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Die Erfindung bezieht sich auf eine Prüfanordnung zum Prüfen einer Schalteinheit, welche nach einem Einsetzen in einen Flüssigkeitsbehälter für Kraftfahrzeuge dazu dient, einen insbesondere kritischen Flüssigkeitsstand im Behälter zu signalisieren. Bei den Behältern handelt es sich insbesondere um Behälter zum Aufnehmen von Hydraulikflüssigkeit, beispielsweise um Bremsflüssigkeitsbehälter. Jedoch sind solche Schalteinheiten auch in anderen technischen Einsatzbereichen serienmäßig für insbesondere den automobilen Industriebereich bekannt. Als Kraftfahrzeuge, in welchen solche Schalteinheiten Verwendung finden, sind insbesondere Personenkraftwagen und Lastkraftwagen zu nennen.
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Eine solche Schalteinheit besteht beispielsweise aus einem Körper mit einem Anschlussstecker zum Anschließen der Fahrzeugelektronik und einem Befestigungsansatz zum Befestigen an einer Öffnung des Flüssigkeitsbehälters. Aus dem Befestigungsansatz erstreckt sich ein Abschnitt, welcher sich in Form z. B. eines Domes länglich in den Behälter erstreckt und innenliegend ein Kontaktelement in Form einer Reed-Patrone aufweist. Die Reed-Patrone ist mittels Lötung mit zwei Kontaktfahnen verbunden, welche sich rückseitig in den Körper der Schalteinheit erstrecken und an Kontakte des Steckers angeschlossen sind. Üblicherweise besteht der Abschnitt aus den Kontaktfahnen, der Reed-Patrone und Kunststoff, welcher um diese Komponente herumgespritzt ist.
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Die Montage dieses Abschnitts in dem Behälter erfolgt so, dass sich der Abschnitt mit der Reed-Patrone in vertikaler Richtung erstreckt und ein ringförmiger Magnetkörper als Schwimmkörper um diesen Abschnitt herumführbar ist. Die Schalteinheit ist im Flüssigkeitsbehälter insbesondere so einmontiert, dass die Reed-Patrone in einem Dom zwischen zwei mechanischen Anschlägen positioniert ist. Zwischen die beiden Anschläge ist der Schwimmer mit dem Permanentmagneten als Magnetkörper eingebaut. Abhängig vom Flüssigkeitsstand sinkt der Magnetkörper ab oder steigt auf, so dass je nach Flüssigkeitsstand und des Magnetkörpers ein Magnetfeld des Magnetkörpers den elektrischen Schalter der Reed-Patrone ein- oder ausschaltet. Abhängig von der Schwimmerposition der z. B. Bremsflüssigkeit ist der Schalter in der Reed-Patrone ”geschlossen” oder ”offen”. Durch den Anschluss an die Fahrzeugelektronik ist somit eine permanente elektromechanische Überwachung des Flüssigkeitsstands in dem Behälter ermöglicht. Abhängig von der Position der Reed-Patrone im Dom zu den fixierten Anschlägen wird die exakte Schaltfunktion im Verhältnis zum Füllstand der Bremsflüssigkeit beeinflusst. Ist die Reed-Patrone höher angeordnet, ergibt sich die Funktion als ”Öffner”, ist die Reed-Patrone tiefer angeordnet, ergibt sich eine Funktion als ”Schließer”. Ist der Füllstand der Bremsflüssigkeit bei der Funktion ”Schließer” in Ordnung, das heißt der Behälter ausreichend voll, ist der Schalter der Reed-Patrone ”offen”. Sinkt der Füllstand der Bremsflüssigkeit auf ein kritisches Niveau, wird der Schalter der Reed-Patrone durch den absinkenden Flüssigkeitsspiegel und den damit absinkenden Magnetkörper ”geschlossen”. Die Funktion ”Öffner” verhält sich hinsichtlich des Schließzustands bzw. Schaltzustands reziprok dazu.
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Eine genaue Auslegung von Punkten, wo die Reed-Patrone ihren Stand von ”Ein” zu ”Aus” und von ”Aus” zu ”Ein” wechselt, ist durch die so genannte ATE-Norm 111.50.16 Blatt 050 definiert. Diese Punkte werden auch als Schaltpunkte bezeichnet. Diese Schaltpunkte befinden sich zwischen den mechanischen Anschlägen.
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Üblicherweise werden solche Schalteinheiten in z. B. einem Bremsflüssigkeitsbehälter fest eingebaut, wobei verschiedene Verbindungsmethoden bekannt sind. Insbesondere findet die Montage mit Bajonettverschluss, Schweißen durch Einsatz eines Heißelements oder Ultraschall statt. Erst danach erfolgt eine Prüfung der Schalteinheit.
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Nachteilhaft ist somit, dass die Schwimmeranschläge letztendlich erst nach einer Zusammenmontage des kompletten Flüssigkeitsbehälters mit der Schalteinheit definiert sind und die Bedingungen selbst in gleichen Bremsflüssigkeitsbehältern hinsichtlich der wichtigen Schaltpunkte vor einer selbst gleichen Zusammenmontageart nicht überprüfbar sind. Wurde die Schalteinheit beispielsweise während des Transports oder ihrer Montage beschädigt oder gibt es einen unerkennbaren systematischen Fehler beim Hersteller der Schalteinheit, ist ein Defekt erst nach einer Zusammenmontage erkennbar, was ein nachträgliches Ausschneiden aus dem Bremsflüssigkeitsbehälter erforderlich macht und sich nur im Rahmen einer Gegenmessung überprüfen lässt. Kritisch ist dabei zudem, dass während der Ausschneideprozedur abhängig von der dazu verwendeten Technik eine Verletzung der diese Tätigkeit durchführenden Personen nicht ausgeschlossen ist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Prüfanordnung und ein Verfahren zum Prüfen einer Schalteinheit derart zu verbessern, dass eine Überprüfung insbesondere vor einer Endmontage der Schalteinheit mit einem Flüssigkeitsbehälter ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird durch die Prüfanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
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Bevorzugt wird demgemäß insbesondere eine Prüfanordnung zum Prüfen einer Schalteinheit mit einer Halteeinrichtung mit einer Aufnahme, wobei die Aufnahme ausgebildet ist zum Einsetzen einer Schalteinheit, welche ein wegragendes und auf ein Magnetfeld reagierendes Schaltelement, insbesondere einen Reedschalter, aufweist. Die Prüfanordnung ist außerdem ausgestattet mit einem Magnetkörper oder einer Magnetkörper-Halteeinrichtung, die zum Einsetzen eines Magnetkörpers ausgebildet ist, und ausgestattet mit einer Abstandsmesseinrichtung, insbesondere Höhenmesseinrichtung, welche einen Abstand zwischen einerseits einem ersten Punkt an der Halteeinrichtung oder der Aufnahme und andererseits einem zweiten Punkt an dem Magnetkörper oder an der Magnetkörper-Halteeinrichtung erfasst oder bestimmbar macht. Mit anderen Worten lässt eine solche Vorrichtung einer Änderung des Schaltzustands einen momentanen Abstand eindeutig zuordnen.
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Ermöglicht wird mit einer solchen Prüfanordnung insbesondere das Prüfen einer Schalteinheit vor deren Einbau in ein Behältnis, insbesondere in einen Hydraulik- oder Bremsflüssigkeitsbehälter eines Kraftfahrzeugs. Hauptbestandteil der Prüfanordnung ist eine Halteeinrichtung, welche eine Aufnahme aufweist oder in welche eine Aufnahme einsetzbar ist, wobei die Aufnahme ausgestaltet ist, eine solche Schalteinheit aufzunehmen. Bevorzugt wird dabei ein modularer Aufbau, bei welchem verschiedene Aufnahmen bereitstehen, welche jeweils an zueinander verschiedene Schalteinheiten angepasst sind, um durch Austausch der Aufnahme auch Schalteinheiten mit einem anderen Aufbau prüfen zu können. Das von der Schalteinheit bzw. deren Körper wegragende Schaltelement ist in üblicher Art und Weise innerhalb eines im Wesentlichen zylindrischen länglichen Körpers aufgenommen. Im üblichen Betrieb erstreckt sich dieses längliche Element bzw. das Schaltelement mit dem Reed-Schalter in vertikaler Richtung nach unten, um von einem Magnetkörper in Art eines Schwimmers umgeben zu werden, so dass abhängig von einer Höhe des schwimmenden Magnetkörpers ein Schaltzustand der Schalteinheit bzw. von deren Reed-Schalter in einen von zwei Schaltzuständen gesetzt wird.
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Um ein korrektes Schalten der Schalteinheit sicherstellen zu können, ist es wichtig, dass diese einen korrekten Aufbau und eine korrekte Funktionalität aufweist. Durch die Anordnung in der definierten Aufnahme gelangt die Schalteinrichtung in eine definierte Position, so dass durch Überführen oder Entlangführen eines Magnetkörpers über den bzw. am länglichen Abschnitt mit dem Schaltelement abhängig von dem Magnetkörper der oder die Schaltzustände überprüfbar sind. Neben einer Prüfung, ob ein Umschalten überhaupt stattfindet, ist auch eine Lage der Schaltpunkte relativ zum Körper bzw. Gehäuse der Schalteinheit wichtig. Dies kann dadurch geprüft werden, dass ein Abstand zwischen zwei Punkten gemessen wird, wobei die Punkte einerseits an der Schalteinheit bzw. an der Halteeinrichtung und andererseits an dem relativ dazu verstellbaren Magnetkörper einfach definierbar oder vorgebbar sind. Bei den Punkten kann es sich insbesondere um vordefinierte Schaltpunkte der Schalteinheit handeln. Zweckmäßigerweise ist dabei der Magnetkörper auch in einer definierten Position angeordnet, beispielsweise in einer Magnetkörper-Halteeinrichtung, welche ein höhenverstellbarer Bestandteil der Halteeinrichtung ist. Umgekehrt kann bei einem starr angeordneten Magnetkörper beispielsweise auch die Halteeinrichtung mit der Aufnahme und dem darin eingesetzten Schaltelement höhenverstellbar relativ zum Magnetkörper sein. Bevorzugt wird eine solche Prüfanordnung, bei der einerseits der Magnetkörper oder die Magnetkörper-Halteeinrichtung und andererseits die Halteeinrichtung und/oder die Aufnahme in Längserstreckungsrichtung der Schalteinheit um definierbare Abstandsbeträge relativ zueinander verstellbar sind. Hervorgehoben wird damit, dass diese Komponenten zweckmäßigerweise relativ zueinander verstellbar sind, um den Abstand bestimmen zu können. Dabei können alle oder auch nur eine dieser Komponenten verstellbar in der Prüfanordnung aufgenommen sein.
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Bei einer derartigen Prüfanordnung wird bevorzugt, wenn die Aufnahme ausgebildet ist zur Aufnahme der Schalteinheit in Ausrichtung mit deren Schaltelement in sich nach oben, insbesondere vertikal nach oben erstreckender Richtung, und wenn der Magnetkörper oder eine Magnetkörper-Halteeinrichtung mit einem daran angeordneten Magnetkörper ausgebildet ist, den Magnetkörper von insbesondere oben her an oder über das Schaltelement zu versetzen. Hervorgehoben wird somit eine Ausrichtung der Schalteinheit mit vertikaler Ausrichtung des Schaltelements bzw. der dieses umgebenden Komponenten innerhalb der Prüfanordnung. Während die Schalteinheit in einem Behältnis später üblicherweise mit nach unten gerichtetem Schaltelement eingebaut wird, wird die Schalteinheit in der Prüfanordnung somit vorzugsweise mit vertikal nach oben gerichtetem Schaltelement angeordnet. Dieser Aufbau macht nur das Überführen des Magnetkörpers erforderlich und vereinfacht somit den Aufbau gegenüber einer Anordnung, bei welcher der Magnetkörper von unten her über das Schaltelement anzuheben wäre oder die Halteeinrichtung mit Aufnahme und integrierter Schalteinheit nach unten verstellt werden müsste.
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Bei einer solchen Prüfanordnung kann die Halteeinrichtung eine Adapterausgestaltung zur Aufnahme einer adapterartig einsetzbaren Aufnahme einer Vielzahl verschiedener Aufnahmen sein. Dadurch ist die Aufnahme modular an verschiedenartige Schalteinheiten anpassbar.
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Gemäß einer Ausgestaltung einer derartigen Prüfanordnung ist ein solcher Magnetkörper als Schwimmer oder in Art eines Schwimmers ausgebildet, wie er im regulären Betrieb einer solchen Schalteinheit funktional mit einem solchen Schaltelement zusammenwirkt. Der Magnetkörper ist insbesondere ringförmig oder mit einer zylindrischen Bohrung zum Überführen über das Schaltelement ausgestaltet.
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Diese Prüfanordnung wird insbesondere bevorzugt, wenn ein solcher Magnetkörper oder die Magnetkörper-Halteeinrichtung adapterartig modular anpassbar ist an verschiedene solcher Schalteinheiten und/oder deren Schaltelemente. Bevorzugt werden somit Ausgestaltungen der Prüfanordnung, bei welchen sowohl die Aufnahme als auch der Magnetkörper als Sets mit unterschiedlichen Ausgestaltungen bereitgestellt werden. Dies ermöglicht, eine Vielzahl verschiedenartig aufgebauter Schalteinheiten prüfen zu können, indem lediglich die geeigneten Aufnahmen und Magnetkörper in der Prüfanordnung gewählt werden.
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Bei derartigen Prüfanordnungen ist optional eine solche Aufnahme ausgebildet, ein Teilstück eines Gehäuses einzusetzen, in dem eine solche Schalteinheit aufgenommen ist. In die Aufnahme wird somit nicht direkt die Schalteinheit eingesetzt, sondern die Schalteinheit zusammen mit einer Gehäuseschale, in welcher die Schalteinheit in die entsprechende Öffnung bereits eingesetzt ist. Dabei kann die Aufnahme die Schalteinheit halten, nur die entsprechende Gehäuseschale oder das Teilstück des Gehäuses aufnehmen oder sowohl das Teilstück als auch die Schalteinheit halten. In diesem Fall wird nicht nur die Schalteinheit alleine auf korrekten Aufbau und korrekte Schaltfunktion geprüft, sondern es kann auch geprüft werden, ob die Schalteinheit nach dem Einsetzen in das entsprechende Teilstück des Gehäuses richtig funktioniert, bevor das Teilstück des Gehäuses mit weiteren Gehäusekomponenten zu dem Gehäuse fest zusammengesetzt wird.
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Eine solche Ausgestaltung wird bevorzugt im Rahmen einer Prüfanordnung, bei der das Teilstück des Gehäuses mit zumindest einem weiteren Teilstück zu dem Gehäuse ergänzbar ist, in welchem die Schalteinheit nach der Prüfung dauerhaft verbleibt.
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Insbesondere wird eine Prüfanordnung bevorzugt mit einer Schaltzustandsprüfeinrichtung, die einen elektrischen Anschluss aufweist, der an eine solche Schalteinheit anschließbar ist, wobei die Schaltzustandsprüfeinrichtung zum Erfassen einer Schaltzustandsänderung ausgebildet ist. Eine solche Schaltzustandsprüfeinrichtung kann beispielsweise eine eigenständige Komponente in Form eines Spannungs- und/oder Widerstandsprüfgeräts sein, dessen Kabel an die Kontakte des Steckers der Schalteinheit anschließbar sind. Im Widerstandsprüfmodus wird ein unendlicher Widerstand angezeigt, wenn das Schaltelement geöffnet ist bzw. kein oder ein vernachlässigbar geringer Widerstand angezeigt wird, wenn das Schaltelement geschaltet bzw. geschlossen ist. Jedoch kann eine solche Schaltzustandsprüfeinrichtung auch fester Bestandteil der Prüfanordnung sein und baulich in der Halteeinrichtung oder einer sonstigen Komponente der Prüfanordnung integriert sein.
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Eigenständig bevorzugt wird ein Verfahren zum Prüfen einer Schalteinheit, die ein Schaltelement aufweist, wobei das Verfahren insbesondere zum Prüfen mit einer derartigen Prüfanordnung ausgestaltet ist. Bei dem Verfahren wird eine solche Schalteinheit in einer Aufnahme einer Halteeinrichtung eingesetzt und an eine Schaltzustandsprüfeinrichtung zum Erfassen einer Schaltzustandsänderung angeschlossen. Bei dem Verfahren wird ein Magnetkörper oder ein an einer Magnetkörper-Halteeinrichtung angeordneter Magnetkörper längs des Schaltelement verstellt, bis eine solche Schaltzustandsänderung erfasst wird, und ein Abstand zwischen einerseits einem ersten Punkt an der Halteeinrichtung oder der Aufnahme und andererseits einem zweiten Punkt an dem Magnetkörper oder an der Magnetkörper-Halteeinrichtung erfasst, bestimmt oder geprüft. Verfahrensgemäß wird somit ein Prüfablauf bevorzugt, welcher insbesondere mit der bevorzugten Prüfanordnung durchgeführt werden kann. Mit anderen Worten ordnet ein solches Verfahren eine Änderung des Schaltzustands einem momentanen Abstand eindeutig zu.
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Bevorzugt wird ein solches Verfahren, bei dem mittels eines Satzes sich in Erstreckungs- oder Schaltauslöserichtung des Schaltelements unterschiedlich weit erstreckender Magnetkörper ein Sicherheitsschaltpunkt durch Einsatz verschiedener solcher Magnetkörper in verschiedenen aufeinanderfolgenden Prüfschritten bestimmt oder überprüft wird. Insbesondere bevorzugt wird dabei eine Verfahrensweise, bei welcher verschiedene Magnetkörper einfach auf das insbesondere vertikal nach oben angeordnete Schaltelement aufgesetzt werden, bis ein Umschalten des Schaltzustands erfolgt. Abhängig von dem gewählten Magnetkörper ist dann eindeutig bestimmbar, wie groß der Abstand von einem Körper der Schalteinheit oder einem Anschlag an einer Halteeinrichtung oder Aufnahme für die Schalteinheit bis zu dem Schaltelement ist, so dass der Abstand eindeutig bestimmbar ist. Diese verschieden dimensionierten Magnetkörper sind dabei insbesondere hohlzylindrische Körper, innerhalb derer das Magnetelement in unterschiedlicher Position von derjenigen Stirnseite angeordnet ist, welche nach unten über die Anordnung mit dem Schaltelement übergeführt wird. Anstelle solcher Magnetkörper oder zusätzlich dazu können auch Abstandshalter bereitgestellt werden, welche zwischengesetzt werden zwischen eine Magnetkörperaufnahme und den Magnetkörper.
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Die einzelnen dabei bestimmten oder erfassten Abstandswerte sind dabei ggf. mit Toleranzwerten beaufschlagt zu betrachten und mit Sollwerten oder Sollwertebereichen zu vergleichen, um eine ausreichende Schaltfunktion und Dimensionierung der Schalteinheit sicherzustellen.
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Eine solche Prüfanordnung bzw. ein solches Verfahren sind insbesondere ausgelegt für eine solche Schalteinheit, die als eine Fahrzeug-, insbesondere Kraftfahrzeugbehälter-Flüssigkeitsstand-Prüfschalteinheit für ein Fahrzeug ausgebildet ist.
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Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 schematisch Komponenten einer ersten beispielhaften Prüfanordnung für eine Schalteinheit, welche in einem Fahrzeugbehältnis zur Prüfung eines Flüssigkeitsstands einsetzbar ist, und
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2 eine gegenüber 1 modifizierte Ausgestaltung einer solchen Prüfanordnung.
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Wie aus 1 ersichtlich, besteht eine beispielhafte Prüfanordnung 1 zum Prüfen einer Schalteinheit 2 aus einer Vielzahl von Komponenten, welche in einer Einheit oder aber auch verteilt als eigenständige Komponenten bereitstellbar sind. Eine Halteeinrichtung 3 dient zum Aufnehmen einer Aufnahme 4, in welche eine solche Schalteinheit 2 einsetzbar ist. Zwar können Halteeinrichtung 3 und darin im Sinn einer strukturellen Ausgestaltung fest aufgenommene Aufnahme 4 als eine einzige Komponente ausgebildet sein, bevorzugt wird jedoch eine Anordnung, bei welcher die Aufnahme 4 als eigenständige Komponente in der Halteeinrichtung 3 wieder lösbar einsetzbar ist. Dadurch kann eine Vielzahl derartiger Aufnahmen 4 bereitgestellt werden, welche einerseits in die Halteeinrichtung 3 einsetzbar sind und andererseits an eine Vielzahl verschiedenartig aufgebauter Schalteinheiten 2 angepasst sind. Nach dem Einsetzen der Schalteinheit 2 in eine geeignete solche Aufnahme 4, wie dies mit einem Pfeil A skizziert ist, wird die Aufnahme 4 zusammen mit der Schalteinheit 2 in die Halteeinrichtung 3 eingesetzt, wie dies mit einem Pfeil B skizziert ist.
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Die Schalteinheit 2 umfasst ein Schaltelement 5, insbesondere eine so genannte Reed-Patrone, welche in einem sich nach oben erstreckenden und insbesondere zylindrisch aufgebauten Körper bzw. Dom angeordnet ist. Dadurch kann ein Magnetkörper 6 entlang oder übergeführt werden. Der Magnetkörper 6 entspricht von der Dimensionierung vorzugsweise einem innenseitigen Kontaktbereich eines Schwimmkörpers, welcher mit dieser Schalteinheit 2 zusammen in einem Behältnis zur Prüfung eines Flüssigkeitsstands eingesetzt werden soll. Auch kann ein oder sogar der später im Behältnis mit der Schalteinheit 2 zusammen zu verwendende Schwimmkörper als der Magnetkörper 6 verwendet werden.
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Um einen Abstand d prüfen zu können, welcher für die Kombination einer solchen Schalteinheit 2 und eines solchen Magnetkörpers 6 als Höhe bzw. Schaltstrecke zwischen einem ersten Punkt p3, p3*, p1 an der Schalteinheit 2 bzw. der Aufnahme 4 und einem zweiten Punkt p2 am Magnetkörper 6 zu erwarten ist, wird der Magnetkörper 6 in einer Abstandsmesseinrichtung 7 eingesetzt, wie dies mit einem Pfeil C skizziert ist. Der „erste” Punkt an der Schalteinheit 2 befindet sich im definierten Abstand zu dem „ersten” Punkt p1 an der Aufnahme 4, wenn die Schalteinheit 2 darin eingesetzt ist. Der erste Punkt p1 der Aufnahme 4 liegt insbesondere direkt auf der Aufnahme 4. In diesem Punkt ist die Höhemessanlage auf ”Null” gesetzt und davon der Abstand d gemessen. An der Schalteinheit kann auch ein weiterer erster Punkt p3* vorgesehen sein, bei dem ein Zurückschalten erfolgt, falls der Magnet 6 für das Schaltelement 5 zu tief abgesenkt wird.
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Die Abstandsmesseinrichtung 7 ist insbesondere als eine Höhenmesseinrichtung ausgestaltet. Beispielhaft ist der Magnetkörper 6 in einer Magnetkörper-Halteeinrichtung 10 eingesetzt, die als modulare Komponente austauschbar ist, um eine Vielzahl verschiedenartiger solcher Magnetkörper 6 verwenden zu können. Optional kann der Magnetkörper 6 auch fester Bestandteil einer modularen Magnetkörper-Halteeinrichtung sein, um dann mit adapterartigen Modulelementen zusammen an weiteren Komponenten der Abstandsmesseinrichtung montiert werden zu können.
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Die beispielhafte Magnetkörper-Halteeinrichtung 10 ist z. B. mittels Schrauben an einer Höhenverstelleinrichtung 16 befestigbar. Die Höhenverstelleinrichtung 16 ist an einem Ständer 17 aufwärts bzw. abwärts bewegbar, wobei der Ständer 17 auf einem bodenseitigen Sockel 18 montiert ist. Der Ständer 17 weist eine Höhenskala 19 auf, so dass eine Höhenverstellung und eine gegenüber dem Sockel 18 oder einem Untergrund des Sockels definierte eingestellte Höhe mittels der Höhenskala 19 ablesbar ist. Zusammen mit der Höhenverstelleinrichtung 16 können somit die Magnetkörper-Halteeinrichtung 10 und der Magnetkörper 6 relativ zu der fix montierten Schalteinheit 2 abgesenkt werden, wie dies mit einem Pfeil D skizziert ist, bis ein Schaltvorgang erfasst wird. Die zu dieser Höhen an der Höhenskala 19 ablesbare Höhe dient zur Bestimmung des Abstands d.
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Um den Schaltpunkt sicher erkennen zu können, wird an einen elektrischen Anschluss 13 der Schalteinheit 2, welcher in Verbindung mit dem Schaltelement 5 steht, ein Stecker 12 einer Schaltzustandsprüfeinrichtung 11 angeschlossen. Die Schaltzustandsprüfeinrichtung 11 umfasst insbesondere auch eine Schaltzustandsanzeige 14, an welcher beispielsweise ein Widerstandwert des Schaltelements 5 ablesbar ist. Insbesondere legt die Schaltzustandsprüfeinrichtung 11 über den Stecker 12 und den elektrischen Anschluss 13 eine Spannung an dem Schaltelement an. Im geöffneten Zustand des Schaltelements 5 besteht somit aus Sicht der Schaltzustandsprüfeinrichtung 11 ein unendlich großer Widerstand bzw. kein Stromfluss durch das Schaltelement 5. Wird der Magnetkörper 6 so weit abgesenkt, dass das Schaltelement 5 schließt, entsteht ein geschlossener Stromkreislauf, so dass Strom fließt und der effektive messbare Widerstand des Schaltelements vorzugsweise gegen Null geht oder einen niedrigeren Wert aufweist. Die Schaltzustandsanzeige 14 dient beispielsweise dazu, den jeweils momentanen Widerstandswert des Schaltelements 5 anzuzeigen, so dass ein Wechsel des anliegenden Signals s von einem ersten Schaltzustand s1 zu einem zweiten Schaltzustand s2 an der Schaltzustandsanzeige 14 ablesbar ist.
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Zu der Signaländerung führt die Zusammenauslegung der Reed Patrone und des magnetischen Felds des Magnets. Der erste Punkt p1, p3 repräsentiert somit eine Position, bei der es zu der Signaländerung zwischen den Schaltzuständen s1 zu s2 und/oder s2 zu s1 kommt, wenn der zweite Punkt p2 eine bestimmt Position relativ zum ersten Punkt P1, p3 erreicht. Anders gesprochen erfolgt in diesem Fall der in der Schalteinheitsaufnahme 4 eingesetzten Schalteinheit 2 die Signaländerung, wenn der „erste” Punkt p3 der Schalteinheit 2 gleich oder in definiertem Abstand zu dem zweiten Punkt p2 am Magneten 6 ist.
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Die beispielhaft dargestellte Schaltzustandsprüfeinrichtung 11 ist im oder am Sockel 18 fest integriert. Prinzipiell kann aber auch ein eigenständiges Strom- oder Widerstandsprüfgerät verwendet werden, welches mit seinen Anschlusskabeln an dem elektrischen Anschluss 13 angeschlossen wird, um den Strom- oder Spannungswechsel feststellen zu können.
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Um eine gut definierte Höhenbestimmung zu ermöglichen, ist die Halteeinrichtung 3 ebenfalls an dem Sockel 18 fixiert dargestellt. Prinzipiell können aber die Halteeinrichtung 3 und die Abstandsmesseinrichtung 7 auch als eigenständige Komponenten verwendet werden, ohne zwingend fest miteinander verbunden zu sein. Prinzipiell würde auch ausreichen, wenn beide Komponenten eigenständig auf beispielsweise einer ebenen Tischplatte aufgestellt sind, um so eine eindeutige relative Höhenposition der eingesetzten Schalteinheit 2 relativ zu dem eingesetzten Magnetkörper 6 zu ermöglichen.
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Nach der Bestimmung der Höhe bzw. des Abstands d kann ggf. auch ein zweites Umschalten festgestellt werden, wenn der Magnetkörper 6 ausreichend weit weiter absenkbar ist und das Schaltelement 5 vom zweiten Schaltzustand s2 zum ersten Schaltzustand s1 zurückkehrt. Auch für diesen Übergang ist wieder eine eindeutige Höhe mittels der Höhenskala 19 bestimmbar.
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Da die Schalteinheit 2 in der Aufnahme 4 und der Halteeinrichtung 3 räumlich fixiert ist und eine definierte Höhenposition einnimmt, ist der von der Höhenskala 19 abgelesene Wert direkt oder gegebenenfalls mittels Tabellenvergleich direkt auf die Schaltpunktgenauigkeit der Schaltpunkte s1, s2 der Schalteinheit 2 übertragbar.
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Abschließend wird der Magnetkörper 6 mittels der Höhenverstelleinrichtung 16 wieder nach oben verstellt, so dass die Schalteinheit 2 und die Aufnahme 4 wieder aus der Halteeinrichtung 3 entnommen werden können. Optional kann vorgesehen sein, dass dazu ein federbeaufschlagter Fixierbolzen 20 verstellt, insbesondere heruntergezogen werden muss, wie dies mit einem Pfeil E skizziert ist.
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Ergänzend oder unabhängig können auch Rastelemente vorgesehen sein, welche zur zeitweiligen Fixierung der Schalteinheit 2 in der Aufnahme 4 dienen. Zum Einschieben der Schalteinheit 2 oder Einsetzen der Schalteinheit 2 in die Aufnahme 4 und zum Einschieben oder Einsetzen der Aufnahme 4 in die Halteeinrichtung 3 sind Führungselemente und Stützelemente lediglich beispielhaft skizziert. Prinzipiell können auch jegliche andere Verbindungen vorgesehen werden, welche eine Positionierung der Schalteinheit 2 in der Halteeinrichtung 3 ermöglichen, um eine definierte Höhenposition der Schalteinheit 2 und von deren Schaltelement 5 sicherzustellen. Theoretisch könnte die Schalteinheit 2 auch umgekehrt eingesetzt werden, wie sie im Einbauzustand in einem Gehäuse eingebaut wäre, wobei dann der Magnetkörper 6 unterhalb der Schalteinheit 2 angeordnet wäre und der Magnetkörper 6 anzuheben und/oder die Schalteinheit 2 mit der Halteeinrichtung 3 abgesenkt werden würde.
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In beispielsweise Bremsflüssigkeitsgehäusen sind Festanschläge zum Begrenzen der möglichen Wegstrecke des Magnetkörpers 6 bzw. dort Schwimmers mit magnetischem Körper vorgesehen, um den Bewegungsspielraum zu begrenzen. Derartige Anschläge können ebenfalls in der beispielhaften Prüfanordnung realisiert oder durch entsprechende Höhenwertberücksichtigungen ersetzt werden.
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2 zeigt eine gegenüber 1 modifizierte Ausgestaltung, bei welcher auf die rechtsseitig dargestellte Abstandsmesseinrichtung auch gänzlich verzichtet werden kann. Dargestellt ist eine modifizierte Aufnahme 4, welche zusätzlich eine Abstandsmesseinrichtungskomponente in Art einer Magnetkörper-Halteeinrichtung 8 aufweist. Eine solche Magnetkörper-Halteeinrichtung 8 kann auch direkt als Komponente der Halteeinrichtung 3 ausgebildet sein oder an der Aufnahme 4 oder der Halteeinrichtung 3 modular ansetzbar ausgestaltet sein.
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Die Magnetkörper-Halteeinrichtung 8 erstreckt sich nach oben hin und weist eine Magnetkörperaufnahme 21 auf, in welche ein Magnetkörper 6 einsetzbar ist. Bei dieser Ausgestaltung wird zur Prüfung die Schalteinheit 2 in die Aufnahme 4 eingesetzt, wobei sich der Abschnitt der Schalteinheit 2 mit dem Schaltelement 5 nach oben hin weiter bzw. höher erstreckt, als eine Unterkante der Magnetkörperaufnahme 21. Insbesondere ist die Magnetkörperaufnahme 21 nach vorne hin geöffnet, so dass der sich nach oben erstreckende Abschnitt mit dem Schaltelement 5 von vorne her in die Magnetkörperaufnahme 21 einschieben lässt und das Schaltelement 5 so hoch positioniert ist, dass es zumindest die Höhe des Bodens der Magnetkörperaufnahme 21 annimmt. In diesem Fall ist somit die Höhe der Schalteinheit 2 und von deren Schaltelement 5, sofern es korrekt in der Schalteinheit sitzt, in einer definierten Höhenposition zu der Magnetkörperaufnahme 21. Zur Prüfung werden nachfolgend verschiedene Magnetkörper 6 eines Magnetkörpersatzes 9 eingesetzt, so dass letztendlich die eigentliche Abstandsmesseinrichtung aus den wahlweise einsetzbaren Magnetkörpern 6 des Magnetkörpersatzes 9 und der definierten Höhe der Magnetkörperaufnahme 21 ergibt. Die verschiedenen Magnetkörper 6 des Magnetkörpersatzes 9 sind so aufgebaut, dass das magnetische Element in diesen abhängig von den jeweils verwendeten der Magnetkörper 6 eine zueinander verschiedene Höhe einnimmt. Je nach z. B. Dicke bzw. Höhe der verwendeten Magnetkörper 6 sollten diese einen der beiden vordefiniert zugehörigen Schaltzustände s1, s2 auslösen. Durch Aufsetzen der verschiedenen Magnetkörper 6 des Magnetkörpersatzes 9 ist so prüfbar ist, ob vordefiniert zu einer solchen Schalteinheit 2 passende Magnetkörper 6 des Magnetkörpersatzes 9 einen Schaltkontakt auslösen.
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Zusätzlich oder alternativ können auch Anstandshalter verwendet werden, welche zwischen der Magnetkörperaufnahme 21 und einem Magnetkörper 6 eingesetzt werden. Verschieden hohe Abstandshalter können auch einen Magnetkörpersatz 9 ersetzen.
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Auch eine solche Ausgestaltung kann weiter vereinfacht werden, indem beispielsweise die Halteeinrichtung 3 die Magnetkörperaufnahme 21 aufweist und diese auf eine definierte Höhe über einem Untergrund, beispielsweise über eine ebene Tischplatte, hält. Die Schalteinheit 2 könnte dann im einfachsten Fall direkt auf die Tischplatte aufgesetzt werden, um mittels der Tischplatte als Aufnahme im weiteren Sinne und der benachbart aufgestellten Halteeinrichtung 3 mit der Magnetkörperaufnahme 21 eine Prüfanordnung mit Abstandsmesseinrichtung auszubilden.
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Bereitgestellt wird somit insbesondere ein Prüfpaket, welches ermöglicht, eine Schalteinheit 2 vor deren Montage in einem Behälter, insbesondere Ausgleichsbehälter, zu überprüfen. Mittels der Anordnung können künstliche Anschläge dargestellt werden oder durch Bestimmung vordefinierter Höhenpunkte geprüft werden, an welchen sich Schaltzustände s1, s2 ändern, um eine Funktionsweise gemäß insbesondere ATE N 111.50.11 Blatt 050 überprüfen zu können. Im einfachsten Fall wird zur Prüfung noch ein Schwimmer mit Magnet oder ein entsprechend geeigneter Magnetkörper 6 und eine Schaltzustandsprüfeinrichtung wie beispielsweise ein Multimeter zur Widerstandsmessung benötigt. Das Prüfpaket bietet somit eine Möglichkeit, eine Schalteinheit 2 schnell und ohne Beschädigung der Schalteinheit mit klar erkennbaren Übergängen der Schaltzustände s1, s2 bei definierten Höhenpositionen bzw. Abständen d von vorgegebenen Punkten zu bestimmen. Insbesondere kann die eigentliche Halteeinrichtung 3 zusammen mit einer Vielzahl adapterartig an verschiedene Schalteinheiten angepasster Aufnahmen 4 und Magnetkörper 6 als auf definiertes Maß gepresste Schwimmer modular aufgebaut werden. Vorgesehen werden können auch Abstandshalter bzw. Abstandsplatten, welche zur Voreinstellung verschiedener definierter Höhen dienen und beispielsweise bei der Ausgestaltung gemäß 2 zuunterst auf die Magnetkörperaufnahme 21 aufgesetzt werden können, bevor ein Magnetkörper 6 aufgesetzt wird. Auch solche Abstandsplatten übernehmen dann eine Funktion, wie die beispielhaft beschriebenen verschiedenen Magnetkörper 6 des Magnetkörpersatzes 9. Bereitstellbar sind solche Komponenten vorzugsweise in einer Einheit, beispielsweise auf einem Blister, so dass jeweils ein vollständiges Prüfset für verschiedenartig gebaute Schalteinheiten 2 bereitsteht.
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Eine Darstellung künstlicher Anschläge kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Schalteinheit 2 in der Aufnahme 4 aufgenommen wird und durch mechanische Befestigung an der Halteeinrichtung 3 automatisch in definierte Positionen bzw. in eine Endlageposition gebracht wird. Ist die Schalteinheit 2 in einer derartigen Endlage positioniert, befindet sich das Schaltelement 5 bzw. der Reed-Kontakt genau in der Position, wie der Position in dem Flüssigkeitsbehälter mit entsprechendem Anschlag, in welcher die Schalteinheit 2 nach bestandener Prüfung einzusetzen ist.
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Anstelle der Verwendung eines beispielhaft dargestellten und beschriebenen Multimeters als Schaltzustandsprüfeinrichtung wäre auch eine einfache Schaltung einsetzbar, bei welcher ein Stromkreis mit einer Batterie und in Reihe geschalteter Glühbirne mit der Schalteinheit 2 in Reihe geschaltet wird. Das Schließen des Schließkontakts des Schaltelements 5 wird dann durch ein Aufleuchten der Glühbirne signalisiert bzw. das Öffnen des Schaltelements 5 durch ein Erlöschen des Lichts der Glühbirne. Umsetzbar sind auch Ausgestaltungen, bei denen ein Geräusch, beispielsweise ein ”Klick” das Erreichen einer definierten Position signalisiert.
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Bei den dargestellten Ausgestaltungen ist die Aufnahme 4 mit der Schalteinheit 2 in dem Halter bzw. der Halteeinrichtung 3 im Vergleich zur realistischen Einbauposition um 180° gedreht eingerastet. Dies ist eine besonders ergonomische Auslegung der Aufnahme 4 mit der eingesetzten Schalteinheit 2. Dadurch wird ermöglicht, dass ein Schwimmer bzw. Magnetkörper 6 beim Aufsetzen durch sein Eigengewicht in eine genaue Position relativ zur Schalteinheit 2 gebracht wird, wie dies nach späterer Montage in beispielsweise einem Bremsflüssigkeitsbehälter dem Anlegen an einen oberen Anschlag entsprechen würde. Insbesondere ist der Reed-Kontakt bzw. das Schaltelement 5 in der Mitte des Schwimmers bzw. Magnetkörpers 6 durch die Aufnahme 4 mit der Schalteinheit 2 zentrierbar.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind durch die Schalteinheitsaufnahme 4 obere und/oder untere Anschläge des Bremsflüssigkeitsbehälters repräsentiert. Vorteilhaft ist daher insbesondere auch, dass einzelne definierte Schaltpunkte bzw. beispielhafte erste und zweite Punkte p1, p2 der Schalteinheit 2 mittels beispielsweise einem Multimeter als Schaltzustandsprüfeinrichtung 11 und einer Höhenmessanlage in Form beispielsweise der Abstandsmesseinrichtung 7 messbar sind. Jedoch sind auch Ausgestaltungen ohne derart definierte Anschläge umsetzbar.
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Für eine in der Automobilindustrie eingesetzte Schalteinheit sind entsprechende Verbindungen mit einem Stecker als elektrischem Anschluss 13 und einem Stecker 12 der Schaltzustandsprüfeinrichtung 11 mit abgefederten Kontakten verwendbar. Vorzugsweise können auch Stecker 12 der Schaltzustandsprüfeinrichtung 11 modular bereitgestellt werden, um an verschiedene Stecksysteme des elektrischen Anschlusses 13 der verschiedenen Schalteinheiten 2 angepasst bereitgestellt zu werden. Dadurch ist zugleich sichergestellt, dass der Bediener die richtige Steckerauslegung überprüfen kann, insbesondere Steckercodierung, PIN-Position, Rasthakenposition und Masseanschluss.
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Die Variante der Prüfanordnung 1 gemäß 1 sieht eine Halteeinrichtung 3 und eine dazu passend angeordnete Höhen- bzw. Abstandsmesseinrichtung 7 in kompakter Bauweise vor. Diese Variante bietet alle genannten Vorteile mit zugleich der Möglichkeit, auch direkt im Fertigungsbereich von beispielsweise Bremsflüssigkeitsgehäusen eingesetzt zu werden.
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Insbesondere bei einer solchen Ausgestaltung kann auch vorgesehen werden, dass die Aufnahme 4 so ausgebildet ist, dass die Schalteinheit 2 vor der Prüfung bereits in dem Gehäuseteil eingesetzt wird, in welchem sie später fixiert eingesetzt wird. In einem solchen Fall kann die Aufnahme 4 ausgebildet sein, den entsprechenden Gehäuseabschnitt bzw. das entsprechende Gehäuseteil aufzunehmen und zusammen mit der eingesetzten Schalteinheit 2 in eine definierte Höhenposition in der Halteeinrichtung 3 zu setzen. Nach erfolgreicher Prüfung der Schalteinheit 2 kann die Anordnung dann aus der Aufnahme 4 oder der Halteeinrichtung 3 entnommen werden, um nachfolgend dieses Teilstück des Gehäuses mit der daran bereits befestigten Schalteinheit 2 an einem weiteren Teilstück oder gegebenenfalls mehreren weiteren Teilstücken des Gehäuses anzubringen und die jeweiligen Teilstücke fest miteinander zu verschweißen. In diesem Fall ist der mechanische Anschlag schon im ersten Schritt des Prüfprozesses vorhanden und die Schaltpunkte sind mittels der Variante gemäß 1 bereits im teilweise eingebauten Zustand messbar.
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Unter dem Begriff ”Sicherheit Overdrive” (Overdrive: Deutsch ”Übersteuerung”) wird ein zu prüfender Punkt verstanden, bei dem das Schaltelement noch den Zustand ”Ein” einnehmen darf. Wird diese Anforderung nicht eingehalten, könnte es in einem Fahrzeug, in dem die Schalteinheit später eingebaut ist, zu einer Fehlermeldung führen, ohne dass die Sicherheit des Fahrzeugs tatsächlich bedroht ist. Um diesen Aspekt prüfen zu können, werden beispielsweise auf definiertes Maß abgefräste Schwimmer verwendet, wie dies anhand 2 mit dem beispielhaften Magnetkörpersatz 9 beschrieben ist. Wenn ein ursprünglicher Schwimmer bzw. Magnetkörper 6 beispielsweise eine Höhe von 11,7 mm hat, ist bei geringer hohen verwendeten Schwimmern im Rahmen der Prüfung ein überprüfter Overdrive größer. Beispielsweise ergibt eine Höhe von 11,7 mm – 9,7 mm eine Höhe von 2,0 mm Overdrive. Bei Verwendung eines Schwimmers bzw. Magnetkörpers mit 10,5 mm würde sich gemäß 11,7 mm – 10,5 mm ein Overdrive von 1,2 mm ergeben.
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Das Aufsetzen von Magnetkörpern 6 auf die Anordnung gemäß 2 repräsentiert insbesondere die Variante ”Öffner”. Für die alternative Prüfvariante ”Schließer” wird zuerst ein mechanischer Gegenanschlag dargestellt. Vor dem Durchführen der Prüfung wird auf die Magnetkörperaufnahme 21 dann erst eine Abstandsplatte aufgesetzt, bevor der Magnetkörper 6 aufgesetzt wird. Die Abstandsplatte schiebt bzw. erhöht den Magnetkörper sofort in die Position eines Overdrives von 2,00 mm. Solche Abstandsplatten sind vorteilhaft einsetzbar, wenn keine insbesondere automatisierte Höhenmesseinrichtung vorhanden ist.
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Insbesondere durch die modulare Ausgestaltung und Bereitstellung einer Vielzahl unterschiedlicher Aufnahmen 4, Magnetkörper 6, Magnetkörpersätze 9 und Abstandsplatten ist ein variabler Einsatz des derartigen Prüfpakets möglich, welcher nicht nur derzeit bekannte, sondern auch zukünftige denkbare Ausgestaltungen von Schalteinheiten überprüfen lässt.
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Auch sind Kombinationen der verschiedenen Aspekte umsetzbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- ATE-Norm 111.50.16 Blatt 050 [0004]
- ATE N 111.50.11 Blatt 050 [0044]
