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Die Erfindung geht aus von einer Koaxialkabelbuchse mit einem Steckverbindergehäuse und einem Steckverbinderinnenleiter gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie einem Verfahren zum Zusammenbau einer Koaxialkabelbuchse und zur Herstellung einer Lötverbindung eines Innenleiters eines Koaxialkabels mit einem Steckverbinderinnenleiter der Koaxialkabelbuchse gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 7.
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Eine gattungsbildende Koaxialkabelbuchse ist aus der
EP 1 313 170 B1 bekannt, dessen Steckverbindergehäuse kabelseitig eine Ausnehmung zur Aufnahme und Kontaktierung des Endes des Außenleiters eines Koaxialkabels und steckerseitig eine Ausnehmung mit einer Isolierstoffstütze aufweist, die einen Steckverbinderinnenleiter aufnimmt. Dieser Steckverbinderinnenleiter ist kabelseitig mit einer axialen Bohrung zur Einführung des Endes des Innenleiters des Koaxialkabels ausgebildet und nimmt gleichzeitig ein Lotdepot, i.e. ein Lotvorrat in ungeschmolzener Form, auf. Zur Herstellung einer Lötverbindung zwischen dem Innenleiter des Koaxialkabels und dem Steckverbinderinnenleiter ist es zuvor erforderlich, dass in die den Innenleiter aufnehmende Bohrung des Steckverbinderinnenleiters dieses Lotdepot eingebracht werden muss. Dies führt zu einem komplexen damit zeitaufwändigen Montagevorgang.
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Ferner ist es bei dieser bekannten Koaxialkabelbuchse nachteilig, dass das Lotdepot als Lotformteil eingebracht werden muss, welches zuvor als separates Bauteil hergestellt wird.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, die eingangs genannte Koaxialkabelbuchse derart weiterzubilden, dass die im Stand der Technik auftretenden Nachteile weitestgehend vermieden werden und gleichzeitig ein einfacher konstruktiver Aufbau mit einer geringen Montagekomplexität hinsichtlich des Einbringens des Lotdepots sichergestellt ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Koaxialkabelbuchse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Eine solche Koaxialkabelbuchse, welche ein Steckverbindergehäuse mit einer kabelseitigen Bohrung zur Aufnahme des Endes des Außenleiters eines Koaxialkabels und mit einer steckerseitigen Bohrung, in der eine Isolierstoffstütze aufgenommen ist, ferner einen Steckverbinderinnenleiter mit einer kabelseitigen Bohrung zur Aufnahme des Innenleiters des Koaxialkabels, welcher von einer Innenleiterbohrung der Isolierstoffstütze aufgenommen wird, und eine die kabelseitige Bohrung des Steckverbindergehäuses mit der steckerseitigen Bohrung verbindende Durchgangsbohrung umfasst, wobei die Bohrungswand der kabelseitigen Bohrung des Steckverbinderinnenleiters wenigstens eine radiale Lotaufnahmebohrung zur Aufnahme eines Lotdepots aufweist, wobei das Lotdepot mittels Verkanten eines Randbereiches des Lotdepots in der radialen Lotaufnahmebohrung gehalten ist.
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Eine solche Ausgestaltung des Steckverbinderinnenleiters mit radialen Lotaufnahmebohrungen vereinfacht wesentlich die Montage, besondere das Einbringen des Lotdepots in solche Lotaufnahmebohrungen. Ferner ist in vorteilhafter Weise als Lotdepot kein Lotformteil erforderlich, da diese Lotaufnahmebohrungen einen handelsüblicher Lötdraht aufnehmen können, der an den Rändern dieser Lotaufnahmebohrungen innerhalb und außerhalb des Steckverbinderinnenleiters abgeschert bzw. abgestanzt wird, so dass in diesen Lotaufnahmebohrungen Lötzinnnieten als Lotdepots zurückbleiben.
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In Ausgestaltung der Erfindung weist die Bohrungswand der kabelseitigen Bohrung des Steckverbinderinnenleiters wenigstens zwei oder vier jeweils diametral gegenüberliegende radiale Lotaufnahmebohrungen zur jeweiligen Aufnahme von Lotdepot auf, die als Lochpaare auch axial versetzt angeordnet sein können. Mit mehreren solchen Lotaufnahmebohrungen wird eine ausreichende Benetzung der Kontaktfläche zwischen dem Innenleiter des Koaxialkabels und der Innenwand der kabelseitigen Bohrung des Steckverbinderinnenleiters erzielt, um dadurch eine hochwertige Lötverbindung sicherzustellen.
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Ferner ist es gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung hinsichtlich der Einstellung eines bestimmten Wellenwiderstandes vorteilhaft, wenn die Durchgangsbohrung mit einem der Innenleiterbohrung der Isolierstoffstütze entsprechenden Durchmesser ausgebildet ist.
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Weiterhin ist es zur Einstellung eines bestimmten Wellenwiderstandes vorteilhaft, wenn weiterbildungsgemäß die kabelseitige Stirnseite des Steckverbinderinnenleiters in der Innenleiterbohrung des Isolierstoffstütze gegenüber deren kabelseitigen Stirnseite mit einem vorgegebenen Wert nach innen versetzt angeordnet ist.
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Vorzugsweise weist die Summe des Wertes der axialen Länge der Durchgangsbohrung und der vorgegebene Wert der nach innen versetzten Stirnseite des Steckverbinderinnenleiter einen Wert auf, der einem 50 Ω-Übergang zwischen dem Außenleiter des Koaxialkabels und dem Steckverbinderinnenleiters entspricht.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die kabelseitige Bohrung des Steckverbindergehäuses mit einem gegenüber der Durchgangsbohrung größeren Durchmesser ausgebildet. Damit kann in einer die Montage vereinfachender Weise auf die gesamte axiale Länge dieser kabelseitigen Bohrung der Außenleiter des anzuschließenden Koaxialkabels eingeführt werden, bis dieser am Boden dieser Bohrung anliegt.
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In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist der Steckverbinderinnenleiter einen von der Isolierstoffstütze aufgenommenen Aufnahmeabschnitt auf, welcher über eine radial abgesetzte Schulter in einen Innenleiteraufnahmeabschnitt übergeht, wobei die Schulter an der Isolierstoffstütze anliegt. Mit der Ausbildung des Steckverbinderinnenleiter mit einer solchen Schulter kann der vorgegebene Wert für das Maß dessen nach innen versetzten Stirnseite exakt eingestellt werden, um damit auch den 50 Ω-Übergang genau einstellen zu können.
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Schließlich ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die kabelseitige Bohrung des Steckverbindergehäuses zur Aufnahme eines Lotdepots ausgebildet, welches zur Herstellung einer Lötverbindung zwischen dem Außenleiter eines Koaxialkabels und dem Steckverbindergehäuse dient.
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Erfindungsgemäß ist zur Vorbereitung der Herstellung einer Lötverbindung zwischen einem Koaxialkabel und der erfindungsgemäßen Koaxialkabelbuchse dieselbe mit einem Lotdepot oder mehreren Lotdepots ausgebildet, welches in einer Lotaufnahmebohrung oder in mehreren Lotaufnahmebohrungen des Steckverbinderinnenleiters angeordnet ist oder sind.
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Als Verfahren zum Zusammenbau einer Koaxialkabelbuchse nach und zur Herstellung einer Lötverbindung des Innenleiters eines Koaxialkabels mit dem Steckverbinderinnenleiter der Koaxialkabelbuchse, wird erfindungsgemäß in einem ersten Verfahrensschritt Lötdraht in zwei diametral gegenüberliegenden Lotaufnahmebohrungen eingebracht und anschließend mittels eines geeigneten Scherstempels der über den Lotaufnahmebohrungen überstehende Lötdraht abgeschert wird, und der Steckverbinderinnenleiter in die Isolierstoffstütze eingesteckt und diese zusammen mit dem Steckverbinderinnenleiter in das Steckverbindergehäuse so eingesetzt wird, dass die kabelseitige Stirnseite der Isolierstoffstütze am Boden der steckerseitigen Bohrung des Steckverbindergehäuses anschlägt, und in einem zweiten Verfahrensschritt der Innenleiter des Koaxialkabels in die kabelseitige Bohrung des Steckverbinders aufgenommen wird und durch Erwärmen des Lotdepots eine Lötverbindung zwischen dem Innenleiter des Koaxialkabels und dem Steckverbinderinnenleiter hergestellt.
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Die vorteilhafte Verwendung eines handelsüblichen Lötdrahtes führt zum einen dazu, dass das Abscheren des durch die Lotaufnahmebohrungen geführten Lötdrahtes zu einem Verkanten des in den Lotaufnahmebohrungen verbleibenden Teils des Lötdrahtes führt und so aus diesen Lotaufnahmebohrungen nicht fallen kann, und zum anderen liegt die Flussmittelseele des Lötdrahtes bei in den Steckverbinderinnenleiter eingeführten Innenleiter direkt an dem selben an, so dass bereits vor dem erwärmen des Lötzinns eine Benetzung des Innenleiters durch Flussmittel erfolgt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
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1 eine Schnittdarstellung einer Koaxialkabelbuchse mit einem Lotdepot gemäß der Erfindung,
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2 eine perspektivische Darstellung des Steckverbinderinnenleiters der Koaxialkabelbuchse gemäß 1 mit einem eingeführten Lötdraht zusammen mit einem Scherstempel,
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3 eine Schnittdarstellung eines mit Lötdraht versehenen teilweise gezeigten Steckverbinderinnenleiters gemäß 2 mit einem in den Steckverbinderinnenleiter eingeführten Scherstempel, und
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4 eine Schnittdarstellung eines teilweise gezeigten Steckverbinderinnenleiters mit einem eingeführten Innenleiter eines Koaxialkabels.
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Die in 1 dargestellte Koaxialkabelbuchse 100 umfasst ein zylinderförmiges Steckverbindergehäuse 1, in welchem eine Isolierstoffstütze 10 mit einem Steckverbinderinnenleiter 20 angeordnet sind.
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Das Steckverbindergehäuse 1 umfasst einen kabelseitigen Bund 2 mit einer kabelseitigen Bohrung 3, in welche ein Koaxialkabel (nicht dargestellt) mit seinem Außenleiter und seinem Innenleiter eingeführt wird. Diese kabelseitige Bohrung 3 geht mit einem kleineren Durchmesser in eine Durchgangsbohrung 4 über, die in einer steckerseitigen Bohrung 5 mit größerem Durchmesser mündet. Diese genannten Bohrungen 3, 4 und 5 bilden eine durchgehende in axialer Richtung verlaufende Bohrung des Steckverbindergehäuses 1.
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Die zylinderförmige Isolierstoffstütze 10 weist eine durchgehende Innenleiterbohrung 11 zur Aufnahme des Steckverbinderinnenleiters 20 auf. Diese Isolierstoffstütze 10 liegt am Boden 5a der steckerseitigen Bohrung 5 an, so dass die Übergangsbohrung 4 kontinuierlich in die Innenleiterbohrung 11 der Isolierstoffstütze 10 übergeht.
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Der zylinderförmig ausgebildete Steckverbinderinnenleiter 20 besteht aus zwei Abschnitten, einem Aufnahmeabschnitt 20a und einem Innenleiteraufnahmeabschnitt 20b. Der Aufnahmeabschnitt 20a ist mit einer kabelseitigen Bohrung 21 ausgebildet, die sich in einer vergrößerten Bohrung fortsetzt und in einem Buchenkontakt 27 des Innenleiteraufnahmeabschnittes 20b endet, in den der Innenleiter eines Steckers eingesteckt wird.
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Der Aufnahmeabschnitt 20a des Steckverbinderinnenleiters 20 weist einen der Innenleiterbohrung 11 der Isolierstoffstütze 10 entsprechenden Durchmesser auf und geht mit einem größeren Durchmesser unter Ausbildung einer Schulter 20c in den Innenleiteraufnahmeabschnitt 20b über. Die Länge des Aufnahmeabschnitt 20a ist dabei so gewählt, dass bei anliegender Schulter 20c an der Isolierstoffstütze 10 die kabelseitige Stirnseite 25 des Steckverbinderinnenleiters 20 mit einem Abstand a gegenüber der Stirnseite 12 der Isolierstoffstütze 10 nach innen zurückversetzt ist.
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In der die Bohrung 21 des Steckverbinderinnenleiters 20 bildende Bohrungswand 22 sind zwei diametral gegenüberliegende Lotaufnahmebohrungen 23 eingebracht, in denen jeweils ein Lotdepot 24 angeordnet ist. Diese Lotdepots 24 dienen dazu, den in die Bohrung 21 des Steckverbinderinnenleiters 20 eingeführten Innenleiter eines Koaxialkabels (nicht dargestellt) mit der Innenwand dieser Bohrung 21 mittels einer Lötverbindung elektrisch zu verbinden.
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Ein weiteres Lotdepot 6 befindet sich in einer stufenförmigen Erweiterung 3a der kabelseitigen Bohrung 3 des Steckverbindergehäuses 1 zur Herstellung einer Lötverbindung mit dem Außenleiter eines in diese Bohrung 3 eingeführten Koaxialkabels. Hierbei wird der Außenleiter eines solchen Koaxialkabels so in die Bohrung 3 eingeführt, bis dieser am Boden 3b der Bohrung 3 anliegt. Der Innenleiter wird zusammen mit dessen Isolierung bis zur Stirnseite 25 des Steckverbinderinnenleiters 20 weitergeführt, so dass anschließend der Innenleiter von der Bohrung 21 des Steckverbinderinnenleiter 20 aufgenommen werden kann.
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Mittels eines Induktionsverfahrens erfolgt eine Erwärmung des Steckverbindergehäuses 1 und des Steckverbinderinnenleiter 20 zusammen mit dem Innenleiter unter dem Außenleiter eines Koaxialkabels, wodurch die beiden Lotdepots 6 und 24 aufgeschmolzen und dadurch die entsprechenden Lötverbindungen hergestellt werden. Bei diesem Vorgang wird aufgrund der Kapillarwirkung an der inneren Mantelfläche der Bohrung 3 anliegende Außenleiter bzw. der an der inneren Mantelfläche der Bohrung 21 des Steckverbinderinnenleiters 20 anliegende Innenleiter vollständig mit Lötzinn aus dem Lotdepot 6 bzw. 24 benetzt.
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Der axiale Abstand zwischen dem Boden 3b der Bohrung 3 und der Stirnseite 25 des Steckverbinderinnenleiters 20 entspricht der Summe der axialen Länge b der Durchgangsbohrung 4 und des Wertes a.
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Im Folgenden wird das Verfahren zur Einbringung des Lotdepots 24 in die Bohrungswand 22 des Steckverbinderinnenleiters 20 anhand der 2 und 3 erläutert.
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Da die Lotaufnahmebohrungen 23 in der Bohrungswand 22 des Steckverbinderinnenleiters 20 diametral gegenüberliegend und einen einem Lötdraht 40 entsprechenden Durchmesser aufweisen, kann entsprechend der Darstellung nach 2 ein Lötdraht 40 durch diese beiden Lotaufnahmebohrungen 23 mit Überstand beiden Seiten hindurchgeführt werden.
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Ein Scherstempel 50 ist derart ausgebildet, dass er über den den Lötdraht 40 aufweisenden Bereich des Steckverbinderinnenleiters 20 aufgeschoben werden kann, so dass hierbei der Lötdraht 40 sowohl an der Innenwand der Bohrung 21 als auch auf der Außenwand abgeschert bzw. abgetrennt wird.
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Gemäß 3 weist der Scherstempel 50 einen in axialer Richtung verlaufenden Kreisringhohlzylinder 51 auf, dessen innerer Durchmesser d1 dem Durchmesser d2 der Bohrung 21 des Steckverbinderinnenleiter 20 spricht, während dessen äußerer Durchmesser D1 dem Außendurchmesser D2 des Steckverbinderinnenleiter 20 Bereich von dessen Aufnahmeabschnitt 20a entspricht. Wird der Steckverbinderinnenleiter 20 mit seinem Aufnahmeabschnitt 20a in diesen Kreisringhohlzylinder 51 des Scherstempels 50 eingeführt, so gleitet die innere Umfangsfläche des Kreisringhohlzylinders 51 auf der Innenwand der Bohrung 21 des Steckverbinderinnenleiter 20 entlang, während gleichzeitig die äußere Umfangsfläche des Kreisringhohlzylinder 51 auf der äußeren Mantelfläche des Aufnahmeabschnitt des 20a des Steckverbinderinnenleiter 20 entlanggleitet. Bei diesem Vorgang schert die Stirnfläche 52 des Scherstempels 50 den Überstand des Lötdrahtes 40 auf beiden Seiten der Lotaufnahmebohrungen 23 ab, wobei sich gleichzeitig bei diesem Abstempeln der Randbereich des jeweiligen Lotdepots 24 etwas verkantet und so in diesen radialen Lotaufnahmebohrungen 23 sicher gehalten wird.
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Der so mit den Lotdepots 24 vorbereitete Steckverbinderinnenleiter 20 wird in die Isolierstoffstütze 10 eingesteckt und diese zusammen mit dem Steckverbinderinnenleiter 20 in das Steckverbindergehäuse 1 so eingesetzt, dass die kabelseitige Stirnseite 12 der Isolierstoffstütze 10 am Boden 5a der steckerseitigen Bohrung 5 des Steckverbindergehäuses 1 anschlägt.
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In diese derart montierte Koaxialkabelbuchse 100 wird nun über die Bohrung 3 des kabelseitigen Bundes 2 des Steckverbindergehäuses 1 ein Koaxialkabel 30 mit einem Außenleiter 31 und einen Innenleiter 32 eingeführt, wie dies andeutungsweise in 4 mit lediglich einem Aufnahmeabschnitt 20a des Steckverbinderinnenleiter 20 einer Koaxialkabelbuchse 100 dargestellt ist.
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Gemäß dieser Figur erstreckt sich ein Innenleiter 32 nahezu über die gesamte Länge der Bohrung 21 des Steckverbinderinnenleiters 20. Da der Lötdraht 40 eine Flussmittelseele 41 aufweist, stößt diese direkt auf das Material des Innenleiters 32, wodurch dieses als Lötfläche bereits vor dem Aufschmelzen des Lötzinns benetzt wird.
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Durch induktives Erwärmen der Koaxialkabelbuchse 100 erfolgt ein Erwärmen und Aufschmelzen der Lotdepots 6 und 24, so dass dadurch die entsprechenden Lötverbindungen hergestellt werden.
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In dem erläuterten Ausführungsbeispiel sind in der Bohrungswand 22 des Steckverbinderinnenleiters 20 lediglich zwei diametral gegenüberliegende Lotaufnahmebohrungen 23 vorgesehen. Es ist natürlich auch möglich bspw. vier oder mehr diametral gegenüberliegende Lotaufnahmebohrungen 23 in die Bohrungswand 22 einzubringen, die auch axial versetzt angeordnet sein können. In jeder dieser diametral gegenüberliegenden Lotaufnahmebohrungen entsprechend dem anhand der 2 und 3 beschriebenen Verfahren Lotdepots eingebracht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckverbindergehäuse
- 2
- kabelseitiger Bund des Steckverbindergehäuses 1
- 3
- kabelseitige Bohrung des Steckverbindergehäuses 1
- 3a
- stufenförmige Erweiterung der Bohrung 3
- 3b
- Boden der Bohrung 3
- 4
- Durchgangsbohrung des Steckverbindergehäuses 1
- 5
- steckerseitige Bohrung des Steckverbindergehäuses 1
- 5a
- Boden der steckerseitigen Bohrung 5
- 6
- Lotdepot
- 10
- Isolierstoffstütze
- 11
- Innenleiterbohrung der Isolierstoffstütze 10
- 12
- kabelseitigen Stirnseite der Isolierstoffstütze 10
- 20
- Steckverbinderinnenleiter
- 20a
- Aufnahmeabschnitt des Steckverbinderinnenleiters 20
- 20b
- Innenleiteraufnahmeabschnitt des Steckverbinderinnenleiters 20
- 20c
- Schulter des Steckverbinderinnenleiters 20
- 21
- kabelseitige Bohrung des Steckverbinderinnenleiter 20
- 22
- Bohrungswand
- 23
- Lotaufnahmebohrung
- 24
- Lotdepot
- 25
- kabelseitige Stirnseite des Steckverbinderinnenleiters 20
- 26
- Schulter des Steckverbinderinnenleiters 20
- 27
- Buchsenkontakt des Steckverbinderinnenleiters 20
- 30
- Koaxialkabel
- 31
- Außenleiter des Koaxialkabels 30
- 32
- Innenleiter des Koaxialkabels 30
- 40
- Lötdraht
- 41
- Flussmittelseele des Lötdrahtes 40
- 50
- Scherstempel
- 51
- Kreisringhohlzylinder des Scherstempels 50
- 52
- Stirnseite des Scherstempels 50
- 100
- Koaxialkabelbuchse
