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Die Erfindung betrifft einen einsteckbaren Batteriepack für ein Elektrowerkzeug, mit einer mechanischen Kodierung eines Kodiersystems für ein Zusammenwirken mit einer dem Elektrowerkzeug zugeordneten, mechanischen Gegenkodierung des Kodiersystems, wobei sich die Kodierung in Einsteckrichtung des Batteriepacks erstreckt.
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In der
DE 68923304 T2 ist eine Batterieeinheit mit einem „Code-Sperr-System“ zur Standardiiserung einer Anschlussanordnung der Batterieeinheiten beschrieben
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Zur Sicherstellung der Zuordnung des passenden Batteriepacks zum Elektrowerkzeug ist es bekannt, mechanische Kodiersysteme einzusetzen, die das Einstecken und elektrische Anschließen des Batteriepacks nur dann zulassen, wenn der Batteriepack eine Kodierung aufweist, die mit der Gegenkodierung des Elektrowerkzeugs korrespondiert. Die bisherigen Kodierlösungen haben jedoch den Nachteil, dass beim Aufbringen hinreichend großer, insbesondere unzulässig großer Einsteckkräfte die mechanischen Kodierungselemente durch Seitenauslenkung zerstört oder „überdrückt“ werden können, sodass auch nicht vorgesehene Batteriepacks in den Aufnahmeschacht des Elektrowerkzeugs eingebracht werden können. Unter „Batteriepack“ ist im Zuge dieser Anmeldung ein vorzugsweise aus mehreren Zellen bestehendes Akkumulatorenpaket zu verstehen, das für den Betrieb des Elektrowerkzeugs die Energie liefert und austauschbar in einer Kammer oder dergleichen des Elektrowerkzeugs aufgenommen ist. Das Zuordnen des Batteriepacks zum Elektrowerkzeug erfolgt durch Einstecken beziehungsweise Einschieben. Ist die Energie des Batteriepacks verbraucht, so kann er entnommen und einer Ladestation zugeführt werden. Stehen mehrere Batteriepäcke zur Verfügung, so ist es möglich, den entladenen Batteriepack aus dem Elektrowerkzeug zu entnehmen und gegen einen geladenen auszutauschen. Um nun bei einem Austausch oder bei einer Wiederzuordnung zu verhindern, dass ein falscher Batteriepack dem Elektrowerkzeug zugeordnet wird, was insbesondere dann erfolgen könnte, wenn mehrere verschiedene Batteriepäcke für verschiedene elektrische Geräte zur Verfügung stehen, ist ein sicheres und im Wesentliches nicht manipulierbares
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Kodiersystem erforderlich. Auch soll ein derartiges Kodiersystem unzulässige Batteriepäcke ausschließen, die dem Elektrowerkzeug nicht zugeordnet werden sollen.
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Aufgrund der Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass Fehlmanipulationen, also die Zuordnung von nicht zulässigen Batteriepäcken zu dem Elektrowerkzeug dadurch vermieden sind, dass die Kodierung mindestens eine mit mindestens einem werkzeugseitigen, die Gegenkodierung bildenden Vorsprung an gegenüberliegenden Seiten zusammenwirkende Vertiefung aufweist, wobei von einer Wand der Vertiefung mindestens eine Kodierrippe ausgeht. Demgemäß besteht die Gegenkodierung, die dem Elektrowerkzeug zugeordnet ist, aus mindestens einem der Vertiefung des Batteriepacks korrespondierenden Vorsprung, welcher mindestens einen Einschnitt aufweist, wobei einander gegenüberliegende Seiten der Vertiefung mit dem Vorsprung beim Einstecken des Batteriepacks in das Elektrowerkzeug zusammenwirken. Wird ein nicht zulässiger Batteriepack verwendet, bei dem Kodierung und Gegenkodierung maßlich nicht genau zueinander korrespondieren, so hat dies zur Folge, dass der Vorsprung aufgrund der nicht passenden Dimensionen auf die Randkante oder Randkanten der Vertiefung aufsetzt. Wird nun durch unzulässig hohen Kraftaufwand ein Einpressen des Batteriepacks dennoch angestrebt, so wird der Vorsprung beispielsweise leicht seitlich ausgelenkt, weil er von einer Wandfläche der Vertiefung seitlich beaufschlagt wird, mit der Folge, dass die Stirnfläche des Vorsprungs auf die entsprechende, gegenüberliegende Randkante der Vertiefung aufsetzt und ein weiteres Einstecken blockiert wird. Das zum Stand der Technik geschilderte „Überdrücken“ ist daher nicht möglich. Nur ein Einstecken mit extremer Gewalt würde möglicherweise dennoch ein Einbringen des Batteriepacks in das Elektrowerkzeug zulassen, was jedoch mit einer mechanischen Zerstörung größerer Bereiche einhergeht, sodass die Gesamtanordnung unbrauchbar wird, weil beispielsweise Kontakte mit ausbrechen oder auch Gehäusezonen oder dergleichen reißen. Eine derartige unzulässige Handhabung wird der Benutzer unterlassen, sodass sichergestellt ist, dass nur zugelassene Batteriepäcke dem Elektrowerkzeug zugeordnet werden.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Vertiefung mindestens zwei, einander der Dicke des Vorsprungs entsprechend gegenüberliegende Wandflächenbereiche aufweist. Zwischen diese beiden Wandflächenbereiche tritt bei der Zuordnung des Batteriepacks zum Elektrowerkzeug der Vorsprung, das heißt, die beiden Wandflächenbereiche nehmen den Vorsprung zwischen sich führend auf. Es wird hierdurch klar, dass eine seitliche Verbiegung des Vorsprungs zu einer Blockade führen würde, sodass die Einsteckbewegung des Batteriepacks gestoppt ist und auch größere Kräfte diesen Stopp nicht überwinden können.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Vertiefung eine umfänglich geschlossene Vertiefung ist. Hierunter ist eine Vertiefung zu verstehen, dessen Vertiefungsrand eine in sich geschlossene schleifenförmige Linie beschreibt. Alternativ ist es auch möglich, dass die Vertiefung eine randoffene Vertiefung ist, das heißt, sie ist -von der Seite her- durch mindestens eine Öffnung zugänglich, das heißt, ihr Rand ist nicht eine in sich geschlossene schleifenförmige Linie, sondern bildet beispielsweise ein offenes U.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Vertiefung eine eineckige, mehreckige, bogenförmige und/oder kreisförmige Grundrissstruktur aufweist. Die entsprechende Grundrissstruktur ist korrespondierend bei dem Vorsprung vorhanden, sodass eine eineindeutige Zuordnung von Vorsprung zu Vertiefung möglich ist. Hierdurch werden Verdrehstellungen zwischen dem Batteriepack und dem Elektrowerkzeug ausgeschlossen.
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Die Vertiefung ist vorzugsweise als zylindrische Vertiefung ausgebildet, das heißt, ihre Wandflächen verlaufen parallel zueinander. Sie verjüngen sich nicht nach unten zum Vertiefungsgrund hin, sondern verlaufen parallel zur Einsteckrichtung. Unter „zylindrisch“ ist demgemäß zu verstehen, dass eine gedanklich vom Vertiefungsrand zum Vertiefungsgrund verlaufende Linie parallel zu sich entlang einer beliebigen, geschlossenen oder nicht geschlossenen, die Zylinderkontur definierende Kurve verschoben wird, sodass die Vertiefung gegenüber der Einsteckrichtung keine schräg stehenden Flächen oder Wandabschnitte oder dergleichen aufweist.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Vertiefung in der Nachbarschaft von elektrischen Kontakten des Batteriepacks angeordnet ist. Dies ist deshalb von Vorteil, weil dann in der Nachbarschaft der elektrischen Kontakte die Sperrwirkung nicht passender Kodierungselemente ausgeübt wird und dadurch sicher eine Kontaktierung des Batteriepacks mit den entsprechenden Anschlüssen des Elektrowerkzeugs verhindert wird.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Vertiefung zwischen mindestens zwei elektrischen Kontakten des Batteriepacks angeordnet ist. Dies führt ebenfalls zu den vorstehend erwähnten Vorteilen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Vertiefung an einem Kontaktdom des Batteriepacks ausgebildet ist. Dieser Kontaktdom trägt einerseits die Kodierung und andererseits auch die elektrischen Kontaktelemente, um eine elektrische Verbindung vom Batteriepack zum Elektrowerkzeug durch Einstecken des Batteriepacks in das Elektrowerkzeug herzustellen.
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Vorzugsweise ist die Vertiefung und/oder der Kontaktdom exzentrisch zur Grundflächenmitte des Batteriepacks angeordnet, sodass Verdrehstellungen ausgeschlossen werden und demgemäß der Batteriepack nur in einer einzigen Position dem Elektrowerkzeug zugeführt werden kann.
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Um eine Vielzahl von Permutation zu schaffen, das heißt, um bestimmte Batteriepäcke in ein Elektrowerkzeug einstecken zu können, und andere, möglicherweise mit gleichen elektrischen Parametern ausgestattete Batteriepäcke für ein bestimmtes Elektrowerkzeug jedoch auszuschließen, ist vorgesehen, dass von der Wand der Vertiefung mindestens eine Kodierrippe ausgeht. Die Kodierrippe führt neben der bereits durch den Vorsprung und die Vertiefung gebildeten Kodierungseinheit zu einer weiteren, verfeinerten Kodiermaßnahme. Dies ist insbesondere dann gegeben, wenn die Kodierrippe zur Ausbildung unterschiedlicher Permutationen an einer von mehreren unterschiedlichen Positionen bestimmten Positionen von der Wand der Vertiefung ausgeht. Es gibt demgemäß Batteriepäcke mit Kodierrippen, die sich von anderen Batteriepäcken mit Kodierrippen dadurch unterscheiden, dass die Kodierrippen der verschiedenen Batteriepack-Ausführungen an unterschiedlichen Positionen innerhalb der Vertiefung -ausgehend von der Wand der Vertiefung- angeordnet sind, sodass hierdurch eine Permutationsunterscheidung realisiert wird. Diese verschiedenen Permutationen sind natürlich nur dann realisiert, wenn der Vorsprung eine entsprechende, also die Kodierrippe oder die Kodierrippen berücksichtigende Formgebung, insbesondere Grundrissstruktur, aufweist.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass von der Wand der Vertiefung mindestens ein Kodierrippenpaar ausgeht, dessen Kodierrippen einander derart gegenüberliegen, dass sie sich zumindest teilweise überlappen. Demgemäß besteht ein Kodierrippenpaar aus zwei Kodierrippen, die einander mit Abstand derart gegenüberliegen, das sich zwischen ihre Stirnflächen der Vorsprung beim Einstecken des Batteriepacks in das Elektrowerkzeug einfädeln kann. Dabei ist es nicht erforderlich, dass die beiden Kodierrippen -quer zur Einsteckrichtung gesehen- miteinander fluchten, also gleich breit sind und in einer Flucht hintereinander liegen (fluchtende Stirnflächen), sondern es können auch Kodierrippen eingesetzt werden, die nicht die gleiche Breite aufweisen und ein Kodierrippenpaar bilden und/oder die versetzt zueinander liegen, wobei jedoch die Versetzung nicht derart groß ist, dass zwischen ihnen ein seitlicher Freiraum entsteht, sondern die Stirnflächen überlappen sich zumindest teilweise.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass an die randoffene Vertiefung mindestens eine, einem Bereich des Vorsprungs gegenüberliegende Außenwandfläche angrenzt. Demgemäß wird auch zumindest ein außerhalb der randoffenen Vertiefung liegender Bereich mit für das Kodiersystem genutzt, indem sich der Vorsprung nicht nur in der randoffenen Vertiefung erstreckt, sondern in die seitliche Öffnung der Vertiefung ebenfalls eindringt und zu einer dort liegenden Außenwandfläche, die an die Vertiefung angrenzt, in Gegenüberlage tritt. Hierdurch wird die Permutationsvielfalt erhöht und auch die Sicherheit des Permutationssystems aufgrund großflächigerer Elementausbildungen erhöht.
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Schließlich betrifft die Erfindung ein Kodiersystem für ein mit einem einschiebbaren Batteriepack, insbesondere nach einer oder mehrerer der vorhergehenden Aus- beziehungsweise Weiterbildungen, versehenes Elektrowerkzeug, wobei der Batteriepack eine mechanische Kodierung und das Elektrowerkzeug eine mechanische Gegenkodierung aufweist und sich Kodierung und Gegenkodierung in Einsteckrichtung erstrecken, wobei die Kodierung als mindestens eine Vertiefung und die Gegenkodierung als mindestens ein Vorsprung ausgebildet ist und Kodierung und Gegenkodierung formpassend aufeinander abgestimmt sind und bei eingeschobenem Batteriepack ineinander greifen. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass der Vorsprung mit einander gegenüberliegenden Seiten der Vertiefung zusammenwirkt.
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Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele, und zwar zeigt:
- 1 eine perspektivische Ansicht auf eine Kodierung eines einsteckbaren Batteriepacks für ein Elektrowerkzeug,
- 2 einen Abschnitt eines Elektrowerkzeugs, das eine zur Kodierung der 1 passende Gegenkodierung aufweist, und
- 3 eine andersartige Gegenkodierung eines Elektrowerkzeugs.
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1 zeigt einen Ausschnitt eines einsteckbaren Batteriepacks 1 für ein nicht dargestelltes Elektrowerkzeug. Der Batteriepack 1 weist eine Handhabe 2 auf, an der er vom Benutzer gehalten werden kann, um ihn beispielsweise aus einem Ladegerät zu nehmen und mit einem Einsteckbereich 3 in Einsteckrichtung 4 in ein Elektrowerkzeug einzustecken. Der Einsteckbereich 3 weist eine Stirnfläche 6 auf, die eine Grundfläche 8 bildet und senkrecht zur Einsteckrichtung 4 verläuft. Auf der Stirnfläche 6 ist ein Kontaktdom 7 angeordnet. Dieser Kontaktdom 7 ist gegenüber der Grundflächenmitte 8' des Batteriepacks 1 exzentrisch angeordnet. Der Kontaktdom 7 erstreckt sich im Wesentlichen in Richtung Einsteckrichtung 4. Der Kontaktdom 7 besitzt eine Oberseite 9, die eine Stirnfläche 10 aufweist, die parallel zu der Stirnfläche 6, also senkrecht zur Einsteckrichtung 4, verläuft, sowie Schrägflächen 11. Der Kontaktdom 7 weist Seitenflächen 12 auf, die senkrecht zu der Stirnfläche 6 und der Stirnfläche 10 verlaufen. in der Stirnfläche 10 des Kontaktdoms 7 sind zwei Kontaktöffnungen 13 und 14 ausgebildet, in denen elektrische Kontakte 15 angeordnet sind. Der Kontaktdom 7 weist ferner eine mechanische Kodierung 16 auf, die zusammen mit einer in 1 nicht dargestellten Gegenkodierung des Elektrowerkzeugs ein Kodiersystem 30 bildet. Auf die Gegenkodierung wird bei der Abhandlung der 2 eingegangen. Die mechanische Kodierung 16 des Batteriepacks 1 weist eine Vertiefung 17 auf. Die Vertiefung 17 besitzt eine rechteckige Grundfläche 31, die einen Vertiefungsgrund 32 der Vertiefung 17 bildet. Die Vertiefung 17 weist eine Wand 18 auf, die sich aus Wandflächenbereichen 19, 20 und 21 zusammensetzt. Die Wand 18 verläuft parallel zur Einsteckrichtung 4. Die Wandflächenbereiche 19 und 20 liegen einander parallel verlaufend gegenüber. Der Wandflächenbereich 21 verläuft jeweils rechtwinklig zu den Wandflächenbereichen 19 und 20. Die dem Wandflächenbereich 21 gegenüberliegende Seite der Vertiefung 17 ist randoffen ausgebildet, das heißt, die Vertiefung 17 mündet in eine Außenwandfläche 22, die eine der Seitenflächen 12 des Kontaktdoms 7 bildet. Ferner ist der 1 zu entnehmen, dass von den beiden, einander gegenüberliegenden Wandflächenbereichen 19 und 20 Kodierrippen 23 und 24 ausgehen, die einander fluchtend mit beabstandet zueinander liegenden Stirnflächen 26 gegenüberliegen. Dies bedeutet, dass zwischen den Stirnflächen 26 ein Zwischenraum 27 ausgebildet wird. Die Kodierrippen 23 und 24 bewirken eine verfeinerte Kodiermaßnahme der Vertiefung 17. Die Vertiefung 17 ist zumindest Bereichsweise zwischen den Kontakten 15 angeordnet. Von der Au-ßenwandfläche 22 geht eine Rippe 28 aus, die ebenfalls Bestandteil des Kodiersystems 30 ist, also der Kodierung 16 angehört. Alternativ ist es auch möglich, dass eine derartige Rippe 28 nicht vorhanden ist (nicht dargestellt).
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Die 2 zeigt einen Abschnitt 35 eines ansonsten nicht näher dargestellten Elektrowerkzeugs 36, in das der Batteriepack 1 einsteckbar ist. Der Einsteckschacht, der den Batteriepack 1 aufnimmt, ist in 2 nicht dargestellt. Der Abschnitt 35 des Elektrowerkzeugs 36 besitzt zwei Kontaktzungen 37, die im eingesteckten Zustand des Batteriepacks 1 mit den Kontakten 15 zusammenwirken. Hierdurch wird die elektrische Energie des Batteriepacks 1 dem Elektrowerkzeug 36 zugeführt. Die beiden Kontaktzungen 37 gehen von einer Grundebene 38 des Elektrowerkzeugs 36 aus, auf der ferner eine Gegenkodierung 39 des Kodiersystems 30 angeordnet ist. Die Gegenkodierung 39 wirkt beim Einstecken des Batteriepacks 1 mit der Kodierung 16 derart zusammen, dass nur bei Koinzidenz von Kodierung 16 und Gegenkodierung 39 ein Einbringen des Batteriepacks möglich ist.
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Die Gegenkodierung 39 weist einen Vorsprung 40 auf, der zwei einander gegenüberliegende Wandflächen 41 und 42 sowie eine Stirnfläche 43 und eine Kopffläche 44 aufweist. Ferner besitzt der Vorsprung 40 eine Taille 45, die aufgrund zweier Einschnitte 46 und 47 in den Wandflächen 41 und 42 ausgebildet wird. Der Abstand der beiden Wandflächen 41 und 42 entspricht -unter Berücksichtigung eines sehr geringen Spiels- dem Abstand der Wandflächenbereiche 19 und 20 der Vertiefung 17. Ferner entsprechen die Einschnitte 46 und 47 in ihren Abmessungen den Konturen der beiden Kodierrippen 23 und 24, wobei ebenfalls ein geringfügiges Spiel Berücksichtigung findet. Die Anordnung ist ferner derart getroffen, dass der jenseits der Taille 45 gelegene Bereich 48 des Vorsprungs 40 beim Zusammenführen von Kodierung 16 und Gegenkodierung 39 neben der Rippe 28 der Kodierung 16 zu liegen kommt. An den Vorsprung 40 schließt sich ein L-förmiger Wandbereich 49 an, der einen Schenkel 50 und einen Querschenkel 51 aufweist. Zwischen dem Querschenkel 51, dem Schenkel 50 und dem Bereich 48 des Vorsprungs 40 wird ein Einschnitt 52 ausgebildet, dessen Dimensionen -unter Berücksichtigung eines gewissen Spielesden Dimensionen der Rippe 28 der Kodierung 16 entsprechen.
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Aus dem Vorhergehenden wird deutlich, dass sich bei der Zuordnung des Batteriepacks 1 zum Elektrowerkzeug 36 folgende Kodierfunktion einstellt: Der Vorsprung 40 fährt formpassend in die Vertiefung 17 ein, wobei die beiden Kodierrippen 23 und 24 in die Einschnitte 46 und 47 einfahren und die Rippe 28 in den Einschnitt 52 eintritt. Wie bereits vorstehend erwähnt, ist es nicht erforderlich, dass für die Kodierfunktion eine Rippe 28 vorhanden ist. Dementsprechend kann auch dann bei der Gegenkodierung 39 der L-förmige Wandbereich 49 entfallen.
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Sollte eine Batteriepack 1 verwendet werden, dessen Kodierung 16 nicht formpassend zur Gegenkodierung 39 des Elektrowerkzeugs 36 ausgebildet ist, weil beispielsweise der Abstand zwischen den beiden Wandflächenbereichen 19 und 20 kleiner ist, als der Abstand der Wandflächen 41 und 42 des Vorsprungs 40, so ist das aus dem Stand der Technik bekannte „Überdrücken“ nicht möglich, das heißt, Vorsprung 40 und Vertiefung 17 lassen sich -auch bei sehr gro-ßer Kraftaufwendung- nicht zusammenfügen, weil ein seitliches Ausweichen des Vorsprungs 40 deshalb nicht möglich ist, da die Kopffläche 44 des Vorsprungs 40 auf den Vertiefungsrandbereich 53 der Kodierung 16 aufsetzen würde und daher ein weiteres Einschieben blockiert.
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Um die Permutationsvielfalt von Kodierung 16 und Gegenkodierung 39 zu erhöhen, kann -gemäß nicht dargestellter Ausführungsbeispiele- vorgesehen sein, dass sich die beiden Kodierrippen 23 und 24, die ein Kodierrippenpaar 55 an entsprechend unterschiedlichen Positionen von der Wand 18 der Vertiefung 17 ausgehen. Beispielsweise können die beiden Kodierrippen 23 und 24 gegenüber der aus der 1 hervorgehenden Position näher zum Wandflächenbereich 21 der Vertiefung 17 liegend angeordnet sein. Zum Aufbau eines Permutationssystems können entsprechende Rasterabstände für die verschiedenen Positionen des Kodierrippenpaars 55 vorgesehen sein. Dabei ist es auch möglich, dass die beiden Kodierrippen 23 und 24 -anders als in der 1-nicht fluchtend zueinander liegen, sondern derart leicht versetzt zueinander angeordnet sind, dass sich ihre beiden Stirnflächen 26 nur teilweise gegenüberstehen. Ferner ist es auch alternativ oder zusätzlich möglich, dass weitere Kodierrippen oder weitere Kodierrippenpaare vorgesehen sind. Dementsprechend ist dann die Struktur des Vorsprungs gestaltet.
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Die 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem beispielsweise der Vorsprung 40 drei Taillen 45 aufweist, das heißt, da demzufolge die Gegenkodierung 39 mit drei Einschnitten 46 und drei Einschnitten 47 versehen ist, wird die formpassend dazu ausgestaltete, nicht dargestellte Kodierung 16 drei Kodierrippenpaare 55 aufweisen. Aus alledem wird deutlich, dass das so geschaffene Kodiersystem 30 eine sehr große Anzahl von Permutationen zulässt.
