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Die Erfindung richtet sich auf eine Applikationseinrichtung für einen Sensorkopf wie er beispielsweise als Bestandteil einer Messanordnung zur Erhebung von Messsignalen, aus vitalem Gewebe zur Ermittlung der Präsenz, Konzentration, oder Stoffzusammensetzung von Körperflüssigkeiten sowie auch von ggf. nur temporär gefäßgebundenen Substanzen Anwendung finden kann.
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Es sind mobile Spektrometer bekannt, durch welche eine Analyse von temporär gefäßgebundenen Substanzen bewerkstelligt werden kann, indem eine mit dem Spektrometer gekoppelte Sensorkopfeinrichtung an einen Fingerkuppenbereich eines Anwenders, insbesondere Patienten angesetzt wird und über dieses Spektrometer jeweils das Spektrum von aus dem Fingerkuppengewebe austretendem Remissionslicht aufgezeichnet wird. Anhand des so aufgezeichneten Spektrums können verschiedenste in dem untersuchten Gewebebereich vorhandene Substanzen erkannt werden. Diese Spektrometer können als klassische Spektrometer aufgebaut sein, bei welchen eine Zerlegung des einfallenden Lichtes durch optische Mittel bewerkstelligt wird und die Intensität des zerlegten Lichtes unter Zuordnung zur Wellenlänge gemessen wird. Zur Vermeidung von beweglichen Teilen können die Spektrometer so gestaltet sein, dass das nach seiner Wellenlänge zerlegte Licht auf ein CCD-Array aufgeleitet und durch dieses hinsichtlich seiner Intensität analysiert wird.
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Aus
DE 4242232 C2 ist eine Sensoreinrichtung bekannt durch welche im Bereich der Fingerkuppe eines Patienten eine Analyse des dort aus dem Gewebe austretenden Lichtes bewerkstelligt werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen zu schaffen, durch welche es möglich wird, im Bereich des Fingers eines Anwenders, insbesondere Patienten nicht-invasive Messungen, insbesondere spektrometrische Messungen in messtechnisch und ergonomisch vorteilhafter Weise abzuwickeln.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Applikationseinrichtung zur Applikation eines Sensorkopfes an einem Finger eines Anwenders, mit:
einem Außengehäuse,
einem Einsatzkörper der aus einem polsternden Weichmaterial gefertigt ist und in dem Außengehäuse sitzt, wobei der Einsatzkörper eine Fingeraufnahmekaverne bildet,
wobei das Außengehäuse einen Rückenschalenabschnitt, einen ersten Klemmschenkel und einen zweiten Klemmschenkel umfasst,
und wobei die beiden Klemmschenkel gegenüber dem Rückenschalenabschnitt derart variabel positionierbar sind,
dass der Einsatzkörper zwischen dem Rückenschalenabschnitt und den beiden Klemmschenkeln definiert deformierbar, insbesondere radial stauchbar ist.
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Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine Applikationseinrichtung zu schaffen die sich durch einen hohen Tragekomfort auszeichnet und präzise auf die Abmessungen des jeweils aufzunehmenden Fingers abstimmbar ist.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Rückenschalenabschnitt und dem jeweiligen Klemmschenkel ein Klemmspalt vorgesehen, wobei der Einsatzkörper im Bereich dieses Klemmspalts freiliegt. Der von dem jeweiligen Klemmschenkel radial gestauchte Einsatzkörper kann in diesen Klemmspalt hinein, und ggf. durch diesen Klemmspalt hindurch radial ausweichen. Der Klemmspalt bildet insoweit eine Fensteröffnung in welche der Einsatzkörper von innen her ausweichen kann.
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Weiterhin ist gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung auch zwischen den beiden Klemmschenkeln ein Schenkelspalt gebildet über welchen der Einsatzkörper wiederum abschnittsweise freiliegt. Auch in diesen Schenkelspalt kann der Einsatzkörper eintauchen und dabei in gewissem Maße radial ausweichen. Dieser Schenkelspalt kann wiederum eine sich in Längsrichtung der Fingeraufnahmekaverne erstreckende Fensteröffnung bilden in welche der Einsatzkörper von innen her ausweichen kann.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Rückenschalenabschnitt und die Klemmschenkel über einen Stellmechanismus einstellbar gekoppelt. Der Stellmechanismus ist vorzugsweise so gestaltet, dass der Rückenschalenabschnitt und die Klemmschenkel gegeneinander entlang einer Stellachse verfahrbar sind, die im wesentlichen quer zur Längsachse der Fingeraufnahmekaverne verläuft. Dieser Stellmechanismus umfasst vorzugsweise eine Führungseinrichtung, sowie eine Stellschraubeneinrichtung. Über die Stellschraubeneinrichtung kann der Abstand der Klemmschenkel von dem Rückenschalenabschnitt vorzugsweise stufenlos verändert werden. Die Stellschraubeneinrichtung kann so in die Applikationseinrichtung eingebunden sein, dass diese werkzeuglos justiert werden kann. Vorzugsweise ist eine Kappeneinrichtung vorgesehen durch welche die Stellschraubeneinrichtung in der jeweils gewählten Position gesichert und abgedeckt werden kann. Der Stellmechanismus kann so gestaltet sein, dass durch diesen für den der Fingerkuppe benachbarten Bereich der Fingeraufnahmekaverne und den die Einstecköffnung bildenden Bereich der Fingeraufnahmekaverne unterschiedliche Klemmmaße einstellbar sind. Hierdurch wird es möglich, die Applikationseinrichtung auch an bestimmte Fingerformen vorteilhaft anzupassen.
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Die beiden Klemmschenkel sind vorzugsweise zu einer Schenkelstruktur zusammengefasst, insbesondere als Integralteil ausgebildet. Diese Schenkelstruktur kann einen Basisabschnitt umfassen über welchen die beiden Schenkel miteinander verbunden sind. Dieser Basisabschnitt beherbergt vorzugsweise auch einen Teil des Stellmechanismus.
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Im Bereich des Schenkelspaltes zwischen den Klemmschenkeln ist vorzugsweise in dem Einsatzkörper eine Applikationsöffnung vorgesehen, zur Applikation eines Sensorkopfes. Die Sicherung des Sensorkopfes in der Applikationseinrichtung kann über das Einsatzteil, oder insbesondere über die Klemmschenkel erfolgen. Vorzugsweise ist die Sicherungsstruktur zur Sicherung des Sensorkopfes so gestaltet, dass die Andruckkraft des Sensorkopfes an den zu untersuchenden Gewebeabschnitt begrenzt ist, vorzugsweise relativ exakt der Pressung des Einsatzkörpers entspricht. Die im Bereich des Schenkelspalts vorgesehene Aufnahmeöffnung des Sensorkopfes eignet sich insbesondere für Messungen im Bereich der Fingerinnenflächen.
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Für die durch Führung von Messungen im Bereich des Fingerrückens, oder für Durchlichtmessungen ist in vorteilhafter Weise auch im Bereich des Rückenabschnittes eine Applikationsöffnung vorgesehen, zur Applikation eines Sensorkopfes.
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Vorzugsweise ist der Einsatzkörper aus einem Silikonmaterial, insbesondere Silikonschaummaterial gefertigt. Der Einsatzkörper kann dabei insbesondere derart eingefärbt sein, dass dieser als lichtundurchlässige Struktur fungiert, und damit insbesondere Umgebungslicht vom Sensorkopf abschirmt.
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Der Rückenschalenabschnitt und die beiden Klemmschenkel bilden vorzugsweise ein Klemmflächensystem dessen Hauptdruckachsen sich im Bereich der Fingermitte schneiden und zueinander Winkel von etwa 120° einnehmen. Zwischen benachbarten Klemmflächen verläuft jeweils ein Klemmspalt in welchen das Material des Einsatzkörpers in gewissem Maße radial hinein abwandern kann.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
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1a eine Skizze zur Veranschaulichung des Aufbaus und der Anwendung einer erfindungsgemäßen Applikationseinrichtung für einen Sensorkopf an einem Finger eines Anwenders, hier in geöffnetem Zustand unmittelbar vor der Applikation;
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1b eine Radialschnittansicht durch die erfindungsgemäße Applikationseinrichtung nach 1a in entspanntem Zustand;
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2a eine Skizze zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Applikationseinrichtung in Applikationsposition, mit gespanntem Einsatz- oder Polsterkörper;
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2b eine Radialschnittansicht durch die erfindungsgemäße Applikationseinrichtung nach 2a in gespanntem Zustand;
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3a eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Applikationseinrichtung in geöffnetem Zustand;
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3b eine weitere Seitenansicht der erfindungsgemäßen Applikationseinrichtung in geöffnetem Zustand zur Veranschaulichung der Polsterformation;
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3c eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Applikationseinrichtung in geöffnetem Zustand;
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4a eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Applikationseinrichtung in geschlossenem Zustand;
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4b eine weitere Seitenansicht der erfindungsgemäßen Applikationseinrichtung in geschlossenem Zustand zur Veranschaulichung der radialen Polsterausbauchung;
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4c eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Applikationseinrichtung in geschlossenem Zustand;
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4d eine Skizze zur Erläuterung des an dem Einsatzkörper angreifenden Kräftesystems.
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1 zeigt eine Applikationseinrichtung zur Applikation eines Sensorkopfes 1 an einem Finger 2 eines Anwenders, mit einem Außengehäuse 3, einem Einsatzkörper 4 der aus einem Weichmaterial gefertigt ist und in dem Außengehäuse 3 sitzt, wobei der Einsatzkörper 4 eine Fingeraufnahmekaverne 5 bildet.
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Das Außengehäuse 3 umfasst einen Rückenschalenabschnitt 6, einen ersten Klemmschenkel 7 und einen zweiten Klemmschenkel 8. Die beiden Klemmschenkel 7, 8 sind gegenüber dem Rückenschalenabschnitt 6 derart variabel positionierbar, dass der Einsatzkörper 4 zwischen dem Rückenschalenabschnitt 4 und den beiden Klemmschenkeln 7, 8 definiert deformierbar ist.
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Wie aus 1b ersichtlich, ist zwischen dem Rückenschalenabschnitt 3 und dem jeweiligen Klemmschenkel 7, 8 jeweils ein Klemmspalt 9a, 9b vorgesehen. Der Einsatzkörper 4 liegt im Bereich dieses Klemmspalts 9a, 9b frei. Weiterhin ist auch zwischen den beiden Klemmschenkeln 7, 8 ein Schenkelspalt 10 gebildet, wobei der Einsatzkörper auch im Bereich dieses Schenkelspaltes 10 freiliegt.
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Die Klemmspalte 9a, 9b und der Schenkelspalt 10 bilden Ausweichzonen über welche des Material des Einsatzkörpers 4 definiert radial nach außen ausweichen kann. Durch dieses Konzept wird eine besonders vorteilhafte Anspannung des Einsatzkörpers 4 an den Finger des Anwenders ermöglicht.
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2a zeigt die erfindungsgemäße Applikationseinrichtung in aufgeschobenem und geschlossenem Zustand. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind der Rückenschalenabschnitt 6 und die Klemmschenkel 7, 8 über einen Stellmechanismus 11 einstellbar gekoppelt. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der Stellmechanismus 12 eine Stellschraubeneinrichtung 11. Die Stellschraubeneinrichtung 11 ist von einer Kappeneinrichtung 13 abgedeckt, so dass der Stellmechanismus nicht ohne weiteres verstellt werden kann.
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Wie aus 2b ersichtlich sind die beiden Klemmschenkel 7, 8 zu einer Schenkelstruktur zusammengefasst die als solche den Einsatzkörper 4 definiert gegen die Innenseite des Rückenschalenabschnitts spannt. Im Bereich des Schenkelspaltes 10 ist in dem Einsatzkörper 4 eine Applikationsöffnung 14 vorgesehen, zur Applikation des Sensorkopfes 1. Es ist möglich, auch im Bereich des Rückenabschnittes 6 sowie ggf. in dem hiermit übereinkommenden Bereich des Einsatzkörpers 4 eine Applikationsöffnung 15, 16 vorzusehen zur Applikation eines weiteren, oder ergänzenden Sensorkopfes. Der Einsatzkörper 4 ist aus einem Silikonmaterial; insbesondere Silikonschaummaterial gefertigt. Die zur Aufnahme der vorderen Fingerglieder in dem Einsatzkörper 4 ausgebildete Kaverne 5 kann eine besondere Umfangsprofilierung aufweisen die in gewissem Maße ein Fingerinnenflächenbett bietet und eine gewisse Abzugssicherung der Applikationseinrichtung durch leichten Hintergriff der Fingergelenkbereiche, insbesondere vermittels einer leichten, in die Fingergelenkkehle eintauchenden Erhebung schafft.
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In den 3a, 3b und 3c ist der Aufbau der erfindungsgemäßen Applikationseinrichtung weiter veranschaulicht. Diese Figuren zeigen die Applikationseinrichtung in geweitetem Zustand in welchem diese für relativ große Finger passt, oder zumindest leichtgängig auf den entsprechenden Finger aufgeschoben werden kann.
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Die 4a, 4b und 4c veranschaulichen die erfindungsgemäße Applikationseinrichtung in geschlossenem, bzw. sehr klein eingestellten Zustand. Die über die Klemmspalte 9a, 9b und den Schenkelspalt 10 freiliegenden Umfangsabschnitte des Einsatzkörpers 4 können radial über diese Spalte nach außen ausweichen.
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Wie in 4d skizziert, generieren der Rückenabschnitt 6 und die Klemmschenkel 7, 8 ein die Druckkräfte F1, F2 und F3 umfassendes Kräftesystem, wobei die Wirkungslinien dieser Kräfte zueinander einen Winkel von etwa 120° einschließen. Zwischen den Schenkeln und dem Rückenabschnitt 6 verbleiben Ausweichzonen über welche das Material des Einsatzkörpers 4 radial ausweichen kann.
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Der Rückenabschnitt 6 bildet eine etwas größere Sitzfläche auf dem Einsatzkörper 4 aus, als die Klemmschenkel 7, 8. Der Rückenabschnitt 6 fungiert als Klemmbasis über welche der vom Einsatzkörper 4 ummantelte Finger des Anwenders nach Maßgabe der an den Klemmschenkeln 7, 8 eingestellten Radialdruckkräfte F2, F3 sanft gespannt wird.
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Über den Einsatzkörper 4 kann durch entsprechende Wanddickengestaltung sowie Profilierung der Fingeraufnahmekaverne weiter Einfluss auf die Flächenpressungsverteilung genommen werden. Der Einsatzkörper kann auch aus mehreren sich hinsichtlich ihrer Shorehärte unterscheidenden Materialien aufgebaut sein. So kann beispielsweise der den Fingerrücken stützende Bereich des Einsatzkörpers eine etwas höhere Shorehärte aufweisen als der die Fingerinnenfläche abstützende Bereich. der Innenbereich des Stützkörpers kann eine auf eine typische Fingerform abgestimmte Innenprofilierung aufweisen.
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Der Einsatzkörper 4 und das durch den Rückenabschnitt 6 und die Klemmschenkel 7, 8 gebildete Außengehäuse können durch entsprechende Komplementärgeometrien so gestaltet werden, dass der Einsatzkörper 4 unter elastischer Deformation in das Außengehäuse eingeschoben werden kann und darin mit einer gewissen Schnappcharakteristik gesichert ist.
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Der Sensorkopf ist bei einer typischen Einsatzform der erfindungsgemäßen Applikationseinrichtung als optischer Sensorkopf ausgeführt, der mehrere Lichtleitern aufnimmt über welche Licht in den Fingerbereich eingekoppelt wird und aus dem Fingerbereich austretendes Licht aufgegriffen und einer Spektrometereinrichtung zugeführt werden kann.
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Die Applikationseinrichtung kann weiterhin mit Strukturen versehen sein, die eine gewisse Sicherung derselben an der Hand ermöglichen. Beispielsweise kann an dem Außengehäuse eine Bandlasche ausgebildet sein durch welche ein Sicherungsband hindurchgeführt werden kann, das beispielsweise an einem Armband gesichert werden kann das um das Handgelenk des Anwenders geführt ist.
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Es ist möglich, in dem Außengehäuse einen kleinen Aufnahmeraum auszubilden in welchem eine elektronische Schaltung aufgenommen werden kann durch welche die seitens des Sensorkopfes erfassten Signale drahtlos zu einem Empfangsgerät übermittelt werden können.
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Es ist möglich, für einen bestimmten Typ des Außengehäuses verschiedene Einsatzelemente, beispielsweise in Form eines Sets vorzuhalten, so dass durch entsprechenden Bestückung des Außengehäuses mit ausgewählten Einsatzkörpern des Set bestimmten Anwendungsfällen besonders vorteilhaft Rechnung getragen werden kann.
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Der Sensorkopf 1 wird vorzugsweise über die Applikationseinrichtung derart abgestützt, dass der Sensorkopf 1 auf der Fingerinnenfläche des Anwenders mit einer Flächenpressung aufsitzt, die in etwa der durch den Einsatzkörper 4 generierten Flächenpressung entspricht, oder nur geringfügig größer ist. Der Sensorkopf 1 kann über das Einsatzelement in gewissem Maße gelenkig, bzw. kardanisch abgestützt sein, so dass dieser im Rahmen der Elastizität des umgebenden Bereichs des Einsatzkörpers eine günstige Ausrichtung selbsttätig einnimmt. Über das Außengehäuse kann für den Sensorkopf eine Zugentlastung realisiert sein, so dass etwaige an einem von der Applikationseinrichtung weggeführten Leitungsabschnitt angreifende Zugkräfte nicht direkt auf den Sensorkopf 1 wirken, sondern vom Außengehäuse aufgenommen werden. Hierdurch wird erreicht, dass etwaige an dem Sensorkabel angreifende Kräfte die Messung z. B. durch temporäre Entlastung des den Sensorkopf berührenden Körpergewebeabschnitts verfälscht werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Applikationseinrichtung derart gestaltet, der Sensorkopf von der Applikationseinrichtung abgenommen und angesetzt werden kann, selbst wenn die Applikationseinrichtung am Anwender appliziert ist. Hierdurch wird es möglich, den Sensorkopf rasch vom Anwender zu trennen und später wieder positionsgleich anzusetzen. Die Halterung für den Sensorkopf 1 kann im Zusammenspiel mit den Klemmschenkeln 7, 8 realisiert sein. Die Klemmschenkel 7, 8 können eine Rastgeometrie bilden in welcher der Sensorkopf 1 einerseits hinreichend gesichert und positioniert ist und andererseits noch ausreichend beweglich gelagert ist, dass dieser eine optimale Ausrichtung auf dem entsprechenden Fingerbereich einnehmen kann.
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Das Außengehäuse 1 bildet vorzugsweise einen schalenartigen Korpus von gestreckt Ei-förmiger Gestalt. Das Außengehäuse umfasst einen als geschlossen erscheinenden und Ei-kuppenartigen Kopfbereich an welchen sich der Rückenabschnitt 6 und den beiden Klemmschenkeln als etwas gestrecktere Strukturen anschließen. Der Rückenabschnitt 6 und die Klemmschenkel sind durch die Klemm- und Schenkelspalte voneinander getrennt. Diese Spalte bilden Fensterabschnitte über welche das in dem Außengehäuse 1 aufgenommene Einsatzteil abschnittsweise freiliegt. Die Klemmung des Einsatzteiles wird durch Einstellung des Abstandes zwischen der Innenfläche des Rückenabschnitts 6 und den Klemmschenkeln 7, 8 eingestellt. Die den Rückenabschnitt 6 bildende Komponente des Außengehäuses 1 kann in seinem den Kopfbereich bildenden Abschnitt eine Geradführung bilden über welche die den Rückenabschnitt 6 bildende Komponente in der die Klemmschenkel 7, 8 tragenden Komponente geführt ist. Diese Geradführung ist vorzugsweise so gestaltet, dass der Rückenabschnitt 6 und die Klemmschenkel 7, 8 zueinander entlang einer Achse verstellbar positioniert sind die im wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Fingeraufnahmekaverne und zudem im wesentlichen normal zur Längsachse des Rückenabschnitts 6.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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