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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Außenleiterkontakt für ein Koaxialkabel, insbesondere für ein starkstromführendes Koaxialkabel.
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Zum elektrischen Verbinden von Koaxialkabeln mit anderen stromführenden Komponenten werden typischerweise Anschlussteile bzw. Kabelschuhe verwendet.
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Ein Kabelende wird mit einer Seite des Anschlussteils mit dem Anschlussteil elektrisch leitend verbunden und auf der anderen Seite des Anschlussteils wird die weitere stromführende Komponente angeschlossen.
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Koaxialkabel weisen einen zentralen Innenleiter und einen Außenleiter auf, der den Innenleiter koaxial umgibt. Beide Leiter müssen strikt elektrisch voneinander isoliert sein. Hierzu ist zwischen Innenleiter und Außenleiter eine entsprechende elektrische Isolierung vorgesehen.
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Auch bei der Verbindung des Innenleiters und des Außenleiters mit weiteren stromführenden Komponenten muss auf eine strikte elektrische Isolierung geachtet werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass im Fall von Koaxialkabeln und insbesondere von starkstromführenden Koaxialkabeln die elektrische Isolierung im Bereich der Anschlussstellen problematisch ist und immer wieder Störungen auftreten.
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So hat sich gezeigt, dass die Leitung der jeweiligen Anschlüsse nur unbefriedigend ist. Da die Stromstärken enorm hoch sind, werden die Anschlüsse darüber hinaus aufgrund des hohen entstehenden Widerstandes sehr heiß und damit gefährlich. Zudem müssen durch die Benutzung vorgegebene Zugkräfte eingehalten werden.
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Außenleiterkontakt für koaxiale Kabelenden, mit dem der Außenleiter mit einer weiteren elektrischen Komponente verbunden werden kann und zudem eine sichere Isolierung zwischen Außenleiter und Innenleiter ermöglicht wird.
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Weiter ermöglicht die vorliegende Erfindung eine verbesserte elektrische Leitung sowohl des Außenleiteranschlusses als auch des Innenleiteranschlusses, so dass nicht nur ein zufriedenstellendes Leitungsverhalten erhalten wird, sondern zugleich das Problem der Erwärmung gelöst wird.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird entsprechend den in den unabhängigen Ansprüchen 1, 8 und 11 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß ist in dem Kontaktbereich des Außenleiters, über den der Außenleiter mit anderen elektrisch leitenden Komponenten verbindbar ist, zwischen dem Außenleiter und der Innenisolierung zwischen Außenleiter und Innenleiter eine innere elektrisch leitende Metallhülse vorgesehen. Eine äußere elektrisch leitende Metallhülse ist auf dem Kontaktbereich des Außenleiters vorgesehen.
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Die innere Hülse ist elektrisch leitend und aus einem Metall oder einer Metalllegierung gefertigt. Beispielsweise kann eine Hülse aus Edelstahl verwendet werden. Der Innendurchmesser der inneren Hülse ist geringfügig größer als der Außendurchmesser von Innenisolierung mit Innenleiter.
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Die vorliegende Erfindung kann im Prinzip für alle bekannten Koaxialkabel, insbesondere starkstromführende Koaxialkabel, eingesetzt werden. Der Innenleiter und der Außenleiter können aus einem für diesen Zweck geeigneten bekannten elektrisch leitendem Material bestehen. Typischerweise werden hierfür Kupfer und Aluminium verwendet.
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Der Außenleiter kann in bekannter Weise aus einer Vielzahl von einzelnen Metalldrähten gebildet sein. Auch geeignete Materialen für die Außen- bzw. Innenisolation sind an sich bekannt.
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Die äußere Metallhülse weist zumindest in dem Endbereich, der der freien Stirnfläche des Außenleiters zugewandt ist, auf der äußeren Umfangfläche eine Strukturierung auf, die vorzugsweise um den gesamten Umfang der Außenfläche der Hülse herum vorgesehen ist. Die Strukturierung kann rillenförmig, punktförmig oder auf beliebige andere Art gestaltet sein. Die Strukturierung kann sich zum Beispiel helixartig oder kreisförmig um den Umfang herum ziehen. Es können Längsrillen vorgesehen sein, die sich entlang der Mittelachse des Koaxialkabels erstrecken.
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Als äußere Hülse kann zum Beispiel eine Crimphülse mit Strukturierungen auf der Außenfläche verwendet werden. Die Crimphülse kann zum Beispiel eine Crimphülse mit Außengewinde sein wie sie an sich bekannt ist.
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Es ist dieser Bereich mit Strukturierungen, der den eigentlichen Kontaktbereich des äußeren Hülse bildet, wie nachfolgend näher erläutert werden wird.
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Die äußere Hülse besteht aus demselben Material wie der Außenleiter, zum Beispiel Kupfer oder Aluminium. Vor dem Aufbringen der äußeren Metallhülse ist in diesem Bereich des Außenleiters die Außenisolierung entfernt worden. Somit bildet die Außenfläche der äußeren Hülse die Außenfläche des Koaxialkabels und steht für die elektrische Verbindung zur Verfügung.
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Für die Herstellung des erfindungsgemäßen Außenleiterkontaktes sind der Kontaktbereich mit innerer und äußerer Hülse sowie Außenleiter fest miteinander verpresst. Die innere Hülse aus Metall stabilisiert dabei die Innenisolation und den Innenleiter, die dort hindurch verlaufen. Zudem wirkt die innere Metallhülse als innerer Gegenstützpunkt für die von außen aufzubringende äußere Hülse aus Metall.
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Durch das Verpressen oder Crimpen wird der Außenleiter sowohl außen gegen die zweite Metallhülse als auch innen gegen die erste Metallhülse gedrückt und kann dadurch sehr fest und stabil gehalten werden.
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Für den Außenanschluss wird der Kontaktbereich für den Außenleiter in ein geeignetes Terminal eingelegt.
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Das Terminal kann im Wesentlichen ein zweiteiliger Metallblock mit einem unteren Teil und einem oberen Teil sein. Der obere Teil hat auf der Unterseite eine halbkreisförmige Rinne, die sich von einer Stirnfläche zur gegenüberliegenden Stirnfläche des oberen Teils erstreckt. Der untere Teil hat auf seiner Oberseite korrespondierend zu dem oberen Teil gleichfalls eine halbkreisförmige Rinne, die sich von einer Stirnfläche zur gegenüberliegenden Stirnfläche des unteren Teils erstreckt. Im zusammengesetzten Zustand bilden die beiden halbkreisförmigen Rinnen eine kreisförmige Durchgangsöffnung oder Kanal.
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Zum Verbinden der beiden Teile können im oberen Teil auf beiden Seiten der Rinne ein Durchgangsloch und im unteren Teil korrespondierend hierzu Sacklöcher vorgesehen sein. Die Verbindung erfolgt durch Bolzen, die durch das Durchgangsloch in das dazu korrespondierende Sackloch eingesteckt werden. Vorzugsweise weist zumindest das Sackloch und korrespondierend hierzu der Bolzen ein Gewinde auf, so dass die Bolzen fest angezogen werden können.
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Anstelle von Bolzen können Schrauben oder dergleichen verwendet werden.
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Der Innendurchmesser des Kanals ist dabei geringfügig geringer als der Außendurchmesser des Kontaktbereichs der äußeren Hülse mit Strukturierungen einschließlich der Strukturspitzen.
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Für die Ausbildung des Anschlusses wird das Kabel mit dem Kontaktbereich des Außenleiters in die Rinne des unteren Teils eingelegt, das obere Teil darauf gesetzt und die beiden Teile des Terminals durch Anziehen der Bolzen fest miteinander verbunden.
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Da die äußere Metallhülse des Kontaktbereichs mit Strukturierung ein Übermaß gegenüber dem Innendurchmesser des Kanals des zusammengesetzten Terminals hat, wird durch die Kraft, die durch Verbinden der beiden Teile des Terminals entsteht, die Strukturierung auf der Außenfläche der äußeren Metallhülse zusammengedrückt. Die Strukturspitzen der Strukturierung werden dadurch breit gequetscht, wodurch ein enger Kontakt mit der Innenfläche des Kanals gebildet wird und sich damit eine ausgezeichnete Leitung auch entlang des Anschlussbereichs ergibt.
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Für das Aufstecken der inneren Hülse auf die Innenisolation werden die Drähte des Außenleiters etwas aufgespreizt. Infolge dieser Aufspreizung können beim Zusammenpressen des Außenleiterkontakts Lufteinschlüsse im Außenleiter gebildet werden. Zur Vermeidung dieser Lufteinschlüsse werden vor dem Verpressen zwischen die aufgespreizten Drähte des Außenleiterkontaktes ein oder mehrere Zusatzdrähte aus Außenleitermaterial eingefügt, die die sich bei der Aufspreizung ergebenden Lücken auffüllen. Wird nun der Kontaktbereich verpresst, zeigt der Außenleiter ein homogenes Gefüge mit nur sehr geringen Lufteinschlüssen.
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Für den Innenanschluss ragt der Endbereich des Innenleiters über die freie Stirnfläche des Außenleiters zusammen mit der Innenisolierung hinaus. Im Endbereich des Innenleiters ist die Innenisolierung so weit entfernt, dass der freigelegte Endbereich des Innenleiters für den Innenanschluss zur Verfügung steht.
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Erfindungsgemäß ist damit nicht nur eine problemlose Anschließung des Innenleiters an dessen Terminal, sondern auch ein einfacher, sicherer und darüber hinaus auch ausgesprochen stabiler Anschluss des Außenleiters ermöglicht.
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Nachstehend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen
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1 einen Axialquerschnitt durch ein Koaxialkabelende wie es typischerweise für das Vorsehen des erfindungsgemäßen Kontaktbereichs vorbereitet ist,
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2 einen Axialquerschnitt durch ein Koaxialkabelende gemäß 1 mit innerer und äußerer Metallhülse,
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3 ein Beispiel für die äußere Metallhülse mit umlaufender Strukturierung, und
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4 ein Beispiel für ein Terminal für den erfindungsgemäßen Außenkontakt.
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In 1 ist ein schematischer Längsschnitt durch ein Koaxialkabelende dargestellt, wie es für die Herstellung des erfindungsgemäßen Außenleiterkontaktes vorbereitet ist.
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Das Koaxialkabel umfasst in bekannter Weise einen Innenleiter 1, eine den Innenleiter umgebende Innenisolierung 2, einen die Innenisolierung 2 umgebenden Außenleiter 3 und eine Außenisolierung 4.
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Nachfolgend wird die Herstellung des Außenleiterkontaktes und die Vorbereitung des Innenleiters 1 für den Innenleiterauschluss beschrieben. In dem in 1 gezeigten Beispiel ist der Außenleiter 3 aus einer Vielzahl von Drähten, zum Beispiel Kupferdrähten, ausgebildet.
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In einem ersten Schritt wird ein Endbereich des Innenleiters 1 freigelegt, indem der Außenisolierung 4, dem Außenleiter 3 und der Innenisolierung 2 so viel Material entfernt werden, dass ein entsprechender Endabschnitt des Innenleiters 1 stirnseitig vorsteht. Dabei wird von der Außenisolierung 4 so viel Material entfernt, dass der für den Außenanschluss vorgesehene Kontaktbereich des Außenleiters 3 frei gelegt ist. Das stirnseitige freie Ende der Innenisolierung 2 kann über das stirnseitige freie Ende des Außenleiters 3 hinausragen wie in 1 und 2 gezeigt.
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Damit die innere Hülse 5 auf die Innenisolierung 2 aufgeschoben werden kann, werden die einzelnen Drähte des Außenleiters 3 etwas abgehoben und gespreizt wie in der 1 schematisch dargestellt.
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In 2 ist ein schematischer Längsschnitt durch das Koaxialkabelende gemäß 1 dargestellt mit bereits aufgeschobener erster innerer Metallhülse 5 und zweiter äußerer Metallhülse 6, wodurch der Kontaktbereich für den Außenanschluss bereitgestellt wird. Damit die äußere Metallhülse problemlos aufschiebbar ist, kann ihr Innendurchmesser geringfügig größer gewählt werden als der Außendurchmesser des Außenleiters 3.
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3 zeigt schematisch ein Beispiel für eine äußere Hülse 6. Auf der Außenfläche hat die äußere Hülse 6 in dem hier gezeigten Beispiel eine Strukturierung 7 aus einer Anzahl von rillenförmigen Windungen, die um den Umfang der äußeren Hülse 6 herum verlaufen. Je nach Bedarf können die Windungen, in axialer Richtung der äußeren Hülse 6 gesehen, über deren gesamte Erstreckung oder auch nur über einen Teil davon vorgesehen sein. Vorzugsweise erstreckt sich der Bereich mit Strukturierung 7 bis zu dem Ende, das im Kontaktbereich an der freien Stirnfläche des Außenleiters 3 zu liegen kommt. Gemäß einer Ausführungsform kann als äußere Hülse 6 eine an sich bekannte Crimphülse mit Außengewinde eingesetzt werden. Für die hier beschriebene Ausführungsform ist die äußere Hülse aus demselben Metall wie der Außenleiter, nämlich Kupfer.
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Für die Herstellung des Außenleiterkontaktes wird das Ensemble aus äußerer Metallhülse 6, Außenleiter 3, innerer Metallhülse 5, fest miteinander verpresst beziehungsweise gecrimpt. Hierfür wird das Kabel mit dem Kontaktbereich in ein geeignetes Terminal 8 eingelegt wie es zum Beispiel in 4 dargestellt ist.
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Das in 4 gezeigte Terminal 8 ist im Wesentlichen ein Metallblock, der in der in 4 gezeigten Ausführungsform rechteckig ist. Es versteht sich, dass der Metallblock jede andere geeignete Gestalt aufweisen kann. Der Metallblock setzt sich aus einem oberen Teil 9 und einem unteren Teil 10 zusammen. Der obere Teil 9 hat auf seiner Unterseite eine halbkreisförmige Rinne 12, die sich von der vorderen Stirnfläche bis zur hinteren Stirnfläche erstreckt. Der untere Teil 10 weist ebenfalls eine halbkreisförmige Rinne 11 auf, die sich von der vorderen bis zur hinteren Stirnfläche erstreckt und mit der Rinne 12 des oberen Teils 9 korrespondiert.
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Im zusammengesetzten Zustand bilden die beiden Rinnen 11 und 12 einen im Wesentlichen kreisförmigen Kanal. Die Längenerstreckung des Kanals entspricht dabei im Wesentlichen der Erstreckung des Außenleiterkontaktbereichs.
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Der Innendurchmesser des Kanals ist geringfügig geringer als der Außendurchmesser der äußeren Hülse 6 in dem Kontaktbereich mit Strukturierung 7 einschließlich der Strukturspitzen. Das heißt, der Kontaktbereich mit Strukturierung 7 einschließlich Strukturspitzen weist gegenüber dem Innendurchmesser des Kanals ein geringfügiges Übermaß auf.
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Für den elektrischen Anschluss des Außenleiters wird das Koaxialkabel mit dem erfindungsgemäßen Außenleiterkontakt in die Rinne eines Teils des Terminals 8 eingelegt, das Terminal 8 zusammengesetzt und der untere Teil 10 und obere Teil 9 fest miteinander verbunden.
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Da der Kontaktbereich der äußeren Hülse 6 mit Strukturierung 7 gegenüber dem Innendurchmesser des Kanals ein Übermaß aufweist, wird die Strukturierung 7 mit Strukturspitzen beim Verbinden des unteren Teils 10 und oberen Teils 9 des Terminals 8 fest zusammengepresst. Beispielsweise kann der Außendurchmesser der äußeren Hülse 6 mit Strukturierung 7 einschließlich der Strukturspitzen gegenüber dem Innendurchmesser des Kanals ein Übermaß von +1/10 aufweisen.
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Durch das Zusammenpressen wird die Strukturierung 7 der äußeren Metallhülse 6 breit gequetscht, so dass ein hervorragender Kontakt zwischen Außenfläche des Kontaktbereichs und Innenfläche des Kanals des Terminals 8 entsteht.
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Der Außenkontaktbereich des Kabels wird dadurch fest und stabil in dem Terminal 8 gehalten und weist eine ausgezeichnete Leitung auf.
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Für den Außenleiteranschluss wird das Terminal 8 mit der anzuschließenden elektrischen Komponente verbunden.
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Für die Verbindung des oberen Teils 9 des Terminals 8 mit dem unteren Teil 10 können in dem oberen Teil 9 links und rechts von der Rinne 12 Durchgangslöcher 13, 14 und korrespondierend hierzu in dem unteren Teil 10 Sacklöcher (in der Figur nicht gezeigt) vorgesehen sein.
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Für die Verbindung werden Verbindungsmittel wie Bolzen, Schrauben oder dergleichen in die Durchgangslöcher 13, 14 eingesteckt, wobei die Verbindungsmittel sich bis in die Sacklöcher hinein erstrecken. Zum festen Verbinden können sowohl an den Verbindungsmitteln und zumindest in den Sacklöchern Gewinde vorgesehen sein.
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Das Terminal 8 kann je nach Bedarf auch 2 oder mehrere Kanäle aufweisen, so dass auch mehrere Koaxialkabel parallel mit einer weiteren elektrischen Komponente verbunden werden können.
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Durch das Aufspreizen der einzelnen Drähte des Außenleiters 3 für die Herstellung des Kontaktbereichs und das Einschieben der inneren Metallhülse 5 können über den Umfang gesehen Lücken entstehen, die beim Zusammenpressen zu Lufteinschlüssen in dem Außenleiter 3 in dem Kontaktbereich führen können.
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Um dies zu vermeiden werden gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zwischen die aufgespreizten Drahtenden des Außenleiters Drahtstücke aus gleichen Leitermaterial eingesetzt, um die Lücken aufzufüllen. Die Anzahl der Drahtstücke variiert dabei je nach konkretem Aufbau des Außenleiters. Durch diese Zusatzdrähte werden Lufteinschlüsse vermieden oder zumindest signifikant reduziert, so dass der Außenleiter im verpressten Zustand eine homogene Fläche zeigt.
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Erfindungsgemäß wird damit ein elektrischer Anschluss für einen Außenleiter eines Koaxialkabels bereit gestellt, der nicht nur eine hervorragende Leitung gewährleistet, sondern zudem eine sichere und stabile Verbindung des Außenleiters mit einer weiteren elektrischen Komponente ermöglicht.
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Das abisolierte freie Ende des Innenleiters 1 steht für den Anschluss des Innenleiters zur Verfügung.
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Im Ergebnis ermöglicht die vorliegende Erfindung einen sicheren und stabilen Anschluss sowohl des Außenleiters 3 als auch des Innenleiters 1 mit einer weiteren Komponente, die eine hervorragende Leitung aufweisen, wodurch Störungen im Anschlussbereich vermieden werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Innenleiter
- 2
- Innenisolierung
- 3
- Außenleiter
- 4
- Außenisolierung
- 5
- innere Metallhülse
- 6
- äußere Metallhülse
- 7
- Windungen
- 8
- Terminal
- 9
- oberer Teil
- 10
- unterer Teil
- 11
- untere Rinne
- 12
- obere Rinne
- 13, 14
- Durchgangslöcher
