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Die
Erfindung betrifft ein konfektionierbares Datenkabel mit 4 Adernpaaren
und einem Kabelmantel, wobei jeweils zwei Adern (1, 1a; 2, 2a; 3, 3a 4, 4a) miteinander
zu Adernpaaren verdrillt sind, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
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Datenkabel
mit einer geradzahligen Anzahl von Leiterpaaren sind an sich bekannt
und bestehen meist aus paarig miteinander verdrillten leitfähigen Einzelelementen-
bspw. Kupferadern. Durch jede Ader können im Bedarfsfalle Daten über das
Datenkabel übertragen
werden. Hierzu umfassten die bekannten Kabel eine geradzahlige Anzahl
von Adernpaaren, von denen jeweils ein Paar zu einem Einzelelement
untereinander verdrillt ist sowie eine dies von den anderen elektrischen
Leitern elektrisch trennende Isolation auf. Die Isolation ist, wie
im Kabelgebiet üblich,
verschieden gefärbt,
um bei der Installation die Leiter verfolgen zu können.
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Verdrillung
bezeichnet das gegeneinander Verwinden und das schraubenförmige Umeinanderwickeln
von Fasern oder Drähten.
Bei der Verdrillung von Drähten;
z. B. in der Fernmeldetechnik, spricht man auch von ”Verseilung”.
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In
der Fernmeldetechnik wird die Verseilung zur Verminderung der Übersprechkopplung
eingesetzt. Das wesentliche Maß bei
der Verseilung ist der Drall- auch Dralllänge, Drallschritt oder Schlaglänge genannt.
Der Drall ist die Ganghöhe
oder Steigung der Schraubenlinie, die sich bei der Verseilung der Drähte ergibt
und hat Einfluss auf die vier Leitungskonstanten Widerstand, Kapazität, Induktivität und Ableitung
hat. Durch die Verseilung werden die Einzeladern länger als
das Kabel selbst. Der Verseilungsfaktor gibt das Verhältnis Einzeladerlänge zu Kabellänge an.
Häufig
eingesetzte Verseilungsarten sind:
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Paarverseilung:
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Zwei
Einzeladern sind zu einem Adernpaar (Doppelader) verseilt.
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Dreierverseilung:
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Drei
Einzeladern sind zu einer Dreiergruppe verseilt.
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Viererverseilungen:
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- a) Sternverseilung: Vier Einzeladern haben
an jeder Stelle des Seils die gleiche Lage zueinander, wobei sich
die Adern eines Adernpaares (Doppelader) einander diagonal gegenüberstehen.
- b) Dieselhorst-Martin-Verseilung (DHM): Zwei jeweils paarverseilte
Adernpaare (Doppelader) sind wiederum miteinander verseilt. Dabei
haben die beiden Doppeladern unterschiedliche Dralllängen, sodass
die beiden Doppeladern an jeder Stelle des Seils eine andere Lage
zueinander haben. Das führt
zu einem größeren Platzbedarf
als beim Sternvierer, etwa 15%.
- c) SZ-Verseilung, bei dieser Verseilung ändert sich die Schlagrichtung
der Verseilung.
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Die
Verseilungsarten führen
zu unterschiedlichen Übertragungseigenschaften.
Wesentlich wirkt sich die Kapazität einer Verseilung aus. So
verlaufen zum Beispiel bei der Sternverseilung die zwei Adernpaare
eines Vierers über
die gesamte Kabellänge
parallel. Zwischen den Adernpaaren bildet sich dadurch eine wesentlich
höhere
Kapazität
als bei der Dieselhorst-Martin(DM)-Verseilung, bei der sich die
Lage der Adernpaare zueinander im Kabelverlauf fortlaufend ändert.
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In
vorliegendem Zusammenhang beschreibt der Begriff ”verseilt” jede Form
von Verseilung bzw. Verdrillung von mindestens zwei sich längserstreckenden
Anordnungen, bei welcher die Schlagrichtung entlang des Kabels gleich
bleibt oder sich ändert.
Im Umfang dieser Anmeldung wird unter „verseilt” auch paralleles Einlaufen
der Adernpaare verstanden. Ein derartig verseiltes Kabel kann somit eine
Verseilung mit regelmässig
bzw. unregelmässig aufeinanderfolgenden
Richtungswechselstellen aufweisen oder parallel einlaufende Leitungen.
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Die
Verdrillung gibt die Verdrehung des Querschnittes eines auf Torsion
beanspruchten Stabes auf die Länge
bezogen an (Verdrehwinkel/Stablänge).
Sie wird auch als relativer Verdrehwinkel bezeichnet.
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Hier
wird unter ”Datenkabel” ein Kabel
verstanden, das bei Frequenzen von über 1 MHz bzw. bei über 5 MHz,
vorzugsweise bei über
10 MHz, Daten übertragen
kann. Typische Betriebsfrequenzen belaufen sich bei derartigen Datenkabeln
momentan zwischen 100 Hz und 1000 MHz.
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Bisher
war es problematisch, eine gerade Anzahl von Adernpaaren aufweisende
Datenkabel automatisch zu konfektionieren, da bei den bekannten
Adernanordnun gen die Adernanordnung eines Kabelendes spiegelbildlich
zum anderen Kabelende war. Um eine automatische Konfektionierbarkeit
derartiger Datenkabel zu erreichen, mußten beim Stand der Technik
zwei verschiedene Konfektionierungsautomaten vorgesehen werden,
um der unterschiedlichen Anordnung der Adern an den verschiedenen Kabelenden
zu genügen
bzw. die Paare vor dem Einführen
in das Steckerinnere zueinander, zusätzlich verdreht (ausgekreuzt)
werden. Letzteres Auskreuzen wirkt sich negativ auf die elektrischen
Parameter des Kabels aus und benötigt
zusätzlich
Zeit.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein Datenkabel bzw. ein Verfahren zum
Herstellen eines Datenkabels bereitzustellen, bei welchem die automatische Konfektionierbarkeit,
auch durch Automaten, gewährleistet
ist.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Kabel mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Ferner
bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren mit den Merkmalen
des Patentanspruches 7. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus
den abhängigen
Ansprüchen.
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Ein
erfindungsgemäss
hergestelltes Datenkabel hat den Vorteil, daß nun bei jeweils vorherbestimmten
Bruchteilen einer Schlaglänge – bei parallel verlaufenden
Verseilelementen stets – die
gleiche Adernanordnung auftritt.
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Diese
identische Adernanordnung hat den Vorteil, daß beide Kabelenden mit dem
gleichen Konfektionierungsautomaten und identischen Steckern verarbeitet/konfektioniert
werden kann und dadurch bei der Herstellung der konfektionierten
Kabel eine vollständige
Konfektionseinheit gegenüber
dem herkömmlichen
Verfahren eingespart werden kann.
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Die
Adern der Einzelelemente sind untereinander paarweise verdrillt.
Ein auf diese Weise hergestelltes Einzelelement ist verhältnismässig kostengünstig, denn
das Verdrillen der verdrillten Adernpaare zu den Elementen ist in
einfacher Weise mit herkömmlichen
Automaten möglich.
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Bevorzugt
ist die Kabelanordnung mit einem Mantel geschützt, der Markierungen über dem
vorherbestimmten Bruchteil Schlaglänge aufweist. Diese Markierungen
können
so angebracht sein, daß sie von
Automaten abgelesen und dort entsprechend abgelängt werden können. Bei
Trennung des Kabels nach dem vorherbestimmten Anteil der Schlaglänge wird
die gleiche Konfiguration der Adern angetroffen. Dies bedeutet,
daß für die Konfektionierung
keine spiegelbildlich konfektionierenden Konfektionsautomaten eingesetzt
werden müssen,
sondern mit einem einzigen Automaten beide Enden konfektioniert werden
können.
Gegenüber
herkömmlichen
Kabeln ist die Konfektion daher erheblich einfacher und mit geringerem
Maschinenaufwand möglich.
Des weiteren wird die Symmetrie der Kabel nicht aufgehoben.
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Bevorzugt
weist das Datenkabel mitverseilte Stützelemente auf, um die Stabilität desselben
zu verbessern.
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Bei
Datenkabeln ist es sinnvoll, dass wenigstens ein Einzelelement (1, 1a,
... 4, 4a) einzeln abgeschirmt ist. Eine derartige
Abschirmung kann bspw. eine Folie umfassen.
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Ein
erfindungsgemäßes Datenkabel
kann hergestellt werden, indem die Adern zunächst paarweise zu vier Aderpaaren
oder Einzelelementen (5 bis 8) verdrillt, danach
jeweils zwei verdrillte Adernpaare zu einem vier Adern aufweisenden
Verseilelement (10, 12) verdrillt und anschliessend
die Verseilelemente (10, 12) verseilt werden oder
aber unverseilt zueinander liegen.
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Bevorzugt
ist, dass sowohl wenigstens die Einzelelemente oder Adernpaare (5 bis 8)
selbst einfach verdrillt als auch die verdrillten Adernpaare zu Verseilelementen
(10, 12) in einem Arbeitsgang verseilt werden.
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Dabei
kann es günstig
sein, dass die Verseilelemente mit Haltewendel oder Kreuzwendel
stabilisiert werden. Vorzugsweise sind die Verdrilllängen der
Adern in den einzelnen Einzelelemente und die Schlaglängen der
Einzelelemente untereinander aufeinander abgestimmt, um ein Übersprechen
nach Möglichkeit
zu vermeiden.
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Die
Stabilität
des Verseilverbundes kann dadurch erhöht werden, dass das Datenkabel
mitverseilte Stützelemente
beinhaltet. Dadurch kann auch unabhängig von den Schlaglängen der
Einzelelemente eine genaue Positionierung der Einzelelemente untereinander
gewährleistet
werden.
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Um
die Gefahr gegenseitiger Störungen
des Datenverkehrs, wie Übersprechen,
zu reduzieren, können
die Einzelelemente/Adernpaare auch einzeln abgeschirmt sein. Als
Abschirmung kann jede geeignete Abschirmung zur Anwendung kommen.
Insbesondere bewährt
sich hierbei ein metallischer Schirm, der beispielsweise eine mitlaufende
Folie umfassen kann. Diese Folie kann bandiert, oder längslaufend,
das heisst mit einer parallelen Überlappungskante,
vorgesehen sein.
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Die
Herstellung des Datenkabels vereinfacht sich, wenn sowohl wenigstens
ein Einzelelement als auch das Datenkabel selbst in einem Arbeitsgang verseilt
werden. Auf diese Weise können
Transportvorgänge,
bei welchen ein verseiltes Einzelelement aufgewickelt und an einer
nachfolgenden Station zur Herstellung des Datenkabels wieder abgewickelt werden,
vermieden werden. Darüber
hinaus lässt sich
die Gefahr einer Überbeanspruchung
des Einzelelementes, bevor dieses zu einem festen Verseilverbund
in einem Datenkabel zusammengefügt
und gesichert wird, vermeiden, so dass sich durch diese Verfahrensführung auch
die Qualität
des Datenkabels verbessert.
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Wie
bereits weiter oben beschrieben, zeichnet sich das erfindungsgemässe Datenkabel
bzw. das erfindungsgemässe
Herstellungsverfahren auch dadurch aus, dass es besonders schonend
die Einzelelemente untereinander verseilt und konfektioniert. Dementsprechend
schlägt
die Erfindung vor, dass auch Verseilverfahren an sich, obwohl es
schon verhältnismässig schonend
ist, von der Verfahrensseite derart durchgeführt wird, dass die Einzelelemente
während
des Verseilvorganges möglichst
geschont werden, wenn die Einzelelemente durch wenigstens zwei phasenversetzt
angetriebene Verseilführungen,
von denen gegebenenfalls eine ständig stillgehalten
wird, miteinander verseilt werden, wie dieses bei sämtlichen
Verseileinrichtungen und insbesondere auch bei Verseileinrichtungen
der Fall ist.
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Dementsprechend
können,
um Überbeanspruchungen
der Einzelelemente zu vermeiden, die Verseilführungen der Verseilmaschine
wenigstens ein Führungselement
mit einer Führungsfläche, die senkrecht
zur Laufrichtung des jeweiligen Einzelelementes biegeelastisch ausgebildet
ist, umfassen. Kumulativ bzw. alternativ hierzu kann die Führungslänge, entlang
welcher die Einzelelemente wenigstens an einer Verseilführung geführt werden,
mindestens 5% des Abstandes der Verseilführungen untereinander betragen,
um punktuell auftretende Belastungen der Einzelelemente zu vermeiden.
Insbesondere können
die Einzelelemente durchgehend zwischen den Verseilführungen
geführt
werden. Letzteres kann z. B. durch elastische Rohre verschiedener
Materialien, wie z. B. Kunststoff oder Metall, bzw. Federrohre oder
Kunststoffrohre, die zwischen den Verseilführungen angeordnet sind, bewerkstelligt
werden, wobei hierdurch quasi eine durchgehende Verseilführung, welche
besonders schonend für
die Einzelelemente ist, bereitgestellt wird.
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Zur
Stabilisierung des Verseilverbandes kann eine Stabilisierungswendel
oder Kreuzwendel vorgesehen sein. Typischerweise beträgt eine
Wendelschlaglänge
maximal 50%, insbesondere 20%, der Verseilschlaglänge.
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Weitere
Vorteile, Ziele und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden
in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnung,
welche eine bevorzugte Ausführungsform
darstellt, erläutert.
Dabei zeigt:
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1 schematisch
ein erfindungsgemässes Datenkabel
im Querschnitt; und
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2 schematisch
ein erfindungsgemäßes Datenkabel
im Längsschnitt;
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3 ein
konfektioniertes Datenkabel mit 2 Steckelementen an seinen Enden;
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4 eine
Verseilung der Verseilelemente mit gleicher Schlaglänge, wobei
jeweils um eine Schlaglänge
versetzt identische Adernanordnungen auftreten;
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5 die
Verseilung der Verseilelemente mit gleicher Schlaglänge, jeweils
um eine viertel Wellenlänge
versetzt; wobei dann nach einer Schlaglänge identische Anordnungen
auftreten; und
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6 eine
Verseilung der Verseilelemente mit unterschiedlicher Schlaglänge, wobei
eine Schlaglänge
ein Vielfaches der anderen Schlaglänge ist.
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Das
in den 1 bis 3 dargestellte Datenkabel 50,
ein acht Adern (1, 1a 4, 4a)
aufweisendes Datenkabel, umfasst vier Einzelelemente 5 bis 8, die
aus jeweils zwei miteinander mit gleicher Schlaglänge verseilten
Adern 1, 1a; 2, 2a 4, 4a (exemplarisch
beziffert) gebildet sind. Jede Ader besteht aus einem Leiter und
einer Isolation, die in üblicher,
dem Fachmann bekannter Weise, ausgebildet sind.
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Diese
Einzelelemente 5 bis 8 sind jeweils paarig untereinander
zu Verseilelementen 10, 12 verseilt.
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Die
verseilten Adern 1 und 1a; 2 und 2a; 3 und 3a,
bzw. 4 und 4a jedes Verseilelements 5 bis 8 sind
jeweils von einer Abschirmfolie 9 umgeben, die in vorliegendem
Ausführungsbeispiel
bandiert mit einem üblichen Überlappungsgrad
ausgebildet ist. Ferner sind auch die Adern 1 bis 4a untereinander
verdrillt. Hierbei ist die Schlaglänge der jeweiligen Adern 1 bis 4a untereinander
sowie der Einzelelemente 5 bis 8 derart aufeinander
abgestimmt, dass Interferenzen nach Möglichkeit vermieden werden.
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Das
Kabel ist darüber
hinaus von einer nicht dargestellten Gesamtabschirmung sowie einem
sichernden Kunststoffmantel 30 mit Markierungen umgeben.
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In 4 ist
ein erfindungsgemäßes Datenkabel
mit abgenommenem Mantel schematisch gezeigt. Deutlich sieht man,
dass die Verseilschlaglängen
der beiden parallel in das Kabel einlaufenden Verseilelemente gleich
sind, was dazu führt,
dass an Stellen um jeweils eine Schlaglänge versetzt identische Konfigurationen
der Adern auftreten.
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5 zeigt
eine andere Ausführungsform der
Verseilung der Verseilelemente im Datenkabel bei abgenommenem Kabelmantel.
Hier ist die Verseilschlaglänge
beider Verseilelemente gleich, diese sind im Datenkabel aber um
eine viertel Wellenlänge zueinander
verschoben, woraus auch dann ein Auftreten identischer Adernkonfigurationen
alle ganzen Verseilschlaglängen
resultiert.
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6 wiederum
zeigt eine Anordnung, bei der das eine Verseilelement eine halb
so große
Verseilschlaglänge
wie das zweite Verseilelement hat. Daraus resultierend finden sich
identische Adernanordnungen jeweils nach dem gemeinsamen Nenner der
beiden Verseilelementschlaglängen,
hier der einer Wellenlänge
der größeren Verseilschlaglänge.
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Es
können
auch Kabel mit komplexeren Schlaglängenverhältnissen hergestellt werden.
Dabei tritt jeweils nach der längeren
Schlaglänge
eines der Verseilelemente der Kabel wieder eine identische Adern-Konfigurationen
auf.
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Obwohl
hier nur einfach verdrillte Verseilelemente gezeigt sind, können selbstverständlich auch andere
Verseilungen, wie die Dieselhorst-Martin-Verseilung vorgesehehen
sein – allerdings
muß die
Art der Verseilung dann bei allen Verseilelementen gleich sein.
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Zur
Herstellung des Datenkabels nach der Erfindung kann beispielsweise
eine Rohrspeichenverseilanlage eingesetzt werden. Diese gewährleisten
eine besonders schonende Behandlung der Einzelelemente während des
Verseilvorgangs.
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Zur
Anwendung kommen kann auch eine einfache Verdrillanlage, Bei dieser
Anlage werden Adern 1 bis 4a jeweils über einzelne
Verdrilleinheiten zu Einzelelementen 5, 6, 7, 8 verdrillt.
Die Einzelelemente 5 bis 8 können bspw. in einer weiteren
Rohrspeicherverseilanlage miteinander verseilt werden.
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Es
versteht sich, dass anstatt einer Rohrspeicherverseilanlage auch
andere Verseilanlagen, wie beispielsweise Lochscheibenverseilanlagen, Twisterverseilanlagen
oder Doppeltwisterverseilanlagen, die dem Fachmann geläufig sind,
zur Anwendung kommen können.
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Die
derart verseilten Adern werden mit einem Mantel überzogen, der in üblicher
Weise aufextrudiert wird. Es werden nun vorherbestimmte Längen des
Datenkabels von einer Trenneinrichtung abgelängt, welche das Kabel so trennt,
daß die
Adern an der Schnittstelle gleiche Orientierung haben (s. 3 bis 6).
Demzufolge können
identische Steckelemente 40 in identischer Weise angeschlossen
werden. Dazu werden die Kabelenden nacheinander einem Konfektionierungsautomaten
zugeführt, welcher
in an sich bekannter Weise die Steckelemente am Datenkabelabschnitt
anschließt
und befestigt.
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Ein
typisches, fertig konfektioniertes Kabel ist schematisch in 3 dargestellt,
wobei im unteren Bereich der 3 schematisch
ein Querschnitt durch die beiden Steckelemente 40 dargestellt
ist, aus dem ersichtlich ist, daß die Orientierung der Adern 1 bis 4a an
beiden Kabelenden gleich ist.
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Obwohl
die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben
wurde, ist dem Fachmann offensichtlich, daß sie sich auch auf andere
Ausführungsformen,
wie sie dem Fachmann geläufig
sind und die unter den Schutzumfang der Ansprüche fallen, erstreckt.
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- 1
- Einzelelement,
Ader
- 1a
- Einzelelement,
Ader
- 2
- Einzelelement,
Ader
- 2a
- Einzelelement,
Ader
- 3
- Einzelelement,
Ader
- 3a
- Einzelelement,
Ader
- 4
- Einzelelement,
Ader
- 4a
- Einzelelement,
Ader
- 5
- Einzelelement,
Ader
- 6
- Einzelelement,
Ader
- 7
- Einzelelement,
Ader
- 8
- Einzelelement,
Ader
- 9
- Folie
um Adernpaar
- 10
- Verseilelement
- 12
- Verseilelement
- 30
- Mantel
- 40
- Steckinterface
- 50
- Kabel