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Die Erfindung betrifft ein elektrisches Schaltgerät, mit einer der Anzahl der Phasen entsprechenden Anzahl an Thermobimetallen, wobei die Thermobimetalle über einen Auslöseschieber mit einem Schaltschloss zur Öffnung von wenigstens einer Kontaktstelle gekoppelt sind, wobei der Auslöseschieber ein erstes und ein zweites, längserstrecktes flaches Schieberelement umfasst, welche in einer Schiebeebene gegeneinander beweglich sind, sowie einen an dem ersten und zweiten Schieberelement angelenkten Kuppelhebel, wobei der Kuppelhebel zwei auf unterschiedlichen Seiten der Schiebeebene angeordnete Arme umfasst, die mit einem die Schiebeebene durchstoßenden Steg verbunden sind, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die Erfindung betrifft weiterhin einen Auslöseschieber für ein mehrphasiges elektrisches Schaltgerät, wobei der Auslöseschieber, welcher dazu ausgelegt ist, mit mehreren Thermobimetallen gekoppelt zu sein, umfasst ein erstes und ein zweites, längserstrecktes flaches Schieberelement, wobei die Schieberelemente in einer Schiebeebene gegeneinander beweglich sind, und wobei der Auslöseschieber ferner umfasst einen an dem ersten und zweiten Schieberelement angelenkten Kuppelhebel, wobei der Kuppelhebel zwei auf unterschiedlichen Seiten der Schiebeebene angeordnete Arme umfasst, die mit einem die Schiebeebene durchstoßenden Steg verbunden sind, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 3.
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Ein gattungsgemäßes elektrisches Schaltgerät kann z.B. ein thermisches Überstromrelais sein, welches pro Phase jeweils ein Thermobimetall aufweist, die über einen geeigneten Auslöseschieber mit einem Schaltschloss in Form eines Schnappschalters zur Öffnung von Kontaktstellen gekoppelt sind. Ein gattungsgemäßes elektrisches Schaltgerät kann auch ein Motorschutzschalter sein, welcher pro Phase jeweils ein Thermobimetall aufweist, die über einen geeigneten Auslöseschieber mit einem Schaltschloss in Form eines mit einer Kontaktbrücke zusammenwirkenden mechanischen Schaltwerks zur Öffnung von Kontaktstellen gekoppelt sind.
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Wenn bei einem Überstrom alle thermischen Auslöser, die normalerweise als Thermobimetalle ausgebildet sind, ansprechen und sich ausbiegen, dann wird die Bewegung der Thermobimetalle über einen mit dem Auslöseschieber gekuppelten Übertragungshebel auf das Schaltschloss übertragen, wobei bei Ansprechen aller Thermobimetalle eine bestimmte Kraft über das Übertragungselement auf das Schaltschloss ausgeübt wird, so dass eine sichere Auslösung erfolgt. Dabei sind die Thermobimetalle normalerweise so angeordnet, dass ihre Mittellängsachsen in einer Ebene und ihre Flachseiten senkrecht dazu liegen; die Ausbiegung aller Thermobimetalle erfolgt in Richtung der Ebenenerstreckung, also das hintere auf das vordere zu. Der Auslöseschieber wird in einer Schiebeebene verschoben, welche senkrecht zu der durch die Mittellängsachsen der Thermobimetalle aufgespannten Ebene liegt.
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Damit eine Auslösung auch dann erfolgt, wenn sich ein Thermobimetall nicht ausbiegt, weil die Spannung oder der Strom in der Phase ausgefallen ist, ist der Auslöseschieber aus zwei Schieberelementen, die in der Schiebeebene gegeneinander beweglich sind, zusammengesetzt. Zusätzlich ist ein Kuppelhebel vorgesehen, der mit den Schieberelementen gelenkig verbunden ist, so dass dann, wenn ein Schieberelement aufgrund des Nichtansprechens des Thermobimetalls festgehalten wird, das andere den Übertragungshebel bewegt und betätigt, wodurch das Ende des Kuppelhebels, das über das sich bewegende Schieberelement auf den Auslösehebel des Schaltschlosses einwirkt, einen größeren Weg zurücklegt, so dass aufgrund des größeren Weges des Übertragungshebels eine sichere Auslösung bewirkt wird. Dies lässt sich wie folgt erklären:
- Wenn alle Thermobimetalle aller Phasen sich ausbiegen, erzeugen diese eine bestimmte Kraft, die sich aus den einzelnen Kräften der einzelnen Thermobimetalle zusammensetzt. Bei Phasenausfall wirkt lediglich die Ausbiegekraft von zwei Thermobimetallen, so dass der Weg des Übertragungshebels, das heißt des Angriffspunktes am Schaltschloss, erhöht werden muss, um praktisch den gleichen Wert Kraft mal Weg zu erzielen.
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Eine solches gattungsgemäßes mehrphasiges elektrisches Schaltgerät ist beispielsweise in der
DE 199 49 530 A1 dargestellt, dort insbesondere in der
2 und der zugehörigen Beschreibung. Der Auslöseschieber ist hier von einer Abdeckplatte festgehalten, die am Gehäuse des Überstromrelais festgerastet ist. Das macht die Montage aufwändig.
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Es ist auch eine Anordnung eines Auslöseschiebers bekannt geworden, bei der der Kuppelhebel gabelförmig ausgebildet ist und die beiden Schieberelemente zwischen den Zinken der Gabel aufgenommen sind. Auch eine solche bekannte Anordnung ist insbesondere in einem automatisierten Montageprozess aufwändig zu komplettieren.
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Die
DE 1 121 184 A zeigt einen einphasigen Selbstschalter mit thermischer Überstrom- und magnetischer Kurzschlussauslösung, die beide auf einen einzigen einstückigen Auslöseschieber wirken.
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Die
US 4 806 897 A und die
DE 41 33 475 C2 zeigen jeweils einen gattungsgemäßen Auslöseschieber für ein mehrphasiges elektrisches Schaltgerät, mit einem Kuppelhebel der auf einer Seite der durch die beiden Schieberelemente definierten Schiebeebene angeordnet ist.
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Die
DE 74 22 977 U offenbart ein mehrphasiges thermisch verzögertes Überstromrelais. Das Überstromrelais weist Bimetallstreifen auf, die mit bei unterschiedlicher Auslenkung der Bimetallstreifen relativ gegeneinander verschiebbaren Schiebern in Wirkverbindung stehen, und die über einen Differentialhebel gekuppelt sind, mit dem eine Auslöseeinrichtung beaufschlagbar ist.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein mehrphasiges elektrisches Schaltgerät mit einem Auslöseschieber zu schaffen, das einfach zusammenzusetzen ist und eine Verbesserung des automatisierten Montageprozesses bei sichergestelltem störungsfreien Verhalten der Schaltgeräte erlaubt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein gattungsgemäßes Schaltgerät mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Bezüglich eines Auslöseschiebers für ein gattungsgemäßes mehrphasiges elektrisches Schaltgerät wird die Aufgabe gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 3.
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Das Schaltgerät ist derart ausgebildet, dass der Kuppelhebel zwei auf unterschiedlichen Seiten der Schiebeebene angeordnete Arme umfasst, die mit einem die Schiebeebene durchstoßenden Steg verbunden sind.
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Der Kuppelhebel erhält dadurch in etwa eine S-Form. Der erste Arm liegt oberhalb der Schieberelemente, der zweite Arm liegt unterhalb der Schieberelemente. Jeder der Arme kann mit einem der Schieberelemente gekoppelt werden. Die vorteilhafte Wirkung der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Auslöseschiebers liegt in der vereinfachten Montagemöglichkeit. Es wird zur Montage zuerst das erste Schieberelement in das Gehäuse des Schaltgerätes an eine dafür vorgesehene Stelle eingesetzt. Im zweiten Schritt wird dann der Kuppelhebel aufgesetzt. Dies geschieht so, dass der erste Arm des Kuppelhebels von oben auf das erste Schieberelement aufgelegt wird. Aufgrund der S-Form liegt der zweite Arm des Kuppelhebels unterhalb der Schiebeebene. Im dritten Schritt wird dann das zweite Schieberelement aufgelegt. Dieses kommt dann mit dem ersten Schieberelement in die gemeinsame Schiebeebene, und der zweite Arm des Kuppelelementes koppelt an der dem ersten Arm abgewandten Seite der Schiebeebene mit dem zweiten Schieberelement zusammen. Es werden also drei Teile nacheinander aufeinandergelegt, was sehr günstig für eine automatische Montage ist. Der Aufbau des Auslöseschiebers kann direkt im Gehäuse an der vorgesehenen Position und in der voreingestellten und justierten Lage erfolgen. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, einen außerhalb des Gehäuses gefertigten Auslöseschieber genau an die richtige Position platzieren und dort aufwändig justieren zu müssen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein mehrphasiges elektrisches Schaltgerät dadurch gekennzeichnet, dass sich an jedem der Arme des Kuppelhebels ein Zapfen befindet, der mit einem Kuppelelement an jedem der Schieberelemente zum Anlenken des Kuppelhebels zusammenwirkt.
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Erfindungsgemäß befindet sich in dem ersten und zweiten Schieberelement jeweils ein Loch als Kuppelelement, von denen wenigstens eines ein Langloch ist.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Anhand der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen und weitere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
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Es zeigen:
- 1: einen erfindungsgemäßen Auslöseschieber,
- 2a - 2c eine Einsicht in das geöffnete Gehäuse eines erfindungsgemäßen dreiphasigen Schaltgerätes während der drei Montageschritte des Auslöseschiebers gemäß 1.
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Es werde zunächst die 1 betrachtet. Sie zeigt einen erfindungsgemäßen Auslöseschieber 1 zum Einbau in ein dreiphasiges elektrisches Schaltgerät, beispielsweise in ein dreiphasiges thermisches Überlastrelais. Der Auslöseschieber 1 ist aus zwei Schieberelementen 14, 13 und einem Kuppelhebel 15 gebildet.
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Das Schieberelement 14 besitzt einen langgestreckten flachen Abschnitt 21, an dem senkrecht dazu L-förmige Vorsprünge 22, 23 und 24 angeformt sind, deren freie Schenkel 25 bis 27 in einer Linie liegend und jeweils in die gleiche Richtung vorspringen.
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Das Schieberelement 13 besitzt ebenfalls einen langgestreckten Abschnitt 28, an dem ebenfalls L-förmige Vorsprünge 29, 30 und 31 angeformt sind, deren freie Schenkelenden 32 bis 34 ebenfalls in eine Richtung vorspringen, wobei im montierten Zustand, wie aus der Figur ersichtlich, die Schenkelenden 25, 32; 26; 33; 27, 34 jeweils in entgegengesetzte Richtungen vorspringen. Die Schenkelenden 25, 32; 26; 33; 27, 34 bilden jeweils zwischen sich einen Aufnahmeraum 10, 11 bzw. 12 zur Aufnahme des Endes eines Thermobimetallstreifens, wenn der Auslöseschieber in ein Schaltgerät, beispielsweise ein thermisches Überlastrelais mit entsprechend vorhandenen thermischen Auslöseelementen eingesetzt ist. Die Thermobimetallstreifen, hier nicht dargestellt, sind dann zwischen den Schenkelenden 25, 32; 26; 33; 27, 34 aufgenommen und liegen an diesen an. Die Schieberelemente 14, 13 sind in einer Schiebeebene längs einer gedachten Linie, die parallel zu den schmalen Längsseiten der Schieberelemente 13, 14 verläuft, verschieblich.
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Der Kuppelhebel 15 verläuft senkrecht zu den langgestreckten Abschnitten 21 und 28 und ist sowohl an dem Schieberelement 13 als auch an dem Schieberelement 14 drehbar angelenkt.
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Wenn nun der Auslöseschieber 1 in ein Schaltgerät, beispielsweise ein thermisches Überlastrelais, eingebaut ist und sich die Thermobimetalle aufgrund eines Überstromes ausbiegen, beispielsweise in Pfeilrichtung P, dann nehmen sie das Schieberelement 14 ebenfalls in Pfeilrichtung mit, so dass sich der Kuppelhebel 15 ebenfalls in Pfeilrichtung P verschiebt und mit seinem freien Ende einen Hebel 16 und damit das Schaltschloss des Schaltgerätes betätigt.
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Der Kuppelhebel 15 hat einen ersten Arm 36, an dessen freiem Ende 16 sich der Angriffspunkt mit dem Schaltschloss befindet, und der oberhalb der Schiebeebene, also oberhalb des Schieberelementes 14 liegt. An dem anderen Ende des ersten Arms 36 ist ein Steg 38 angeformt, der etwa senkrecht zu dem ersten Arm 36 nach unten durch die Schiebeebene hindurch verläuft. Am Ende des Steges 38 ist ein zweiter Arm 40 angebracht - nicht sichtbar in der Darstellung der 1, siehe aber 2b -, der unterhalb der Schiebeebene, also unterhalb des zweiten Schieberelements 13, verläuft und in etwa in rückwärtiger Verlängerung des ersten Arms 36 und parallel zu diesem verläuft. Der erste Arm 36, der Steg 38 und der zweite Arm 40 bilden so eine S-förmige Kontur, die gewissermaßen zwischen die beiden Schieberelemente 13, 14 eingefädelt ist.
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Am freien Ende des zweiten Arms 40 befindet sich ein nach oben weisender Zapfen 42, mit dem der Kuppelhebel 15 in ein Loch 44 in dem Schieberelement 13 eingreift und dadurch an das Schieberelement 13 angelenkt ist.
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An dem ersten Arm 36 befindet sich, in der Darstellung gemäß 1 verdeckt, ein weiterer Zapfen, mit dem der Kuppelhebel 15 in ein Langloch 46, in 1 nicht sichtbar, siehe aber 2a, in dem Schieberelement 14 eingreift und dadurch an das Schieberelement 14 angelenkt ist.
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Es werden nun die 2a bis 2c betrachtet. Sie zeigen eine teilweise Einsicht in das untere Sockelteil eines thermischen Überlastrelais 50 in Sockelbauweise. Man sieht einen Teil einer Längswand 52 und einer Querwand 54 des Gehäuses, sowie die Endstücke zweier Trennwände 56, 58, die den Innenraum des Gehäuses in drei Kammern 60, 62, 64 unterteilen. Jeder der Kammern ist ein Thermobimetallauslöser zugeordnet, der nicht dargestellt ist. Weiter soll auf die einzelnen Elemente und Baugruppen sowie auf die weitere Funktion eines thermischen Überlastrelais nicht eingegangen werden, da diese prinzipiell bekannt ist.
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2a zeigt den ersten Schritt bei der Montage des Auslöseschiebers 1 in das Gehäuse des Überlastrelais 50. Das Schieberelement 14 ist auf die Endstücke der Trennwände 56, 58 aufgelegt. Dabei greifen Führungszapfen 66, 68, welche an den Schmalseiten der Trennwand-Endstücke angebracht sind, in Langlöcher 47, 48 in dem Schieberelement, welche in Längserstreckungsrichtung des Schieberelements 14 verlaufen und im Zusammenspiel mit den Führungszapfen 66, 68 eine kulissenartige Führung und Querverschieblichkeit des Schieberelements 14 parallel zur Querwand 54 des Gehäuses bewirken. Das Langloch 46, welches den zweiten Zapfen des Kuppelhebels später aufnimmt, ist zu der unteren Längsseite des Schieberelementes 14 hin geöffnet.
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2b zeigt den zweiten Schritt bei der Montage des Auslöseschiebers 1 in das Gehäuse des Überlastrelais 50. Auf das Schieberelement 14 ist nun der Kuppelhebel 15 aufgesetzt worden, und zwar so, dass der durch den ersten Arm 36 verdeckte Zapfen in das Langloch 46 eingreift, wodurch der Kuppelhebel 15 an das Schieberelement 14 angelenkt ist. Der Zapfen 42 am freien Ende des zweiten Arms 40 weist nach oben, aus der Schiebeebene heraus.
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Man erkennt, dass der zweite Arm 40 eine L-Form aufweist, wobei der den Zapfen 42 tragende Teilarm den langen Schenkel des L bildet, und der an dem Steg angeformte und parallel zur Längserstreckungsrichtung des Schieberelements 14 ausgerichtete Teilarm den kurzen Schenkel des L bildet.
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2c zeigt den dritten Schritt bei der Montage des Auslöseschiebers 1 in das Gehäuse des Überlastrelais 50. Das Schieberelement 13 ist auf die Endstücke der Trennwände 56, 58 aufgelegt, und zwar unterhalb des Schieberelements 14, so dass die Schieberelemente 13, 14 in der Schiebeebene aneinander vorbei gleiten können. Dabei greifen weitere Führungszapfen 69, 70, welche ebenfalls an den Schmalseiten der Trennwand-Endstücke, unterhalb der vorhin erwähnten Führungszapfen 66, 68 angebracht sind, in Langlöcher 45, 49 in dem Schieberelement 13, welche in Längserstreckungsrichtung des Schieberelements 13 verlaufen und im Zusammenspiel mit den Führungszapfen 69, 70 eine kulissenartige Führung und Querverschieblichkeit des Schieberelements 13 parallel zur Querwand 54 des Gehäuses und zum Schieberelement 14 bewirken. Der Abstand der Schieberelemente 13, 14 zueinander ist durch die Führung in den Führungszapfen 66, 68; 69, 70 festgelegt. Beim Auflegen des Schieberelements 13 greift der Zapfen 42 des Kuppelhebels 15 in ein Loch 72 in dem Schieberelement 13 ein, wodurch der Kuppelhebel 15 an das Schieberelement 13 angelenkt ist.
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Die Funktion des gemäß 2a - 2c in das Gehäuse montierten Auslöseschiebers im Zusammenspiel mit den thermischen Auslöseelementen ist die folgende. Wenn alle drei Thermobimetalle sich ausbiegen, dann werden die beiden Schieberelemente 13, 14 zusammen verschoben, beispielsweise nach links in Pfeilrichtung P, und der Kuppelhebel 15 wird ebenfalls parallel verschoben in Pfeilrichtung P gemäß 1. Der Verschiebeweg ist durch den Biegeweg der Thermobimetalle gegeben. Beide Schieberelemente 13, 14 werden um das gleiche Wegstück parallel verschoben.
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Wenn jedoch eines der Thermobimetalle, beispielsweise dasjenige welches in dem mittleren Aufnahmeraum 11 zwischen den freien Schenkelenden 26 und 33 aufgenommen ist, sich nicht ausbiegt, etwa weil der Strom in der zugehörigen Phase ausgefallen ist, dann hält dieses Thermobimetall über das freie Schenkelende 33 das Schieberelement 13 fest. Das Schieberelement 14 wird durch die beiden sich biegenden verbleibenden Thermobimetalle jetzt relativ zum Schieberelement 13 quer verschoben, es findet eine Scherbewegung zwischen den beiden Schieberelementen 13 und 14 statt. In diesem Fall wird der Kuppelhebel 15 entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht. Die Drehachse für diese Drehbewegung des Kuppelhebels 15 ist der Zapfen 42, der in dem Loch 72 in dem Schieberelement 13 drehbar festgehalten ist. Die L-förmige Gestaltung des zweiten Hebelarms 40 des Kuppelhebels 15 sorgt dafür, dass bei dieser Drehbewegung das freie Ende 16 des ersten Arms 36 des Kuppelhebels 15 insgesamt in Pfeilrichtung P ein Mehrfaches desjenigen Weges zurücklegt, den es im vorher besprochenen Fall bei gleichmäßiger paralleler Verschiebung der beiden Schieberelemente 13, 14 zurücklegen würde. Dadurch ist ein Phasenausfallschutz gegeben, bei insgesamt sehr einfachem und montagefreundlichem Aufbau des Auslöseschiebers 1 direkt im Gehäuse des mehrphasigen elektrischen Schaltgerätes, hier eines dreiphasigen thermischen Überlastrelais.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Auslöseschieber
- 10
- Aufnahmeraum
- 11
- Aufnahmeraum
- 12
- Aufnahmeraum
- 13
- Schieberelement
- 14
- Schieberelement
- 15
- Kuppelhebel
- 21
- Flacher Abschnitt
- 22
- L-förmiger Vorsprung
- 23
- L-förmiger Vorsprung
- 24
- L-förmiger Vorsprung
- 25
- Freier Schenkel
- 26
- Freier Schenkel
- 27
- Freier Schenkel
- 28
- Langgestreckter Abschnitt
- 29
- L-förmiger Vorsprung
- 30
- L-förmiger Vorsprung
- 31
- L-förmiger Vorsprung
- 32
- Freier Schenkel
- 33
- Freier Schenkel
- 34
- Freier Schenkel
- 36
- Erster Arm
- 38
- Steg
- 40
- Zweiter Arm
- 42
- Zapfen
- 44
- Loch
- 45
- Langloch
- 46
- Langloch
- 47
- Langloch
- 48
- Langloch
- 49
- Langloch
- 50
- Überlastrelais
- 52
- Längswand
- 54
- Querwand
- 56
- Trennwand
- 58
- Trennwand
- 60
- Kammer
- 62
- Kammer
- 64
- Kammer
- 66
- Führungszapfen
- 68
- Führungszapfen
- 69
- Führungszapfen
- 70
- Führungszapfen
- 72
- Loch
