EP3622588B1 - Verfahren zur montage eines steckers an einer mehradrigen mantelleitung sowie elektrischer stecker - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to the assembly of a multi-core, in particular two-core, sheathed cable to an electrical plug and an electrical plug with a sheathed cable connected to it.
- the second embodiment of the EP 0696827 A2 discloses the preamble of claim 4.
- the invention is based on the object of enabling the simplest possible assembly of a plug with a sheathed cable connected therein and at the same time ensuring a good sealing effect.
- the invention is further solved by an electrical plug with a multi-core sheathed cable connected to it according to claim 4.
- the plug is arranged on a multi-core sheathed cable which extends in a longitudinal direction and has a plurality of cores surrounded by a cable sheath.
- the procedure is such that the sealing element made of a sealing material is first applied to the wires, in particular pushed on.
- the sealing element has an individual feedthrough for each wire through the sealing element.
- the sheathed cable prepared in this way with the arranged sealing element is then inserted from behind into a plug housing of the plug and mounted therein.
- the sealing element is inserted into a rear receptacle of the plug housing until the sealing element lies in the receptacle in a particularly sealing manner.
- the sealing element is preferably moved along the wires into the receptacle.
- a sealing jacket is then attached, which extends from the rear end of the connector housing to the cable jacket.
- the sealing element is a one-piece, i.e. monolithic part, which lies sealingly in the receptacle of the plug housing. Because the sealing element is made in one piece, the sealing element can be manufactured easily and cost-effectively. Furthermore, due to the one-piece nature of the sealing element, a better sealing effect is achieved than, for example, in comparison to a multi-part sealing element.
- the sealing element is first applied to the plurality of wires and then - then after attaching the sealing element - a contact element is attached to the end of each wire, for example crimped.
- the contact elements are used to mount the wires in the plug housing of the plug.
- automated methods are preferably used, through which advantages with regard to the assembly process are achieved. Assembly can be done easier and faster.
- the casing is preferably applied in particular by a casting or spraying process.
- a casting or spraying process for example, known casting or spraying processes are used, which further simplify and accelerate the assembly process.
- the sealing behavior of the sealing element can be influenced by the injection force. This means that the greater the press-in force, the stronger the sealing element is pressed into the receptacle and the better the sealing behavior. Sealing behavior is understood to mean a sealing effect of the sealing element, for example longitudinal watertightness.
- the sealing element is expediently designed in the manner of a cone element, i.e. it tapers in the longitudinal direction.
- the injection process and the associated press-in force improve the sealing effect between the sealing element and the wall of the receptacle on the one hand and between the sealing element and the individual wires on the other hand, so that a reliable seal is guaranteed.
- the cone shape creates a simple geometry of the sealing element, which enables simple production.
- the sealing element generally has a circumferential lateral surface on, whereby this encloses an acute angle to the longitudinal direction. This is, for example, in the range of 5° - 35° and preferably in the range of 10° - 20°.
- the entire lateral surface of the sealing element is preferably smooth and in particular designed without circumferential ribs or grooves.
- the sealing element is generally a prefabricated one-piece component which - apart from the bushings for the individual wires - has no further openings or slots or the like.
- the sealing element is also made of a softer material than the plug housing. In other words, the sealing element has a lower hardness than the plug housing.
- the sealing element has a thermoplastic polyurethane material (TPU material). This has the advantage that the sealing element fits into the plug housing in a form-fitting manner due to the press-in force and thus increases the sealing effect.
- the sealing element By designing the sealing element as a one-piece component, a significantly simplified assembly is achieved in particular. No complicated handling of two half-shells is required. Rather, it is possible to simply slide the sealing element onto the wires. This is conveniently done automatically. The displacement of the sealing element along the wires into the receptacle is also preferably carried out automatically, for example with the help of an auxiliary tool.
- the sealing effect of the sealing element on the one hand to the wall of the receptacle of the plug housing and on the other hand to the individual wires is preferably further influenced and adjusted by the choice of injection pressure during injection molding.
- the sheathed cable is preferably a two-core sheathed cable with two cores.
- Fig. 1 a perspective exploded view of a pre-assembled plug 2 is shown, which is assembled onto a sheathed cable 4.
- the sheathed cable 4 is designed as a two-core sheathed cable with two wires 10 which are surrounded by a cable sheath 12.
- the wires 10 are each stripped of insulation at their front end (i.e. the end with which they are arranged in the plug 2).
- a contact element 14 is attached to the stripped point of the wires 10.
- a sealing element 16, which consists of a soft, elastic plastic material, in particular TPU, is pushed onto the two wires 10.
- the sealing element 16 is designed as a cone element, i.e. has a lateral surface 18 which tapers with respect to a longitudinal direction 20 at an acute angle to this longitudinal direction 20. In order to push the sealing element 16 onto the wires 10, the sealing element 16 has an individual feedthrough 17 for the wires 10.
- the sealing element 16 has an at least approximately oval base area.
- the base area has two opposite rectilinear sections, each connected to one another via a (circular) arc are.
- the base area can also be circular.
- the lateral surface 18 is therefore designed in particular in the manner of a conical lateral surface.
- the plug 2 has a plug housing 6.
- the plug housing 6 is preferably a plastic housing and has a receptacle 22 on its rear end facing the sheathed cable 4, which is designed to receive the sealing element 16.
- this receptacle 22 also has a conical design complementary to the sealing element 16.
- the plug housing 6 has webs 24 or ribs on its outer wall 21 in the area of the receptacle 22.
- the webs 24 are designed all around, with a central web 24 being interrupted in the exemplary embodiment.
- the webs 24 create a positive connection with a casing 8 (cf. Fig. 3 ) is formed, which is effective in and against the longitudinal direction 20.
- the interruption of the middle web 24 also creates a positive connection that is effective in the circumferential direction.
- the webs 24 are delimited by a circumferential collar 26.
- a sprayed or cast-on sheath 8 is applied, which extends to the cable jacket 12 of the sheathed cable and thus ensures a reliable and secure seal.
- Fig. 2 the plug 2 is shown in an assembled state.
- the wires 10 provided with the contact elements 14 were inserted into the plug housing 6.
- the sealing element 16 pushed onto the wires 10 is arranged in the receptacle 22 of the plug housing 6, preferably in a form-fitting manner.
- Fig. 3 the finished plug 2 is shown with the attached sheathed cable 4.
- the plug 2 has the plug housing 6 and a sprayed-on casing 8, which encloses the area into which the sheathed cable 4 is inserted into the plug housing 6.
- the casing 8 extends to the collar 26 and lies against the front side of it. It is poured or sprayed on and is solid. Due to the pressure generated during application, the sealing element 16 is pressed into the receptacle 22 in the longitudinal direction 20, so that the sealing effect is improved.
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Description
- Die Erfindung betrifft die Montage einer mehradrigen, insbesonderen zweiadrigen Mantelleitung an einen elektrischen Stecker sowie einen elektrischen Stecker mit daran angeschlossener Mantelleitung.
- Bei der Konfektionierung von Steckern ist häufig wichtig, eine Abdichtung gegen Eindringen von Feuchtigkeit zuverlässig zu gewährleisten. Hierzu ist es erforderlich, dass die einzelnen Adern zuverlässig abgedichtet werden.
- In der
WO 2014/040699 A1 ist ein elektrischer Stecker mit einer daran angeschlossenen Mantelleitung beschrieben, bei der zu Zwecken der Abdichtung ein konusförmiges, aus zwei Halbschalen bestehendes Dichtelement als Einlegeteil vorgesehen ist, welches zwischen die Adern der Mantelleitung und einer Aufnahme eines Steckergehäuses angeordnet ist. Durch eine anschließende Umspritzung erfolgt eine zuverlässige Abdichtung. - Die zweite Ausführungsform des
EP 0696827 A2 offenbart den Oberbegriff des Anspruchs 4. - Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache Montage eines Steckers mit darin angeschlossener Mantelleitung zu ermöglichen und gleichzeitig eine gute Dichtwirkung zu gewährleisten.
- Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zur Montage eines Steckers mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
- Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.
- Die Erfindung wird weiterhin gelöst durch einen elektrischen Stecker mit einer daran angeschlossenen mehradrigen Mantelleitung gemäß Anspruch 4.
- Die im Hinblick auf das Verfahren aufgeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auf den elektrischen Stecker zu übertragen und umgekehrt.
- Der Stecker ist an einer mehradrigen Mantelleitung angeordnet, die sich in einer Längsrichtung erstreckt und mehrere von einem Leitungsmantel umgeben Adern aufweist.
- Bei der Montage des Steckers wird derart vorgegangen, dass zunächst das Dichtelement aus einem Dichtmaterial auf die Adern aufgebracht, insbesondere aufgeschoben wird. Das Dichtelement weist hierzu für jede Ader eine einzelweise Durchführung durch das Dichtelement auf.
- Anschließend wird die derart vorbereitete Mantelleitung mit dem angeordneten Dichtelement von hinten in ein Steckergehäuse des Steckers eingeführt und in diesem montiert. Hierbei wird das Dichtelement in eine rückseitige Aufnahme des Steckergehäuses eingeführt, bis das Dichtelement insbesondere dichtend in der Aufnahme einliegt. Vorzugsweise wird hierzu das Dichtelement entlang der Adern in die Aufnahme hinein verschoben. Danach erfolgt noch die Anbringung einer abdichtenden Ummantelung, die sich von dem rückseitigen Ende des Steckergehäuses bis zum Leitungsmantel erstreckt.
- Von besonderer Bedeutung bei der erfindungsgemäßen Lösung ist die Ausbildung des Dichtelements als einstückiges, also monolithisches Teil, welches dichtend in der Aufnahme des Steckergehäuses einliegt. Durch die Einstückigkeit des Dichtelements ist eine einfach und kostengünstige Fertigung des Dichtelements erreicht. Weiterhin ist durch die Einstückigkeit des Dichtelements eine bessere Dichtwirkung als beispielsweise im Vergleich zu einem mehrteiligen Dichtelement erreicht.
- Erfindungsgemäß wird zuerst das Dichtelement auf die mehreren Adern aufgebracht und anschließend - anschließend nach dem Anbringen des Dichtelements - endseitig an jeweils eine Ader ein Kontaktelement angebracht, beispielsweise angecrimpt. Mit den Kontaktelementen werden die Adern im Steckergehäuse des Steckers montiert. Hierzu, insbesondere zur Aufbringung des Dichtelements auf die Adern, werden bevorzugt automatisierte Verfahren herangezogen, durch die Vorteile hinsichtlich des Montageablaufs erreicht sind. Die Montage kann einfacher und schneller erfolgen.
- Die Ummantelung wird vorzugsweise insbesondere durch ein Gieß- oder Spritzverfahren aufgebracht. Hierzu werden beispielsweise bekannte Gieß- oder Spritzverfahren herangezogen, welche den Montageprozess weiter vereinfachen und beschleunigen.
- Zweckdienlicherweise wird hierbei, also beim Aufspritzen oder Aufgießen der Ummantelung eine in Längsrichtung gerichtete Einpresskraft ausgeübt, sodass das Dichtelement durch die Einpresskraft in die Aufnahme eingepresst wird. Vorteilhafterweise kann hierdurch ein Dichtverhalten des Dichtelements durch die Einspritzkraft beeinflusst werden. D.h. je größer die Einpresskraft ist, umso stärker wird das Dichtelement in die Aufnahme gepresst und umso besser ist das Dichtverhalten. Unter Dichtverhalten wird hierbei eine Abdichtwirkung des Dichtelements, beispielsweise eine Längswasserdichtigkeit verstanden.
- Das Dichtelement ist zweckdienlicherweise nach Art eines Konuselements ausgebildet, verjüngt sich also in Längsrichtung. Dadurch wird durch den Spritzprozess und der damit verbundenen Einpresskraft die Dichtwirkung einerseits zwischen dem Dichtelement und der Wandung der Aufnahme sowie andererseits zwischen dem Dichtelement und den einzelnen Adern verbessert, sodass eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet ist. Zudem ist durch die Konusform eine einfache Geometrie des Dichtelements ausgebildet, die eine einfache Fertigung ermöglicht.
- Im Hinblick auf die zuverlässige Dichtwirkung ist die spezielle Konusform von besonderer Bedeutung. Das Dichtelement weist allgemein eine umlaufende Mantelfläche auf, wobei diese umlaufend einen spitzen Winkel zur Längsrichtung einschließt. Dieser liegt beispielsweise im Bereich von 5°- 35° und vorzugsweise im Bereich von 10° - 20°. Die gesamte Mantelfläche des Dichtelements ist vorzugsweise glatt und insbesondere ohne umlaufende Rippen oder Nuten ausgebildet.
- Bei dem Dichtelement handelt es sich allgemein um ein vorgefertigtes einstückiges Bauteil, welches - bis auf die Durchführungen für die einzelnen Adern - keine weiteren Öffnungen oder Schlitze oder dergleichen aufweist.
- Das Dichtelement ist darüber hinaus aus einem weicheren Material als das Steckergehäuse ausgebildet. Mit anderen Worten weist das Dichtelement eine geringere Härte auf als das Steckergehäuse. Das Dichtelement weist ein Thermoplastisches Polyurethan Material (TPU-Material) auf. Dies hat den Vorteil, dass sich das Dichtelement durch die Einpresskraft formschlüssig in das Steckergehäuse einfügt und somit die Dichtwirkung erhöht.
- Durch die Ausgestaltung des Dichtelements als einstückiges Bauteil ist insbesondere eine deutlich vereinfachte Montage erzielt. Es ist keine aufwendige Handhabung von zwei Halbschalen erforderlich. Vielmehr ist ein einfaches Aufschieben des Dichtelements auf die Adern ermöglicht. Dies erfolgt zweckdienlicherweise automatisiert. Auch das Verschieben des Dichtelements entlang der Adern in die Aufnahme hinein erfolgt vorzugsweise automatisiert, beispielsweise mit Hilfe eines Hilfswerkzeugs.
- Insgesamt ist hierdurch eine automatisierte Montage des Steckers ermöglicht. Die Dichtwirkung des Dichtelements einerseits zur Wandung der Aufnahme des Steckergehäuses und andererseits zu den einzelnen Adern wird vorzugsweise weiterhin durch die Wahl des Einspritzdrucks beim Spritzgießen beeinflusst und eingestellt.
- Vorzugsweise handelt es sich bei der Mantelleitung um eine zweiadrige Mantelleitung mit zwei Adern.
- Eine Ausführungsvariante wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen in teilweise vereinfachten Darstellungen:
- Fig. 1:
- Eine perspektivische Darstellung einer Mantelleitung mit angebrachtem Dichtelement sowie angebrachten Kontaktelementen vor der Montage in ein Steckergehäuse,
- Fig. 2:
- die in der
Figur 1 dargestellten Komponenten, nach dem die Kontaktelemente sowie das Dichtelement in das Steckergehäuse eingeschoben wurden, sowie - Fig. 3:
- den endgefertigten Stecker mit angeschlagener Mantelleitung mit einer aufgespritzten Ummantelung.
- In
Fig. 1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines vorkonfektionierten Steckers 2 dargestellt, der an eine Mantelleitung 4 konfektioniert wird. - Die Mantelleitung 4 ist im Ausführungsbeispiel als eine zweiadrige Mantelleitung ausgebildet mit zwei Adern 10, die von einem Leitungsmantel 12 umgeben sind. An ihrem vorderen Ende (also dem Ende, mit dem sie in dem Stecker 2 angeordnet sind) sind die Adern 10 jeweils abisoliert. An die abisolierte Stelle der Adern 10 ist ein Kontaktelement 14 angebracht. Auf die beiden Adern 10 ist ein Dichtelement 16 aufgeschoben, welches aus einem weichen, elastischen Kunststoffmaterial, insbesondere TPU besteht. Das Dichtelement 16 ist als ein Konuselement ausgebildet, weist also eine Mantelfläche 18 auf, die sich bezüglich einer Längsrichtung 20 unter einem spitzen Winkel zu dieser Längsrichtung 20 verjüngt. Um das Dichtelement 16 auf die Adern 10 aufzuschieben, weist das Dichtelement 16 eine einzelweise Durchführung 17 für die Adern 10 auf.
- Im Ausführungsbeispiel weist das Dichtelement 16 eine zumindest angenähert ovale Grundfläche auf. Die Grundfläche weist hierzu zwei gegenüberliegende geradlinige Abschnitte auf, die jeweils über einen (kreis-) Bogen miteinander verbunden sind. Alternativ hierzu kann die Grundfläche auch kreisförmig sein. Die Mantelfläche 18 ist daher insbesondere nach Art einer Kegelmantelfläche ausgebildet.
- Zudem weist der Stecker 2 ein Steckergehäuse 6 auf. Das Steckergehäuse 6 ist vorzugsweise ein Kunststoffgehäuse und weist auf seinem rückseitigen, zur Mantelleitung 4 gerichteten Ende eine Aufnahme 22 auf, die zur Aufnahme des Dichtelements 16 ausgebildet ist. Speziell weist diese Aufnahme 22 ebenfalls eine konische Ausgestaltung komplementär zum Dichtelement 16 auf.
- Wie weiterhin anhand der
Fig. 1 zu erkennen ist, weist das Steckergehäuse 6 im Bereich der Aufnahme 22 an seiner Außenwandung 21 Stege 24 oder Rippen auf. Die Stege 24 sind umlaufend ausgebildet, wobei im Ausführungsbeispiel ein mittlerer Steg 24 unterbrochen ist. Durch die Stege 24 ist eine formschlüssige Verbindung mit einer Ummantelung 8 (vgl.Fig. 3 ) ausgebildet, die in und entgegen der Längsrichtung 20 wirksam ist. Ergänzend ist durch die Unterbrechung des mittleren Stegs 24 auch eine in Umfangsrichtung wirksame formschlüssige Verbindung ausgebildet. - In Längsrichtung 20 zum vorderen Ende betrachtet, werden die Stege 24 von einem umlaufenden Kragen 26 begrenzt. Auf diesem rückwärtigen Bereich mit den umlaufenden Stegen 24 bis zum Kragen 26 wird - wie anhand der
Fig. 3 zu erkennen ist - eine aufgespritzte oder aufgegossene Ummantelung 8 aufgebracht, die sich bis zum Leitungsmantel 12 der Mantelleitung erstreckt und somit eine zuverlässige und sichere Abdichtung gewährleistet. - In
Fig. 2 ist der Stecker 2 in einem zwischen konfektionierten Zustand gezeigt. Hierzu wurden die mit den Kontaktelementen 14 versehenen Adern 10 in das Steckergehäuse 6 eingebracht. Das auf die Adern 10 aufgeschobene Dichtelement 16 ist hierbei in der Aufnahme 22 des Steckergehäuses 6, vorzugsweise formschlüssig angeordnet. - In
Fig. 3 ist der endgefertigte Stecker 2 mit der angeschlagenen Mantelleitung 4 dargestellt. Der Stecker 2 weist dabei das Steckergehäuse 6 sowie eine aufgespritzte Ummantelung 8 auf, die den Bereich, in den die Mantelleitung 4 in das Steckergehäuse 6 eingeführt ist, umschließt. Die Ummantelung 8 reicht bis zu dem Kragen 26 und liegt an diesem stirnseitig an. Sie wird aufgegossen oder aufgespritzt und ist massiv ausgebildet. Durch den beim Aufbringen erzeugten Druck wird das Dichtelement 16 in Längsrichtung 20 in die Aufnahme 22 eingedrückt, so dass die Dichtungswirkung verbessert wird. -
- 2
- Stecker
- 4
- Mantelleitung
- 6
- Steckergehäuse
- 8
- Ummantelung
- 10
- Ader
- 12
- Leitungsmantel
- 14
- Kontaktelement
- 16
- Dichtelement
- 18
- Mantelfläche
- 20
- Längsrichtung
- 21
- Außenwandung
- 22
- Aufnahme
- 24
- Stege
- 26
- Kragen
Claims (7)
- Verfahren zur Montage eines elektrischen Steckers (2) an einer mehradrigen Mantelleitung (4), die sich in einer Längsrichtung (20) erstreckt und mehrere von einem Leitungsmantel (12) umgebene Adern (10) aufweist, wobei- ein Dichtelement (16) aus einem Dichtmaterial auf die mehreren Adern (10) aufgebracht wird, wobei das Dichtelement (16) ein massives, einstückiges und ungeschlitztes Bauteil ist und für jede der Adern (10) eine einzelweise Durchführung (17) durch das Dichtmaterial aufweist, wobei- das Dichtelement (16) auf die mehreren Adern (10) aufgeschoben wird,- anschließend endseitig an die jeweiligen Adern (10) ein Kontaktelement (14) angebracht wird.- nachfolgend die Adern (10) in ein Steckergehäuse (6) montiert werden, wobei das Steckergehäuse (6) an seinem rückseitigen Ende eine Aufnahme (22) aufweist und das Dichtelement (16) in die Aufnahme (22) eingeschoben wird und hierzu entlang der Adern (10) verschoben wird, so dass das Dichtelement (16) dichtend in der Aufnahme (22) einliegt,- eine abdichtende Ummantelung (8) aufgebracht wird, die sich vom rückseitigen Ende des Steckergehäuses (6) bis zum Leitungsmantel (12) erstreckt, wobei- Fertigung des Dichtelements, so dass das Dichtelement (16) sich in Längsrichtung konisch verjüngt,- Fertigung der Aufnahme, so dass die Aufnahme (22) komplementär zum Dichtelement (16) eine konische Ausgestaltung aufweist,- Fertigung des Dichtelements, so dass das Dichtelement (16) weicher als das Steckergehäuse (6 ist,- Fertigung des Dichtelements aus einem Thermoplastischen Polyurethan Material, TPU.
- Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Ummantelung (8) aufgespritzt wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem beim Aufspritzen der Ummantelung (8) eine in Längsrichtung (20) gerichtete Einpresskraft auf das Dichtelement (16) ausgeübt wird, so dass dieses in die Aufnahme (22) eingepresst wird.
- Elektrischer Stecker (2) hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer daran angeschlossenen, mehradrigen Mantelleitung (4), die sich in einer Längsrichtung (20) erstreckt und mehrere von einem Leitungsmantel (12) umgebene Adern (10) aufweist, mit- einem Steckergehäuse (6), das an seinem rückseitigen Ende eine Aufnahme (22) aufweist, durch die die Adern (10) in das Steckergehäuse (6) eingeführt sind- Kontaktelementen (14), die endseitig an eine jeweilige Ader (10) angeschlagen sind und die im Steckergehäuse (6) angeordnet sind,- einer abdichtenden Ummantelung (6), die vom rückseitigen Ende des Steckergehäuses (6) bis zum Leitungsmantel (12) reicht, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aufnahme (22) ein einstückiges und ungeschlitztes Dichtelement (16) aus einem Dichtmaterial einliegt, wobei die Adern (10) einzelweise durch das Dichtmaterial hindurchgeführt sind, wobei- das Dichtelement (16) sich in Längsrichtung konisch verjüngt- die Aufnahme (22) komplementär zum Dichtelement (16) eine konische Ausgestaltung aufweistdadurch gekennzeichnet, dassdas Dichtelement (16) weicher als das Steckergehäuse (6 ist, und dassdas Dichtelement (16) aus einem Thermoplastischen Polyurethan Material, TPU, gefertigt ist.
- Stecker (2) nach Anspruch 4, bei dem das Dichtelement (16) eine Mantelfläche (18) aufweist, die umlaufend spitzwinklig zur Längsrichtung (20) ausgerichtet ist, wobei die gesamte Mantelfläche (18) des Dichtelements (16) vorzugsweise glatt und insbesondere ohne umlaufende Rippen oder Nuten ausgebildet ist.
- Stecker (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 5, bei dem die Ummantelung (8) als ein Gieß- oder Spritzbauteil ausgebildet ist und am Dichtelement (16) anliegt und auf dieses eine Kraftkomponente in Längsrichtung (20) ausübt.
- Stecker (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem es sich um eine zweiadrige Mantelleitung (4) mit zwei Adern (10) handelt.
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