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Die Erfindung betrifft einen Steckkontakt zur Anordnung an einem Kontaktträger, der mit einem Gegenkontakt versehen ist, mit einem ersten Kontaktschenkel, der elektrisch leitend an einer ersten auf einer Oberseite des Kontaktträgers angeordneten Kontaktfläche des Gegenkontaktes anliegt,
und mit einem Stützschenkel, der auf einer Unterseite des Kontaktträgers anliegt und mit einem Verbindungsschenkel, der den Kontaktschenkel am Stützschenkel anordnet, wobei der Kontakt- und/oder der Stützschenkel federrückstellelastisch auslenkbar ist, der Steckkontakt ein Anschlussglied zu Anbindung eines Leiters aufweist und der Steckkontakt als Stanzteil ausgebildet ist.
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Derartige Steckkontakte sind aus vielerlei Anwendungsbereichen bekannt. Als Beispiel sei hier
DE 10 2008 054 015 der Anmelderin oder die
DE 4034094 C2 genannt. Es handelt sich dabei um sogenannte zweiseitig wirkende Steckkontakte, die – aufgeschoben auf einen Kontaktträger – diesen klammerartig von zwei gegenüberliegenden Seiten angreifen. Für einen solchen Steckkontakt gibt es an Kontaktträgern gelagerte Gegenkontakte in vielfältiger Form. Ohne dass dies einschränkend sein soll, wird die Erfindung im Folgenden anhand eines Kontaktträgers in Form einer Leiterplatte dargestellt, deren vom Steckkontakt kontaktierte Kontaktflächen von Leiterbahnen ausgebildet sind.
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Dementsprechend zeigt der vorgenannte Stand der Technik der Anmelderin einen sogenannten Direktsteckverbinder, der randseitig auf eine Leiterplatte aufgeschoben wird. Die Steckkontakte des Steckverbinders gehen mit den randseitig angeordneten Leiterbahnen eine elektrische Verbindung ein. Solche Steckverbinder werden als Direktsteckverbinder bezeichnet, da sie die Leiterplatte unmittelbar angreifen und auf eine vermittelnde Kontaktierung über einen auf der Leiterplatte angeordneten, separaten Kontaktträger verzichten, dessen Gegenkontakte mit den Leiterbahnen verbunden sind. Die hier die Gegenkontakte darstellenden Leiterbahnen, wie auch die Steckkontakte selbst, sind häufig mit sogenannten Veredelungsschichten überzogen, die die elektrischen Übergangswerte erheblich verbessern.
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Die in dem Kontaktträger gelagerten Steckkontakte sind üblicherweise als Stanzteil bzw. als Stanzbiegeteil ausgebildet und existieren demzufolge in zwei unterschiedlichen Ausführungsformen. Zum einen sind Steckkontakte bekannt, die die Kontaktflächen der Gegenkontakte, hier die Leiterbahnen, mit ihrer Stanzfläche – auch Stanzkante genannt – kontaktieren. Steckkontakte dieser Art haben den großen Vorteil, hohe Kontaktkräfte aufbringen zu können, da Kontakt- und Stützschenkel wenig elastisch sind, und hierdurch die Voraussetzung für die Übertragung hoher Ströme zu bieten. Gleichzeitig besteht bei diesen Steckkontakten die Gefahr, dass sie aufgrund der in der Regel gratigen und rauhen Stanzkante in Verbindung mit den hohen Kontaktkräften beim Aufschieben auf die Leiterbahnen die Veredelungsschichten beschädigen. Dies konterkariert die Wirkung der hohen Kontaktkräfte, indem durch die Zerstörung bzw. Beschädigung der Veredelungsschichten die elektrischen Übergangswerte verschlechtert werden.
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Eine zweite Art von Steckkontakten, die in der Regel als Stanzbiegeteil ausgebildet sind, wird nach dem Stanzen umgeformt, sodass die sogenannten Walzseiten die Kontaktflächen der Leiterbahnen kontaktieren. Solche Kontakte bringen auf die Kontaktflächen gegenüber vergleichbaren, stanzseitig aufliegenden Kontakten geringere Kontaktkräfte auf. Sie eignen sich jedoch in verstärkter Ausführung oder unter Zuhilfenahme von die Kontaktkraft verstärkenden Zusatzfedern (siehe vorgenannte
DE 4034094 C2 ) dazu, höhere Kontaktkräfte aufzubringen, ohne beim Aufschieben die Veredelungsschichten zu beschädigen, was in der walzseitigen Oberflächenbeschaffenheit begründet ist. Darüber hinaus lässt sich steckkontaktseitig die Oberflächenveredelung der Kontaktschenkel gezielt im gegenseitigen Anlagebereich von Steckkontakt und Gegenkontakt aufbringen, wohingegen bei stanzseitiger Kontaktierung üblicherweise zumindest eine Komplettveredelung der Stanzkante in der Regel jedoch des gesamten Kontaktes notwendig ist.
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Um bei der vorteilhaften, walzseitigen Kontaktierung der Gegenkontakte das notwendige Maß an Andruckkräften zu gewährleisten, sind der Miniaturisierung gewisse Grenzen gesetzt. So sind insbesondere die Rastermaße von Steckverbindern gemäß Rast 2.5 Standard bei Erhalt der jeweiligen technischen Merkmale nicht ohne weiteres reduzierbar. Dennoch besteht ein zunehmender Bedarf, eine erhöhte Polzahl bei gegebenen Anforderungen an Stromübertragung und elektrischen Übergangswerten zu realisieren.
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Folglich ist es Aufgabe der Erfindung, Steckkontakte bereitzustellen, mit denen sich bei Wahrung gegebener technischer Anforderungen die Rastermaße von Steckverbindern, insbesondere gemäß Rast 2.5 Standard, reduzieren lassen.
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Gelöst wird die Erfindung von einem Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruches 1, insbesondere den kennzeichnenden Merkmalen, wonach der Kontaktschenkel des Steckkontaktes mit seiner Walzseite auf der ersten Kontaktfläche des Gegenkontaktes und der Stützschenkel mit seiner Stanzkante auf der Unterseite des Kontaktträgers aufliegt.
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Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt in der Ausbildung des stanzseitig am Kontaktträger – im hier angeführten Beispiel der Leiterplatte – anliegenden Stützschenkels. Gegenüber herkömmlichen Steckkontakten, die bei walzseitiger Kontaktierung der Kontaktfläche des Gegenkontakts ebenfalls einen walzseitig kontaktierenden Stützschenkel aufweisen, ist die Kontaktweite des Stützschenkels der Erfindung um ein erhebliches Maß geringer und entspricht lediglich der Materialstärke des Kontaktes. Wenn entsprechender Bedarf besteht, lässt sich aufgrund des im Vergleich zum Stand der Technik relativ unelastischen Stützschenkels dieser zur Erhöhung der Kontaktkräfte zwischen dem Kontaktschenkel und der Kontaktfläche nutzen. Durch eine wechselweise gegensinnige Anordnung mehrerer Steckkontakte nebeneinander kommt es bei benachbarten Steckkontakten dazu, dass der walzseitig kontaktierende Kontaktschenkel des ersten Steckkontaktes eine Kontaktfläche auf der Oberseite des Kontaktträgers kontaktiert, wohingegen der benachbarte zweite Steckkontakt mit seinem Kontaktschenkel auf der Kontaktfläche der Unterseite des Kontaktträgers aufliegt. Da der Stützschenkel des erfindungsgemäßen Steckkontaktes erheblich schmaler ist als der zugehörige Kontaktschenkel, lassen sich bei wechselseitiger Anordnung von erfindungsgemäßen Steckkontakten diese durch die vorbeschriebene Anordnung am Kontaktträger verschachteln, sodass gegenüberliegende Kontaktschenkel – getrennt durch den Kontaktträger – überlappend angeordnet sind.
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Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Verbindungsschenkel randseitig am Kontaktschenkel angeordnet und hinsichtlich seiner Walzseite im Wesentlichen orthogonal zum Kontaktschenkel ausgerichtet ist. Bei dieser Ausführungsform ist aufgrund der Anordnung des Verbindungsschenkels auch der Stützschenkel seitlich des Kontaktschenkels und unterhalb des Kontaktschenkels angeordnet, sodass bei gegensinniger Anordnung mehrerer Kontakte an einem Kontaktträger ein maximales Maß gegenseitiger Überlappung benachbarter Kontaktschenkel möglich ist. Auch winklige Anordnungen abweichend von 90° sind denkbar.
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Besonders bevorzugt ist jedoch ein Steckkontakt mit den Merkmalen des Anspruches 3, der sich dadurch kennzeichnet, dass der Verbindungsschenkel verkröpft ausgebildet und der am Verbindungsschenkel angeordnete Stützschenkel parallel zur Längsmittelachse des Kontaktschenkels ausgerichtet und mittig unter dem Kontaktschenkel angeordnet ist.
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Bei diesem Steckkontakt gewährleistet die Lage des Stützschenkels parallel zur Längsmittelachse und mittig unterhalb des Kontaktschenkels eine im Wesentlichen gleichmäßige Verteilung der Andruckkräfte zwischen den Anlageflächen von Gegenkontakt und Kontaktschenkel.
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Es ist weiterhin vorgesehen, dass der Kontaktschenkel das Anschlussglied, insbesondere eine Schneidgabel, hält. Denkbar ist auch, dass das Anschlussglied zur Anbindung des Leiters als Crimpanschluss, Federklemme, Schraubklemme, Lötanschluss oder in einer anderen Anschlussart ausgeführt wird.
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Darüber hinaus ist es möglich, dass der Gegenkontakt unterseitig des Kontaktträgers eine zweite Kontaktfläche ausbildet, welche mit dem Stützschenkel in elektrischer Verbindung steht. Diese Ausführungsform kontaktiert den Gegenkontakt beidseitig elektrisch, was Vorteile hinsichtlich der Elektrizitätsübertragung bietet.
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Ausgehend vom genannten Stand der Technik ist es weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung von Steckkontakten zuschaffen, die ein vermindertes Rastermaß also einen verminderten Abstand zwischen den Kontaktpunkten zweier benachbarter Steckkontakte ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfüllt von einer Anordnung gemäß den Merkmalen des Anspruches 6, die sich insbesondere dadurch kennzeichnet, dass die Kontaktschenkel der Steckkontakte gegensinnig am Kontaktträger angeordnet sind, so dass der erste Steckkontakt mit seinem Kontaktschenkel auf der oberseitig angeordneten Kontaktfläche des ersten Gegenkontaktes aufliegt und der zweite Steckkontakt mit seinem Kontaktschenkel auf der unterseitig angeordneten Kontaktfläche des zweiten Gegenkontaktes aufliegt.
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Diese Anordnung ermöglicht die bereits vorbeschriebene Verschachtelung von gleichartig ausgebildeten, erfindungsgemäßen Steckkontakten an einem Kontaktträger und eine Reduzierung des Rastermaßes.
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Insbesondere in Verbindung mit den Merkmalen des Anspruches 7, wonach die Kontaktflächen der Unterseite des Kontaktträgers gegenüber den Kontaktflächen der Oberseite des Kontaktträgers um einen bestimmten Bruchteil des Abstandes versetzt angeordnet sind, lässt sich das Rastermaß von Steckverbindern mit erfindungsgemäßen Steckkontakten erheblich reduzieren.
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Dabei ist vorgesehen, dass der Abstand der oberseitigen Kontaktflächen und der Abstand der unterseitigen Kontaktflächen identisch ist.
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Insbesondere wenn der Versatz dem 0,5-fachen Abstand entspricht, kann ein vorteilhafter Steckkontakt mit den Merkmalen des Anspruches 3 Verwendung finden, wodurch eine erhebliche Reduzierung bekannter Rastermaße eines Steckverbinders möglich ist. Dies ermöglicht es, insbesondere bei den eingangs genannten und weit verbreiteten Steckverbindungen gemäß Rast 2.5 Standard bei gleichen technischen Werten das Rastermaß erheblich zu reduzieren, was in der Praxis eine erhebliche Miniaturisierung bedeutet. Von Vorteil ist es insbesondere, wenn die Kontaktflächen der oberseitigen Gegenkontakte in etwa mittig zu den Kontaktflächen der unterseitigen Gegenkontakte positioniert sind.
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Weitere Vorteile der Erfindung sowie ein besseres Verständnis derselben ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Es zeigen:
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1: Einen erfindungsgemäßen Steckkontakt in perspektivischer Ansicht auf die Unterseite des Kontaktschenkels,
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2: der Steckkontakt gemäß 1 in perspektivischer Ansicht auf die Oberseite des Kontaktschenkels,
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3: eine Seitenansicht auf eine Anordnung von Kontaktschenkeln gemäß 1 an einer Leiterplatte,
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4: eine perspektivische Ansicht der 3 auf die Oberseite der Leiterplatte,
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5: eine perspektivische Ansicht gemäß 3 auf die Unterseite der Leiterplatte,
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6: eine perspektivische Ansicht gemäß 4 mit beidseitiger elektrischer Kontaktierung der Steckkontakte,
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7: eine perspektivische Ansicht gemäß 5 mit beidseitiger elektrischer Kontaktierung der Steckkontakte,
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8: eine Anordnung von Steckkontakten aus dem Stand der Technik an einer Leiterplatte in Ansicht gemäß 3.
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In den Figuren ist ein erfindungsgemäßer Steckkontakt insgesamt mit der Bezugsziffer 10 versehen. Der Steckkontakt 10 ist in den 1 und 2 in Einzeldarstellung gezeigt. Er umfasst einen Kontaktschenkel 11, dessen zu einem Kontaktträger 12 weisende Unterseite eine Kontaktkuppe 13 ausbildet. An dem der Kontaktkuppe 13 abgewandten Ende des Kontaktschenkels 11 ist ein Anschlussglied 14 in Form einer Schneidgabel 15 angeordnet. Ein Verbindungsschenkel 16 ist seitlich am Kontaktschenkel 11 etwa im Übergangsbereich zum Anschlussglied 14 angesetzt und trägt den Stützschenkel 17. Der Stützschenkel 17 erstreckt sich parallel zu einer Längsmittelachse M des Kontaktschenkels 11 und ist über den Verbindungsschenkel 16 vom Kontaktschenkel 11 unterseitig beabstandet angeordnet. An seinem freien Ende weist der Stützschenkel 17 eine Stützkuppe 18 auf, die zum Kontaktschenkel 11 gerichtet ist.
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Aus den 1 und 2 ist ersichtlich, dass der Steckkontakt 10 als Stanzbiegeteil ausgebildet ist. Der Steckkontakt 10 wird aus einem geeigneten, elektrisch leitfähigem, flächigen Material, insbesondere einem Blech, mit einem Stanzwerkzeug herausgelöst. Dabei bilden die Ober- und Unterseite des Blechs die sogenannten Walzseiten, wohingegen die beim Herauslösen mittels des Stanzwerkzeuges entstehenden Seitenflächen als Stanzseite bzw. Stanzkante bezeichnet werden. Nach dem Stanzvorgang sind Kontaktschenkel 11, Verbindungsschenkel 16 und Stützschenkel 17 noch in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Durch entsprechende Biegevorgänge wird der Stanzling zum Steckkontakt 10 aufgerichtet, wie er in den 1 und 2 dargestellt ist. Die Unterseite des Kontaktschenkels 11 ist zum Stützschenkel 17 gewandt, die Oberseite des Kontaktschenkels 11 weist in die entgegengesetzte Richtung. Beim Aufrichten des Kontaktes 10 wird schließlich auch die Kontaktkuppe 13 durch Biegen bzw. Prägen des Kontaktschenkels 11 hergerichtet.
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In den 4 und 5 sind Kontakte gemäß 1 und 2 an einem Kontaktträger 12, hier in Form einer Leiterplatte 19, angeordnet. Die Gegenkontakte 20 werden von Leiterbahnen 21 gebildet, die auf der Leiterplatte 19 aufgebracht sind. Wie aus vergleichender Betrachtung der 4 und 5 ersichtlich ist, sind die Leiterbahnen 21 sowohl auf der Oberseite O wie auch auf der Unterseite U auf der Leiterplatte 19 aufgebracht und weisen zueinander einen einheitlichen Abstand A auf. Der einheitlichen Abstand A korrespondiert mit dem Rastermaß, welches den waagerechten Abstand zweier Kontaktschenkel-Längsmittelachsen M benachbarter Kontakte 10, also den Abstand zweiter Kontaktkuppen 13, zueinander angibt.
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Gezeigt ist, dass die Anordnung der Steckkontakte 10 an der Leiterplatte 19 zueinander gegensinnig erfolgt. Das heißt, der Kontaktschenkel 17 eines ersten Steckkontaktes 10 liegt auf einer Leiterbahn 21 der Oberseite O der Leiterplatte 19 auf. Der Kontaktschenkel 11 des benachbarten Steckkontaktes 10 liegt hingegen auf einer Leiterbahn 21 der Unterseite U der Leiterplatte 19 auf. Anders ausgedrückt ist der Stützschenkel 17 des ersten Steckkontaktes 10 neben dem Kontaktschenkel 11 eines zweiten Steckkontaktes 10 angeordnet. Deutlich wird zudem, dass der Kontaktschenkel 11 walzseitig auf der Leiterbahn 21 aufliegt, wohingegen der Stützschenkel 17 stanzseitig auf der Leiterplatte aufliegt.
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Wie aus den 4 und 5, insbesondere jedoch auch aus 3 zu sehen ist (eine Ansicht auf Schmalkante der Leiterplatte 19 gem. 4 und 5), erlaubt es die vorbeschriebene, gegensinnige Anordnung mehrerer Steckkontakte 10 nebeneinander, das Rastermaß, also den Abstand der Längsmittelachsen M zweier benachbarten Kontakte zueinander, erheblich zu vermindern. Die Kontakte 10 sind quasi ineinander geschachtelt angeordnet, wozu der Verbindungsschenkel 16 derart verkröpft ist, dass der Stützschenkel 17 in einer die Längsmittelachse M beinhaltenden, vertikal zur Walzseite des Kontaktschenkels 11 ausgerichteten Ebene angeordnet ist. Der Stützschenkel 17 ist demzufolge zentral unterhalb des Kontaktschenkels 11 angeordnet, wodurch die Kontaktkräfte zwischen den Anlageflächen des Kontaktschenkels 11 und der Leiterbahn 21 gleichmäßig verteilt sind.
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Zur Verdeutlichung des gegenüber dem Stand der Technik verringerten Rastermaßes dient der Vergleich zwischen den 3 und 8. In 8 sind Kontakte 100 aus dem Stand der Technik auf eine Leiterplatte 119 aufgeschoben. Bei den Kontakten 100 des Standes der Technik sind der Kontaktschenkel 111 und der Stützschenkel 117 gleichartig ausgebildet und liegen beide walzseitig auf der Leiterplatte 119 auf. Hierdurch nimmt der Stützschenkel 117 den gleichen Oberflächenbereich der Leiterplatte für sich ein wie der Kontaktschenkel 111. Infolge dessen ist das Rastermaß im Stand der Technik wenigstens um die halbe Breite des Stützschenkels höher als bei Verwendung von Kontakten 10 gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Lediglich der Vollständigkeit halber sei anhand der 6 und 7 dargestellt, dass unter Einhaltung des verringerten Rastermaßes bei der Verwendung erfindungsgemäßer Kontakte 10 auch eine beidseitige Kontaktierung von Gegenkontakten 20 eines Kontaktträgers 12, hier also Leiterbahnen 21 einer Leiterplatte 19, möglich ist. Hierzu sind lediglich die Anzahl der Leiterbahnen 21 auf der Oberseite O wie auf der Unterseite U der Leiterplatte 19 unter Berücksichtigung des verringerten Rastermaßes zu verdoppeln, sodass neben dem walzseitig aufliegenden Kontaktschenkel 11 auch der stanzseitig aufliegende Stützschenkel 17 eine Leiterbahn 21 kontaktiert.
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Je nach Anordnung des Stützschenkels 17 relativ zum Kontaktschenkel 11 ist eine erhebliche Reduzierung des Rastermaßes unter Einhaltung vorgegebener technischer Spezifikationen bei Verwendung des erfindungsgemäßen Steckkontaktes 10 an Stelle von den Kontakten 100 des Standes der Technik ohne weiteres möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Steckkontakt
- 11
- Kontaktschenkel
- 12
- Kontaktträger
- 13
- Kontaktkuppe
- 14
- Anschlussglied
- 15
- Schneidgabel
- 16
- Verbindungsschenkel
- 17
- Stützschenkel
- 18
- Stützkuppe
- 19
- Leiterplatte
- 20
- Gegenkontakte
- 21
- Leiterbahnen
- 100
- Kontakt
- 111
- Kontaktschenkel
- 117
- Stützschenkel
- 119
- Leiterplatte
- A
- Abstand von 21
- M
- Längsmittelachse von 11
- O
- Oberseite
- U
- Unterseite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008054015 [0002]
- DE 4034094 C2 [0002, 0005]
