennbar ist, erstreckt sich das Quetschteil 44 seitlich über die Seitenwande 32 und 34 des Kontakts hinaus, wodurch ein Zugangsweg oder Schlitz 22 notwendig wird. Die Tiefe des Schlitse3 22 muß ausreichen, um die vollständige Einführung des Quetschteils 44 zu ermöglichen, damit die Seitenwände 32 und 34 richtig abgeschert und die abgescherten T_e±le vollständig über den Leiter und in ihn hinein gequetscht v/erden können.

Es versteht sich natürlich, daß verschiedenartige Änderun-

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gen und Modifikationen an den hier beschriebenen bevorzugten Realisierungen für Fachleute auf diesem Gebiet offensichtlich sind» Derartige Änderungen und Modifikationen können ohne Abweichung von der Idee und dem Gegenstandsbereich der Erfindung und ohne Verringerung ihrer Vorzüge vorgenommen werden.

Claims

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1♦ Elektrischer Stecker zur Verbindung von elektrischen Stromkreisen, die isolierte Leiter enthalten, gekennzeichnet durch: ein Isolierstoff-Einsatzstück, das mehrere KontaktaufnahmeHohlräume enthält; mehrere elektrische Kontaktelemente, die jeweils ein Abschlußteil mit einander gegenüberliegenden Seitenwänden besitzen, das in einem der Hohlräume angeordnet ist; Zugänge, die in dem Isolierstoff-Einsatzstück ausgebildet sind und Zugang zu den Seitenwänden gewähren, wodurch ein Quetschwerkzeug in die Zugänge eingeführt werden kann, um die an die Zugänge angrenzenden Teile der Seitenwände zu deformieren und die Leiter in der Abschlußposition in den Kontaktabschlußteilen zu befestigen.

2. Elektrischer Stecker nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Isolierstoff-Einsatzstück eine Unterteilung enthält, welche die Kontaktaufnahme-Hohlräume definiert, und daß der Zugang in einem Durchgang besteht, der in der Unterteilung ausgebildet ist,

3« Elektrischer Stecker nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Unterteilung in mehreren länglichen, aufrechtsteilenden Trennwänden besteht und daß der Durchgang in einem Schlitz besteht, der quer durch die Trennwände verläuft.

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hineinragen, aber unterhalb der äußersten Oberfläche der aufrechtstehenden Wände enden, wodurch ein Quetschwerkzeug in den Schlitz eingefügt werden kann, um den Teil der Seitenwände, der an den Schlitz angrenzt, zu deformieren, damit ein isolationsdurchbohrender Kontakt mit den Leitern hergestellt wird, die in den Kontaktabschlußteilen angeordnet sind.

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sitzt, die im allgemeinen so angeordnet ist, daß sie mit dem Zugang im Einsatzstück zusammenfällt.

4· Elektrischer Stecker nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Kontaktabschlußteil eine Bodenwand enthält, die in einem Stück mit den Seitenwänden ausgeführt ist und eine.isolationsdurchbohrende Vorrichtung be-

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Erfindungsanspruch

5· Elektrischer Stecker nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Kontaktabschlußteil aus einer länglichen Rinne mit fortlaufenden Seitenwänden entlang der gesamten Rinne besteht, wobei die Seitenwände gleichfalls einander gegenüberliegende, einwärts ragende isolationsdurchbohrende Vorrichtungen haben, die entfernt von den ZugangsVorrichtungen des Einsatzstücks angeordnet sind.

6. Elektrischer Stecker nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß die isolationsdurchbohrende Vorrichtung der Bodenwand aus einem aufrechtstehenden, isolationsdurchbohrenden Profil besteht, das in einem Stück mit der Bodenwand ausgeführt ist.

7· Elektrischer Stecker nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Kontaktabschlußteil zwei Paare der einwärtsragenden isolationsdurchbohrenden Vorrichtung enthält, die in. einem Stück mit den Seitenwänden ausgeführt sind und abseits von dem Querschlitz und an gegenüberliegenden Seiten des Schlitzes angeordnet sind.

8. Elektrischer Stecker nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Einsatzstück zwei Reihen Hohlräume enthält, die außerhalb der gegenüberliegenden Flächen des Einsatzstueks einander gegenüberstehen, sowie einen Schlitz in jeder der gegenüberliegenden Flächen, der quer durch die Hohlräume verläuft.

9· Elektrischer Steckernach Punkt 3* gekennzeichnet dadurch, daß die Seitenwände nach oben in den Querschlits

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10. Elektrischer Stecker nach Punkt 9, gekennzeichnet dadurch, daß die Seitenwände des Abschlußteils im allgemeinen die gleiche Höhe haben.

11. Vorrichtung zum Abschließen eines isolierten Leiters in einem isolationsdurchbohrenden Abschlußteil eines elektrischen Kontakts, wobei der Abschlußteil im Hohlraum eines Stecker-Einsatzstückes angeordnet ist und aus einer gestreckten Rille mit Seitenwänden und einer Bodenwand mit einer aufrechtstehenden isolationsdurchbohrenden Vorrichtung besteht; das Werkzeug ist gekennzeichnet durch: einen gabelförmig geteilten Abschlußkopf mit einem Einführungsteil und einem Quetschteil, wobei das Einführungsteil eine im allgemeinen ebene Abschlußfläche besitzt, um ein Längsteil des Leiters zu erfassen und den Leiter und den Abschlußteil innerhalb des Hohlraums in die richtige Position für eine anschließende Quetschoperation zu bringen, und wobei das Quetschteil eine Abschlußfläche mit Vorrichtungen besitzt, um-Teile der Seitenwände an einer Stelle abzuschneiden, die mit den isolationsdurchbohrenden Vorrichtungen zusammenfällt,. sowie Vorrichtungen, um dieSeitenwand teile auf den Leiter zu quetschen und damit der Leiter in dem isolationsdurchbohrenden und elektrischen Kontakt mit dem Kontaktabschlußteil zu fixieren.

„Seifön Zeichnungen