EP0383984A1 - Stosswellenrohr - Google Patents

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Publication number
EP0383984A1
EP0383984A1 EP89103285A EP89103285A EP0383984A1 EP 0383984 A1 EP0383984 A1 EP 0383984A1 EP 89103285 A EP89103285 A EP 89103285A EP 89103285 A EP89103285 A EP 89103285A EP 0383984 A1 EP0383984 A1 EP 0383984A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
screw
flat coil
shock wave
turns
wave tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP89103285A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sylvester Dipl.-Ing. Oppelt (Fh)
Josef Ing. Grad. Reitter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to EP89103285A priority Critical patent/EP0383984A1/de
Publication of EP0383984A1 publication Critical patent/EP0383984A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00—Coils
    • H01F5/04—Arrangements of electric connections to coils, e.g. leads
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
    • G10K9/12—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated

Definitions

  • the invention relates to a shock wave tube with a flat coil arranged on a carrier with spirally arranged windings and an opposite membrane having a space filled with a liquid and made of an electrically conductive material, the flat coil being connected via holes made in the carrier a supply unit of high-voltage pulses can be connected.
  • Shock wave tubes of this type are used in particular to smash concrements in the body of a living being, for example to smash kidney stones in a patient.
  • EP-A-0 253 053 describes such a shock wave tube which has a ceramic coil holder for longer durability.
  • a flat coil with spirally arranged turns is attached to the end face of the coil carrier.
  • a round membrane made of electrically conductive material is separated by an insulating film, which is followed by a space filled with a coupling liquid.
  • This arrangement of the shock wave generator is held by a cap with the housing of the shock wave tube and pressed together.
  • the membrane By applying a high-voltage discharge pulse to the flat coil, the membrane is suddenly moved away from the flat coil, so that a flat shock wave is generated within the coupling fluid, which is focused in focus by an acoustic lens arranged in the shock wave tube, so that a concretion lying in focus is destroyed can. During the sudden deflection, the membrane is exposed to high mechanical forces.
  • the two ends of the flat coil are bent under the Lead wire of the flat coil as connections through holes in the ceramic carrier and connected to the high voltage supply by soldering.
  • This center connection of the flat coil carried out in this way causes an uneven loading of the membrane due to inhomogeneities in the field distribution, the field being strongest in the middle. This leads to deformations and indentations of the membrane material in the middle area, i.e. at the point at which the coil passes to the first turn.
  • This indentation is a pre-damage to the membrane material, and there are small cracks in the membrane, which expand as the shock wave is triggered over the entire membrane and lead to failure of the shock wave tube.
  • the invention is based on the object of creating a shock wave tube of the type mentioned at the outset which enables easy and simple contacting of the flat coil and at the same time eliminates inhomogeneities in the center of the flat coil.
  • the hole for the central connection of the flat coil has a recess receiving the head of a screw, the end of the turns being pressed by the screw through the hole to form a screw contact on a surface located in the recess .
  • the screw connection has a simple structure if the end of the turns on the surface forming the recess rests and when the screw presses the end of the turns to the carrier to form the screw contact.
  • the flat coil is easy to assemble if the recess is designed to accommodate a metal part through which the screw is guided, and if the end of the turns is clamped between the head of the screw and the metal part to form the screw contact. It has proven advantageous here if the metal part is designed with an internal thread for receiving the screw. This allows the coil to be contacted by means of the head of the screw and the metal part before being applied to the carrier.
  • a more uniform distribution of the magnetic field and a reduction in the inductance of the flat coil is further achieved if the flat coil consists of several intertwined spiral turns connected in parallel, and if the ends of the connections of the flat coil are evenly distributed over the circumference of the recess and in radial direction are brought out.
  • the second connection with the voltage supply can also be easily achieved if the outer end of the flat coil is also provided with a screw connection. It has proven to be advantageous if the flat coil consists of three intertwined turns.
  • FIG. 1 shows the shock wave tube according to the invention with a housing 1 which contains a space 3 filled with a liquid and closed off by a membrane 2.
  • a flat coil 4 with spirally arranged turns is provided, an insulating film 5 being arranged between the membrane 2 and the flat coil 4.
  • the turns of the flat coil 4 are glued to a support surface 6 of a coil carrier 7 with the aid of a synthetic resin, not shown, an electrically insulating casting resin.
  • the membrane 2, the insulating film 5 and the coil support 7 of the flat coil 4 are held by a ring 8 fastened to the housing 1 by means of screws 9.
  • the coil support 7 has in its center and at the edge a bore 10 and 11, which are provided on their side facing the flat coil 4 with recesses 12 and 13.
  • the ends 14 and 15 of the turns of the flat coil 4 are placed, which are pressed by the heads of screws 16 and 17, for example countersunk screws.
  • the screws 16 and 17 are supported by nuts 18 and 19 on the bobbin 7.
  • the connections 22 and 23 of the high-voltage supply 24 are held on these screws 16 and 17 by two further nuts 20 and 21.
  • the middle connection 23 is connected via a switch 25 to the high voltage supply 24, while the second connection 22 is still connected to ground 26 and the membrane 2.
  • the flat coil 4 consists of three intertwined, spirally arranged turns, which are connected in parallel.
  • the ends 15 of the single turns are thereby evenly brought up to the recess 13 and lie radially on the surface of the recess 13.
  • the screw 17 holds the ends 15 firmly on the surface of the recess 13 and at the same time brings the flat coil 4 into contact with the high-voltage generator 24.
  • the same type of screw contact is also used for the outer end of the turns.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment in which a right-angled, cylindrical recess 13 is fitted in the coil carrier 7, the edge of the recess 13 being chamfered in the upper region.
  • the ends 15 of the winding of the flat coil 4 are guided into the countersink 13 via these chamfered edges, wherein they are clamped between the countersunk head of the screw 17 and a metal part 27.
  • the metal part 17, which can be rotated, for example, is adapted with its outer surface to the shape of the recess 13.
  • the inner surface forms the continuation of the chamfered edge of the countersink 13, so that this surface of the metal part 27 runs parallel to the surface of the countersunk part of the screw 17.
  • the ends 15 of the turns are clamped between these two surfaces.
  • the metal part 27 is provided with a bore or an internal thread. To accommodate and better locking this metal part can be provided with guide grooves for the ends 15 of the turns of the flat coil 4.
  • the flat coil 4 can be contacted as a suitable counterpart before being applied to the coil carrier 7 by means of the screw 17 provided with a countersunk head. Then the flat coil 4 can then be completely assembled by pushing the screw 17 through the corresponding bore 11 and holding it by means of the nut 19. By means of the second nut 21, the screw 17 and thereby the flat coil 4 are connected to the voltage supply 24 via the connection 23.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stoßwellenrohr mit einer auf einem Träger (7) angeordneten Flachspule (4) mit spiralförmig angeordneten Windungen und einer dieser gegenüberliegenden, einen mit einer Flüssigkeit gefüllten Raum (3) abschließenden, aus einem elektrisch leitenden Werkstoff gebildeten Membran (2), wobei die Flachspule (4) über durch im Träger (7) angebrachte Bohrungen (10, 11) geführte Anschlüsse an eine Versorgungseinheit (24) von Hochspannungsimpulsen anschließbar ist. Die Bohrung (11) für den mittleren Anschluß der Flachspule (4) weist eine den Kopf einer Schraube (17) aufnehmenden Versenkung (13) auf, wobei das Ende der Windungen (15) durch die durch die Bohrung (11) durchgeführte Schraube (17) zur Bildung einer Schraubkontaktierung auf eine in der Versenkung (13) befindliche Fläche gepreßt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Stoßwellenrohr mit einer auf einem Träger angeordneten Flachspule mit spiralförmig angeordneten Windungen und einer dieser gegenüberliegenden, einen mit einer Flüssigkeit gefüllten Raum abschließenden, aus einem elektrisch leitenden Werkstoff gebildeten Membran aufweist, wobei die Flachspule über durch im Träger angebrachte Bohrungen geführte Anschlüsse an eine Versorgungseinheit von Hochspannungsimpulsen anschließbar ist. Derartige Stoßwellenrohre dienen insbesondere zum Zertrümmern von Konkrementen im Körper eines Lebewesens, beispielsweise zur Nierenstein-Zertrümmerung in einem Patienten.
  • In der EP-A-O 253 053 ist ein derartiges Stoßwellenrohr be­schrieben, das zur längeren Haltbarkeit einen Spulenträger aus Keramik aufweist. Auf der Stirnseite des Spulenträgers ist eine Flachspule mit spiralförmig angeordneten Windungen befestigt. Vor der Flachspule ist getrennt durch eine Isolierfolie eine runde Membran aus elektrisch leitendem Material angeordnet, an die sich ein mit einer Koppelflüssigkeit gefüllter Raum an­schließt. Diese Anordnung des Stoßwellengenerators wird durch einen Kappe mit dem Gehäuse des Stoßwellenrohres gehalten und zusammengepreßt. Durch Anlegen eines Hochspannungs-Entladungs­impules an die Flachspule wird die Membran schlagartig von der Flachspule wegbewegt, so daß eine ebene Stoßwelle innerhalb der Koppelfüssigkeit erzeugt wird, die durch eine im Stoßwellenrohr angeordnete akustische Linse im Fokus gebündelt wird, damit ein im Fokus liegendes Konkrement zerstört werden kann. Bei der schlagartigen Auslenkung ist die Membran hohen mechanischen Kräften ausgesetzt.
  • Die beiden Enden der Flachspule werden unter Abknickung des Drahtes der Flachspule als Anschlüsse durch Bohrungen im Kera­mikträger herausgeführt und mit der Hochspannungsversorgung durch Lötkontaktierung verbunden. Dieser derart durchgeführte Mittenanschluß der Flachspule verursacht auf Grund von Inhomo­genitäten bei der Feldverteilung eine ungleichmäßige Belastung der Membran, wobei das Feld in der Mitte am stärksten ist. Das führt zu Verformungen und Eindellungen des Membranmaterials im Mittenbereich, also an der Stelle, an der die Spule zur ersten Windung übergeht. Diese Eindellung stellt eine Vorschädigung des Membranmaterials dar, und es kommt zu kleinen Rissen der Membran, die im weiteren Verlauf der Stoßwellenauslösung sich über die gesamte Membran ausweiten und zum Ausfall des Stoßwel­lenrohres führen.
  • Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein Stoßwellenrohr der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine leichte und ein­fache Kontaktierung der Flachspule ermöglicht und gleichzeitig Inhomogenitäten in der Mitte der Flachspule beseitigt.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Boh­rung für den mittleren Anschluß der Flachspule eine den Kopf einer Schraube aufnehmende Versenkung aufweist, wobei das Ende der Windungen durch die durch die Bohrung durchgeführte Schrau­be zur Bildung einer Schraubkontaktierung auf eine in der Ver­senkung befindliche Fläche gepreßt wird. Durch diese Anordnung wird das Ende der Windungen der Flachspule durch die Schraube festgehalten und der Anschluß mittels der Schraube durch den Spulenträger durchgeführt, so daß eine einfache Kontaktierung auf der Rückseite des Trägers durch eine auf die Schraube auf­gesetzte Mutter erfolgen kann. Gleichzeitig wird die Inhomoge­nität des magnetischen Feldes im mittleren Bereich der Flach­spule beseitigt, so daß keine die Membran zerstörenden Kräfte auf sie einwirken.
  • Die Schraubkontaktierung weist einen einfachen Aufbau auf, wenn das Ende der Windungen auf der die Versenkung bildenden Fläche aufliegt und wenn die Schraube das Ende der Windungen an den Träger zur Bildung der Schraubkontaktierung preßt. Eine einfa­che Montage der Flachspule ergibt sich, wenn die Versenkung zur Aufnahme eines Metallteiles ausgebildet ist, durch das die Schraube geführt ist, und wenn das Ende der Windungen zwischen dem Kopf der Schraube und dem Metallteil zur Bildung der Schraubkontaktierung eingeklemmt ist. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Metallteil mit einem Innengewin­de zur Aufnahme der Schraube ausgebildet ist. Dadurch läßt sich erreichen, daß die Spule vor dem Aufbringen auf dem Träger mit­tels des Kopfes der Schraube und des Metallteiles kontaktiert werden kann.
  • Eine gleichmäßigere Verteilung des Magnetfeldes und eine Redu­zierung der Induktivität der Flachspule wird weiterhin er­reicht, wenn die Flachspule aus mehreren ineinander verschlun­genen, spiralförmigen Windungen besteht, die parallel ange­schlossen sind, und wenn die Enden der Anschlüsse der Flachspu­le gleichmäßig auf dem Umfang der Versenkung verteilt und in radialer Richtung herausgeführt sind. Auch der zweite Anschluß mit der Spannungversorgung kann auf leichte Weise erreicht wer­den, wenn auch das äußere Ende der Flachspule mit einer Schraub­kontaktierung versehen ist. Es hat sich als vorteilhaft erwie­sen, wenn die Flachspule aus drei ineinander verschlungenen Windungen besteht.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dar­gestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
    • FIG 1 einen abgebrochen dargestellten Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Stoßwellenrohr,
    • FIG 2 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Schraubkontak­tierung gemäß FIG 1 und
    • FIG 3 einen abgebrochen dargestellten Längsschnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform des Stoßwellen­rohres.
  • In der FIG 1 ist das erfindungsgemäße Stoßwellenrohr mit einem Gehäuse 1 dargestellt, das einen mit einer Flüssigkeit gefüll­ten, durch eine Membran 2 abgeschlossenen Raum 3 enthält. Der aus einem elektrisch leitenden Werkstoff gebildeten Membran 2 gegenüberliegend ist eine Flachspule 4 mit spiralförmig angeord­neten Windungen vorgesehen, wobei zwischen der Membran 2 und der Flachspule 4 eine Isolierfolie 5 angeordnet ist. Die Win­dungen der Flachspule 4 sind auf einer Auflagefläche 6 eines Spulenträgers 7 mit Hilfe eines nicht dargestellten Kunsthar­zes, einem elektrisch isolierenden Gießharz, aufklebt. Die Mem­bran 2, die Isolierfolie 5 und die den Spulenträger 7 der Flach­spule 4 wird durch einen mittels Schrauben 9 an dem Gehäuse 1 befestigten Ring 8 gehalten.
  • Für die Anschlüsse der Flachspule 4 weist der Spulenträger 7 in seiner Mitte und am Rand jeweils eine Bohrung 10 und 11 auf, die auf ihre der Flachspule 4 zugewandten Seite mit Versenkun­gen 12 und 13 versehen sind. Auf die Fläche der konischen Ver­senkungen 12 und 13 sind jeweils die Enden 14 und 15 der Win­dungen der Flachspule 4 gelegt, die durch die Köpfe von Schrau­ben 16 und 17, beispielsweise Senkkopfschrauben, festgepreßt werden. Die Schrauben 16 und 17 stützen sich dabei durch Mut­tern 18 und 19 an den Spulenträger 7 ab. Von zwei weiteren Muttern 20 und 21 werden die Anschlüsse 22 und 23 der Hochspan­nungsversorgung 24 an diese Schrauben 16 und 17 gehalten. Der mittlere Anschluß 23 ist über einen Schalter 25 mit der Hoch­spannungsversorgung 24 verbunden, während der zweite Anschluß 22 weiterhin mit Masse 26 und der Membran 2 verbunden ist.
  • In FIG 2 ist gezeigt, daß die Flachspule 4 aus drei ineinander verschlungen, spiralartig angeordneten Windungen besteht, die parallel geschaltet sind. Die Enden 15 der Einzelwindungen sind dabei gleichmäßig an die Vertiefung 13 herangeführt und liegen radial auf der Fläche der Vertiefung 13 auf. Die Schraube 17 hält die Enden 15 auf der Fläche der Vertiefung 13 fest und be­wirkt gleichzeitig die Kontaktierung der Flachspule 4 mit dem Hochspannungsgenerator 24. Die gleiche Art der Schraubkontak­tierung wird dabei auch für das äußere Ende der Windungen ver­wendet.
  • In der FIG 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem in dem Spulenträger 7 eine rechtwinklige, zylinderför­mige Versenkung 13 angebracht ist, wobei im oberen Bereich die Kante der Versenkung 13 abgeschrägt ist. Über diese abgeschräg­ten Kanten werden die Enden 15 der Wicklung der Flachspule 4 in die Versenkung 13 geführt, wobei sie zwischen dem Senkkopf der Schraube 17 und einem Metallteil 27 eingeklemmt werden. Das Me­tallteil 17, das beispielsweise gedreht sein kann, ist mit sei­ner Außenfläche der Form der Versenkung 13 angepaßt. Die Innen­fläche bildet dabei die Fortsetzung der abgeschrägten Kante der Versenkung 13, so daß diese Fläche des Metallteiles 27 parallel zur Fläche des Senkkopfteiles der Schraube 17 verläuft. Zwischen diesen beiden Flächen werden die Enden 15 der Windungen einge­klemmt. In der Mitte ist das Metallteil 27 mit einer Bohrung oder einem Innengewinde versehen. Zur Aufnahme und besseren Arretierung kann dieses Metallteil mit Führungsnuten für die Enden 15 der Windungen der Flachspule 4 versehen sein.
  • Durch dieses beispielsweise mit einem Innengewinde versehene Metallteil 27 kann die Flachspule 4 vor dem Aufbringen auf dem Spulenträger 7 mittels der mit einem Senkkopf versehenen Schrau­be 17 als passendes Gegenstück kontaktiert werden. Anschließend kann dann die Flachspule 4 vollstandig montiert werden, indem die Schraube 17 durch die entsprechende Bohrung 11 durchge­steckt und mittels der Mutter 19 gehalten wird. Mittels der zweiten Mutter 21 wird die Schraube 17 und dadurch die Flach­spule 4 mit der Spannungsversorgung 24 über den Anschluß 23 verbunden.
  • Durch diese spezielle Anordnung der Enden 14 und 15 der Windun­gen der Flachspule 4 ergibt sich insbesondere im mittleren Be­reich ein homogeneres magnetisches Feld, so daß das Membranma­terial gleichmäßiger belastet wird. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, dünnere Membranmaterialien einzusetzen. Somit ist die zu beschleunigende Masse geringer und eine höhere Druckaus­beute möglich. Auch kann die Hochspannung reduziert werden, so daß sich für das Isoliermaterial ebenfalls eine geringere elek­trische Belastung und damit höhere Lebensdauer ergibt.

Claims (7)

1. Stoßwellenrohr mit einer auf einem Träger (7) angeordneten Flachspule (4) mit spiralförmig angeordneten Windungen und ei­ner dieser gegenüberliegenden, einen mit einer Flüssigkeit ge­füllten Raum (3) abschließenden, aus einem elektrisch leitenden Werkstoff gebildeten Membran (2), wobei die Flachspule (4) über durch im Träger (7) angebrachte Bohrungen (10,11) geführte An­schlüsse an eine Versorgungseinheit (24) von Hochspannungsim­pulsen anschließbar ist, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Bohrung (11) für den mittleren An­schluß der Flachspule (4) eine den Kopf einer Schraube (17) aufnehmenden Versenkung (13) aufweist, wobei das Ende (15) der Windungen durch die durch die Bohrung (11) durchgeführte Schrau­be (17) zur Bildung einer Schraubkontaktierung auf eine in der Versenkung (13) befindliche Fläche gepreßt wird.
2. Stoßwellenrohr nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß das Ende (15) der Windungen auf der die Versenkung (13) bildenden Fläche aufliegt und daß die Schraube (17) das Ende (15) der Windungen an den Träger (7) zur Bildung der Schraubkontaktierung preßt.
3. Stoßwellenrohr nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Versenkung (13) zur Auf­nahme eines Metallteiles (27) ausgebildet ist, durch das die Schraube (17) geführt ist, und daß das Ende (15) der Windungen zwischem dem Kopf der Schraube (17) und dem Metallteil (27) zur Bildung der Schraubkontatierung eingeklemmt ist.
4. Stoßwellenrohr nach Anspruch 3, dadurch ge­kennzeichnet, daß das Metallteil (27) mit einem Innengewinde zur Aufnahme der Schraube (17) ausgebildet ist.
5. Stoßwellenrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­durch gekennzeichnet, daß die Flach­ spule (4) aus mehreren, ineinander verschlungenen, spiralför­migen Windungen besteht, die parallel angeschlossen sind, und daß die Enden (l5) der Windungen der Flachspule (4) gleichmäßig auf dem Umfang der Versenkung (13) verteilt und in radialer Richtung herausgeführt sind.
6. Stoßwellenrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­durch gekennzeichnet, daß auch das äu­ßere Ende (14) der Flachspule (4) mit einer Schraubkontaktie­rung versehen ist.
7. Stoßwellenrohr nach einem der Ansprüche 5 oder 6, da­durch gekennzeichnet, daß die Flach­spule (4) aus drei ineinander verschlungenen Windungen besteht.
EP89103285A 1989-02-24 1989-02-24 Stosswellenrohr Withdrawn EP0383984A1 (de)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1486566A (en) * 1975-02-18 1977-09-21 Burgess Micro Switch Co Ltd Clamping arrangements for electrical leads
EP0259559A1 (de) * 1986-07-14 1988-03-16 Siemens Aktiengesellschaft Stosswellengenerator zum berührungslosen Zertrümmern von Konkrementen im Körper eines Lebewesens

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Non-Patent Citations (1)

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Title
IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN, vol. 27, nr. 9, Februar 1985, Seite 5337, New York, US; K. WASSER et al.: "Wire connector" *

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