WO2012107179A1 - Electrical connecting element - Google Patents
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Definitions
- Electrically conductive cables usually have at least one conductor, which is wrapped with an insulation made of a plastic material. If the conductor of the cable is to be connected to a plug contact, it is necessary to remove the insulation with a tool and to frictionally couple the conductor of the cable with the plug contact, which can of course be designed both as a plug and as a socket. which often takes place in practice by means of a clamping screw and is associated with a considerable amount of time.
- the made of plastic clamping element has an external thread, which corresponds to an internal thread of the support element, and is provided with an acting on the insulation of the cable, acting in the axial direction entrainment, the cable during the Screwing the clamping element in the support member in the direction of the plug contact or the socket entrains and at the same time forms a strain relief.
- the clamping element can be produced by injection molding.
- the particular axially acting entrainment for the cable may include a cutting edge or barbs and slightly penetrate the insulation of the cable.
Landscapes
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- Connections By Means Of Piercing Elements, Nuts, Or Screws (AREA)
Abstract
An electrical connecting element comprises a carrier element (1) for receiving a contact element (2) which can be connected to an insulated cable (3) by means of a clamping element (4) which retains the cable (3) and which is axially screwed with the carrier element (1). The contact element (2) comprises a guide sleeve (10) which receives the end of the cable (3), into which guide sleeve a cutting element (11) cutting an insulation element (8) of the cable (3) open or a mandrel (12) penetrating the center of the cable (3) projects.
Description
Elektrisches Verbindungselement Electrical connection element
Beschreibung description
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Verbindungselement mit einem Tragelement zur Aufnahme eines Kontaktelementes, das mit einem isolierten Kabel dadurch verbindbar ist, dass ein das Kabel halterndes Klemmelement a- xial mit dem Tragelement zu verschrauben ist. The invention relates to an electrical connection element with a support element for receiving a contact element, which is connectable to an insulated cable in that a cable-holding clamping element is a-xial with the support member to screw.
Elektrisch leitende Kabel verfügen in der Regel über mindestens einen Leiter, der mit einer Isolierung aus einem Kunststoffmaterial umhüllt ist. Soll der Leiter des Kabels mit einem Steckkontakt verbunden werden, ist es erforder- lieh, die Isolierung mit einem Werkzeug zu entfernen und den Leiter des Kabels kraftschlüssig mit dem Steckkontakt, der selbstverständlich sowohl als Stecker als auch als Buchse ausgebildet sein kann, zu koppeln, was in der Praxis häufig mittels einer Klemmschraube erfolgt und mit einem erheblichen Zeitaufwand verbunden ist. Electrically conductive cables usually have at least one conductor, which is wrapped with an insulation made of a plastic material. If the conductor of the cable is to be connected to a plug contact, it is necessary to remove the insulation with a tool and to frictionally couple the conductor of the cable with the plug contact, which can of course be designed both as a plug and as a socket. which often takes place in practice by means of a clamping screw and is associated with a considerable amount of time.
Die DE 10 2008 014 398 AI beschreibt eine Leiteranschlusseinrichtung, zum Anschluss eines Anschlussleiters an einen Hauptleiter, die ein mehrteiliges Gehäuse umfasst, wobei ein Teil des Gehäuses durch eine Kontakteinrichtung gebildet wird, die in einer KontaktStellung für ein geschlosse- DE 10 2008 014 398 A1 describes a conductor connection device for connecting a connecting conductor to a main conductor, which comprises a multi-part housing, wherein a part of the housing is formed by a contact device, which in a contact position for a closed
BESTÄTIGUNGSKOPIE
nes Gehäuse sorgt. Eine Kontaktaufnahmeeinrichtung ist schwenkbar mit einer Leitaufnahmevorrichtung verbunden. Die Kontakteinrichtung kann per Hand oder mit einem Werkzeug von einer geöffneten Stellung in die Kontaktstellung ver- schwenkt werden, wobei wenigstens ein Kontaktstift die Isolationsschicht des Hauptleiters bei der Schwenkbewegung durchsticht . CONFIRMATION COPY ensures a housing. A contact receiving device is pivotally connected to a Leitaufnahmevorrichtung. The contact device can be pivoted by hand or with a tool from an open position to the contact position, wherein at least one contact pin pierces the insulating layer of the main conductor during the pivoting movement.
Weiterhin offenbart die WO 99/60669 eine Verbindungsvor- richtung für isolierte Kabel, die im Wesentlichen aus mehreren miteinander schwenkbar verbundenen Gehäuseteilen besteht, wobei in eines der Gehäuseteile die zu verbindenden Kabel eingelegt werden. Beim Schließen des Gehäuses mittels einer Schwenkbewegung wird die Isolation der Kabel von na- del-förmigen Kontaktstiften durchdrungen, die einem der Gehäuseteile zugeordnet sind und eine elektrische Verbindung herstellen. Furthermore, WO 99/60669 discloses a connection device for insulated cables, which consists essentially of a plurality of mutually pivotally connected housing parts, wherein in one of the housing parts, the cables to be connected are inserted. When closing the housing by means of a pivoting movement, the insulation of the cables is penetrated by needle-shaped contact pins, which are assigned to one of the housing parts and establish an electrical connection.
Darüber hinaus ist aus der EP 0 083 738 Bl ein Kabelan- schluss zur elektrischen Kontaktierung eines mehradrigen Kabels bekannt, bei dem der Kraftaufwand für das gleichzeitige Eindrücken der Enden von Schneidklemmen in die Kabelandern durch eine kombinierte Dreh-Schubbewegung reduziert wird. Die Schneidklemmen sind in axial ausgerichtete Nuten eingesetzt, in die auch die Kabeladern eingeführt werden . Moreover, EP 0 083 738 B1 discloses a cable connection for making electrical contact with a multi-core cable, in which the force required for the simultaneous pressing in of the ends of insulation displacement terminals into the cable edges is reduced by a combined rotary push movement. The insulation displacement terminals are inserted in axially aligned grooves into which the cable cores are inserted.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein elektrisches Verbindungs- element der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem bei einer einfachen Handhabung eine elektrisch leitfähige Verbindung herstellbar ist .
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Kontaktelement eine das Kabel endseitig aufnehmende Führungshülse umfasst, in die entweder ein eine Isolierung des Kabels aufschneidendes Schneidelement oder ein in das Zentrum des Kabels eindringender Dorn ragt . It is an object of the invention to provide an electrical connection element of the type mentioned, with an easy-handling an electrically conductive connection can be produced. According to the invention the object is achieved in that the contact element comprises a cable end receiving guide sleeve into which projects either a cutting an insulation of the cable cutting element or a penetrating into the center of the cable mandrel.
Ein derart ausgestaltetes Verbindungselement ermöglicht eine elektrische Kontaktierung eines Leiters des Kabels, ohne vorherige Entfernung der Isolierung. Im Weiteren ist es nicht erforderlich, die Kontakthülse, wie aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise mittels eines Krimp- Werkzeugs zu quetschen, damit das Schneidelement bzw. der Dorn die Isolierung durchdringt. Such configured connecting element allows electrical contacting of a conductor of the cable, without prior removal of the insulation. Furthermore, it is not necessary to squeeze the contact sleeve, as known from the prior art, for example by means of a crimping tool, so that the cutting element or the mandrel penetrates the insulation.
Das Kabel wird zunächst durch das Klemmelement geführt und mit seinem freien Ende in die Führungshülse eingeschoben. Beim anschließenden verschrauben des Klemmelementes mit dem Tragelement wird das Kabel axial verlagert und die Schneideelemente durchschneiden die Isolierung bzw. der Dorn dringt stirnseitig in das Kabel ein und es wird eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Leiter des Kabels und dem Kontaktelement hergestellt. Durch die Gestaltung der Schraubverbindung, insbesondere durch die Bemessung er Gewindesteigung, wird festgelegt, wie viel Umdrehungen das Klemmelement relativ zu dem Tragelement verdreht werden muss, um die erforderliche axiale Verlagerung des Kabels zu realisieren, wobei zu beachten ist, dass mit zunehmender Gewindesteigung eine Erhöhung der Kraft bzw. des Drehmomentes einhergeht .
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ohne zusätzliches Werkzeug zuverlässig eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Kontaktelement und dem elektrischen Kabel herstellbar ist. The cable is first passed through the clamping element and inserted with its free end in the guide sleeve. During subsequent screwing of the clamping element with the support member, the cable is displaced axially and the cutting elements cut through the insulation or the mandrel penetrates the front end into the cable and it is made an electrically conductive connection between the conductor of the cable and the contact element. The design of the screw, in particular by the design he pitch, it is determined how many turns the clamping element must be rotated relative to the support member to realize the required axial displacement of the cable, it should be noted that with increasing thread pitch an increase the force or the torque is associated. The advantage of the invention is that without an additional tool reliably an electrically conductive connection between the contact element and the electrical cable can be produced.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche . Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Um ein für einen Monteur leicht handhabbares Verbindungs- element bereitzustellen, ist bevorzugt das metallische Kontaktelement einstückig mit dem im Spritzgussverfahren aus Kunststoff gefertigten Tragelement verbunden, und, insbesondere einteilig, mit einem stirnseitig aus dem Tragelement herausragenden Steckkontakt oder einer Steckbuchse verbunden. Demnach muss der Monteur neben dem Kabel lediglich zwei Einzelteile, nämlich das Klemmelement und das Tragelement mit dem darin festgelegten Kontaktelement handhaben. Um mit dem in den, vorzugsweise mehrere Litzen umfassenden, Leiter des Kabels eindringenden Dorn eine zuverlässige elektrische Kontaktierung zu erzielen, ist zweckmäßigerweise der Dorn koaxial zu der Führungshülse des Kontaktelementes sowie des Steckkontaktes bzw. der Steckbuchse ausge- richtet. In order to provide a connection element which is easy to handle for a fitter, the metallic contact element is preferably integrally connected to the support element made of plastic by injection molding, and, in particular in one piece, connected to a plug contact or a socket protruding from the support element at the end face. Accordingly, the fitter next to the cable only two items, namely the clamping element and the support member handle with the contact element defined therein. In order to achieve reliable electrical contacting with the mandrel, which preferably comprises a plurality of wires, the mandrel is expediently aligned coaxially with the guide sleeve of the contact element and with the plug contact or socket.
In weiterer Ausgestaltung weist das aus Kunststoff gefertigte Klemmelement ein Außengewinde auf, das zu einem Innengewinde des Tragelementes korrespondiert, und mit einer an der Isolierung des Kabels angreifenden, in axialer Richtung wirkenden Mitnahme versehen ist, die das Kabel beim
Einschrauben des Klemmelementes in das Tragelement in Richtung des Steckkontaktes bzw. der Steckbuchse mitnimmt und gleichzeitig eine Zugentlastung bildet. Das Klemmelement kann im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Die insbe- sondere axial wirkende Mitnahme für das Kabel kann eine Schneidkante oder Widerhaken umfassen und geringfügig in die Isolierung des Kabels eindringen. In a further embodiment, the made of plastic clamping element has an external thread, which corresponds to an internal thread of the support element, and is provided with an acting on the insulation of the cable, acting in the axial direction entrainment, the cable during the Screwing the clamping element in the support member in the direction of the plug contact or the socket entrains and at the same time forms a strain relief. The clamping element can be produced by injection molding. The particular axially acting entrainment for the cable may include a cutting edge or barbs and slightly penetrate the insulation of the cable.
Zur seriellen Fertigung besteht vorzugsweise das Kontakt- element aus einem Blech und ist aus zwei Teilen zusammengesetzt, von denen jedes ein in Richtung des Zentrums weisendes Schneidelement aufweist, wobei die Schneidelemente durch Freistanzen und Prägen sowie entsprechendes Umformen des Bleches gebildet sind. Bei dieser Fertigung kann auch eine Schneidkante erzeugt werden, falls dies aufgrund der Dicke des Bleches erforderlich wird, um die Isolierung mit einer verhältnismäßig geringen Kraft aufzutrennen. Zweckmäßigerweise sind die beiden Teile des Kontaktelementes an ihren aneinander liegenden Rändern mit Vorsprüngen und dazu korrespondierende Ausnehmungen zur gegenseitigen Fixierung versehen. For serial production, the contact element preferably consists of a sheet metal and is composed of two parts, each of which has a pointing in the direction of the center cutting element, wherein the cutting elements are formed by free punching and embossing and corresponding forming of the sheet. In this fabrication, a cutting edge may also be produced, if required by the thickness of the sheet, to sever the insulation with a relatively small force. Appropriately, the two parts of the contact element are provided at their adjacent edges with projections and corresponding recesses for mutual fixation.
Es ist ersichtlich, dass ein solches Verbindungselement auf allen Gebieten der Technik einsetzbar ist. Insbesondere sind derartige Verbindungselemente zur Verwendung bei Pho- tovoltaik-Anlagen, vorzugsweise im der Witterung ausgesetzten Außenbereich, benutzbar. Mit derartigen Verbindungselementen ist die Montage einer Photovoltaikanlage auf wesentlich erleichtert, da zur Herstellung elektrisch leitfähiger Verbindungen keine zusätzlichen Werkzeuge mitgeführt werden müssen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert. It will be appreciated that such a connector can be used in all fields of technology. In particular, such connecting elements for use in photovoltaic systems, preferably in the outdoor area exposed to weathering, usable. With such fasteners, the installation of a photovoltaic system is much easier, since no additional tools must be carried to make electrically conductive connections. It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations. The scope of the invention is defined only by the claims.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand zweier Ausführungs- beispiele unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: The invention will be explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. It shows:
Fig.l eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Verbindungselementes mit einem elektrischen Kabel, 1 shows an illustration of a connecting element according to the invention with an electrical cable,
Fig.2 eine Schnittdarstellung des Verbindungselementes gemäß der Linie II-II mit einem ersten Kontaktelement, 2 is a sectional view of the connecting element according to the line II-II with a first contact element,
Fig.3 eine Darstellung eines alternativen Kontaktelernen- tes des Verbindungselementes und A representation of an alternative Kontaktelernen- tes of the connecting element and
Fig.4 eine Seitenansicht des Kontaktelementes nach Fig. 4 shows a side view of the contact element according to FIG.
2. Second
Das elektrische Verbindungselement umfasst ein Tragelement 1 zur Aufnahme eines Kontaktelementes 2, wobei das Tragelement 1 mit einem ein elektrisches Kabel 3 halternden Klemmelement 4 axial zu verschrauben ist. The electrical connection element comprises a support element 1 for receiving a contact element 2, wherein the support element 1 is to be screwed axially with a clamping element 4 holding an electrical cable 3.
Das Klemmelement 4 ist aus Kunststoff im Spritzgussverfahren gefertigt und mit einem Außengewinde 5 versehen, das zu einem Innengewinde 6 des Tragelementes 1 korrespondiert. Am freien Ende des Klemmelementes 4 ist eine in axialer Rieh-
tung wirkende Mitnahme 7 vorgesehen, die eine den Freien Durchmesser für die Isolierung 8 des Kabels 3 bestimmende Kante 9 aufweist, die geringfügig in die Isolierung 8 des Kabels 3 eindringt. Die Mitnahme 7 verlagert das Kabel 3 beim Verschrauben des Das Klemmelementes 4 mit dem Tragelement 1 in Richtung des Tragelementes 1 und bildet darüber hinaus eine Zugentlastung für das Kabel 3. The clamping element 4 is made of plastic by injection molding and provided with an external thread 5, which corresponds to an internal thread 6 of the support element 1. At the free end of the clamping element 4 is an in axial Rieh- tion acting carrier 7 provided, which has a free diameter for the insulation 8 of the cable 3 determining edge 9, which penetrates slightly into the insulation 8 of the cable 3. The driving 7 moves the cable 3 when screwing the The clamping element 4 with the support member 1 in the direction of the support member 1 and also forms a strain relief for the cable. 3
Das metallische Kontaktelement 2 ist einstückig mit dem im Spritzgussverfahren aus Kunststoff gefertigten Tragelement 1 verbunden und weist eine das Kabel 3 endseitig aufnehmende Führungshülse 10 auf, in die entweder die Isolierung 8 des Kabels 3 aufschneidende Schneidelemente 11 oder ein in das Zentrum des Kabels 3 eindringender Dorn 12 ragt. Am freien Ende des Tragelementes 1 ist das Kontaktelement 2 mit einem stirnseitig aus dem Tragelement 1 herausragenden Steckkontakt 13 oder einer Steckbuchse 14 versehen. The metallic contact element 2 is integrally connected to the injection-molded plastic support member 1 and has a cable 3 end receiving guide sleeve 10, in which either the insulation 8 of the cable 3 cutting cutting elements 11 or penetrating into the center of the cable 3 mandrel 12 sticks out. At the free end of the support element 1, the contact element 2 is provided with a front side protruding from the support member 1 plug contact 13 or a female connector 14.
Gemäß den Fig. 3 und 4 besteht das Kontaktelement 2 aus ei- nem Blech und ist aus zwei Teilen 15 zusammengesetzt, von denen jedes ein in Richtung des Zentrums weisendes Schneidelement 11 aufweist, wobei die Schneidelemente 11 durch Freistanzen und Prägen sowie entsprechendes Umformen des Bleches gebildet sind. Im Weiteren sind die beiden Teile 15 des Kontaktelementes 2, die Abschnittsweise die Führungshülse 10 für das Kabel 3 bilden, randseitig mit Vorsprüngen 16 und dazu korrespondierende Ausnehmungen 17 zur gegenseitigen Fixierung versehen. Bei der Montage wird das Kabel 3 soweit in das lose mit dem Tragelement 1 verschraubte Klemmelement 4 eingeschoben, bis
das Kabel 3 in der Führungshülse 10 einliegt und axial nicht weiter in Richtung des Tragelementes 1 verschoben werden kann. Anschließend erfolgt das Verschrauben des Klemmelementes 4 mit dem Tragelement 1, wobei das Kabel 3 axial verlagert wird und entweder die Schneidelemente 11 die Isolierung 8 des Kabels 3 durchschneiden, um einen von der Isolierung 8 umhüllten Leiter 18 des Kabels 3 elektrisch zu kontaktieren oder der Dorn 12 stirnseitig in das Kabel 3 eindringt, um den Leiter 18 elektrisch zu kontak- tieren.
According to FIGS. 3 and 4, the contact element 2 consists of a sheet metal and is composed of two parts 15, each of which has a pointing in the direction of the center cutting element 11, wherein the cutting elements 11 by free punching and embossing and corresponding forming of the sheet are formed. In addition, the two parts 15 of the contact element 2, which form part of the guide sleeve 10 for the cable 3, provided at the edge with projections 16 and corresponding recesses 17 for mutual fixation. During assembly, the cable 3 is inserted into the loose with the support member 1 screwed clamping element 4, until the cable 3 rests in the guide sleeve 10 and axially can not be moved further in the direction of the support element 1. Subsequently, the screwing of the clamping element 4 takes place with the support element 1, wherein the cable 3 is axially displaced and either the cutting elements 11 cut through the insulation 8 of the cable 3 to electrically contact a conductor 18 of the cable 3 covered by the insulation 8 or the mandrel 12 frontally penetrates into the cable 3 to contact the conductor 18 electrically.
Claims
Elektrisches Verbindungselement mit einem Tragelement (1) zur Aufnahme eines Kontaktelementes (2) , das mit einem isolierten Kabel (3) dadurch verbindbar ist, dass ein das Kabel (3) halterndes Klemmelement (4) a- xial mit dem Tragelement (1) zu verschrauben ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (2) eine das Kabel (3) endseitig aufnehmende Führungshülse (10) umfasst, in die entweder ein eine Isolierung (8) des Kabels (3) aufschneidendes Schneidelement (11) oder ein in das Zentrum des Kabels (3) eindringender Dorn ( 12 ) ragt . Electrical connecting element with a support element (1) for receiving a contact element (2), which can be connected to an insulated cable (3) in that a clamping element (4) holding the cable (3) is axially connected to the support element (1). is screwed, characterized in that the contact element (2) comprises a guide sleeve (10) which receives the end of the cable (3), into which either a cutting element (11) which cuts open an insulation (8) of the cable (3) or a cutting element into the center The thorn (12) penetrating the cable (3) protrudes.
Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Kontaktelement (2) einstückig mit dem im Spritzgussverfahren aus Kunststoff gefertigten Tragelement (1) verbunden, und, insbesondere einteilig, mit einem stirnseitig aus dem Tragelement (1) herausragenden Steckkontakt (13) oder einer Steckbuchse (14) verbunden ist. Connecting element according to claim 1, characterized in that the metallic contact element (2) is connected in one piece to the support element (1) made of plastic by injection molding, and, in particular in one piece, with a plug contact (13) protruding from the end face of the support element (1) or one Socket (14) is connected.
Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (12) koaxial zu der Führungshülse (10) des Kontaktelementes Connecting element according to claim 1 or 2, characterized in that the mandrel (12) is coaxial with the guide sleeve (10) of the contact element
(2) sowie des Steckkontaktes (13) bzw. der Steckbuchse (14) ausgerichtet ist. (2) and the plug contact (13) or the socket (14) are aligned.
Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das aus Kunststoff gefertigte Connecting element according to claim 1 or 2, characterized in that it is made of plastic
Klemmelement (4) ein Außengewinde (5) aufweist, das zu
einem Innengewinde (6) des Tragelementes (1) korrespondiert, und mit einer an der Isolierung (8) des Kabels (3) angreifenden, in axialer Richtung wirkenden Mitnahme (7) versehen ist, die das Kabel Clamping element (4) has an external thread (5) which is too corresponds to an internal thread (6) of the support element (1), and is provided with a driver (7) which acts on the insulation (8) of the cable (3) and acts in the axial direction, which the cable
(3) beim Einschrauben des Klemmelementes (3) when screwing in the clamping element
(4) in das Tragelement (1) in Richtung des Steckkontaktes (13) bzw. der (4) into the support element (1) in the direction of the plug contact (13) or the
Steckbuchse (14) mitnimmt und gleichzeitig eine Zugentlastung bildet. takes the socket (14) with it and at the same time forms a strain relief.
5. Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (2) aus einem Blech besteht und aus zwei Teilen (15) zusammengesetzt ist, von denen jedes ein in Richtung des Zentrums weisendes Schneidelement (11) aufweist, wobei die 5. Connecting element according to claim 1 or 2, characterized in that the contact element (2) consists of a sheet metal and is composed of two parts (15), each of which has a cutting element (11) pointing in the direction of the center, the
Schneidelemente (11) durch Freistanzen und Prägen sowie entsprechendes Umformen des Bleches gebildet sind. Cutting elements (11) are formed by punching and embossing as well as corresponding shaping of the sheet metal.
6. Verbindungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile (15) des Kontaktelementes (2) an ihren aneinander liegenden Rändern mit Vorsprüngen (16) und dazu korrespondierende Ausnehmungen (17) zur gegenseitigen Fixierung versehen sind. 6. Connecting element according to claim 5, characterized in that the two parts (15) of the contact element (2) are provided on their adjacent edges with projections (16) and corresponding recesses (17) for mutual fixation.
7. Photovoltaik-Anlage umfassend ein Verbindungselement nach Anspruch 1.
7. Photovoltaic system comprising a connecting element according to claim 1.
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