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Die Erfindung betrifft eine Messleitung für eine Stromzählereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Messleitung umfasst (mindestens) zwei elektrische Anschlusskontakte zum Einspeisen eines zu messenden Stroms, wobei an der Messleitung ein Messwandler zum Messen eines in der Messleitung geführten Stroms anzuordnen ist.
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Eine Stromzählereinrichtung kommt heutzutage beispielsweise als digitaler Stromzähler (auch als Haushaltszähler bezeichnet) in Haushalten zum Einsatz, um einen beispielsweise über ein elektrisches Versorgungsnetz zugeführten elektrischen Strom zu erfassen. Der Begriff „Stromzähler” wird hierbei gewöhnlich für Messgeräte verwendet, mit denen die elektrische Wirkleistung über die Zeit in integrierender Weise summiert, also die elektrische Energie gemessen wird. Solche Stromzähler werden daher auch als „Energiezähler” bezeichnet.
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Stromzähler, wie sie beispielsweise aus der
DE 10 2006 008 393 A1 , der
DE 10 2006 009 767 A1 oder der
EP 1 659 411 B1 bekannt sind, verwenden als Messleitung herkömmlich einen gebogenen Metallstreifen, der durch einen Messwandler geführt ist. Der Messwandler umfasst beispielsweise einen Ringkern, an dem Sekundärwicklungen angeordnet sind, in denen bei Stromfluss durch die Messleitung ein Sekundärstrom erzeugt wird, der proportional ist zu dem (Primär-)Strom durch die Messleitung und anhand dessen somit erfasst werden kann, welcher Strom durch die Messleitung fließt.
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In herkömmlichen Stromzählern sind ein oder mehrere Messwandler in einem Stromzählergehäuse angeordnet. Aufgrund des vergleichserweise geringen in dem Stromzählergehäuse vorhandenen Bauraums sind die Möglichkeiten zur Anordnung der Messwandler in dem Stromzählergehäuse begrenzt.
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Weil die Messleitung eine niederimpedante Anbindung an ein elektrisches Versorgungsnetz bereitstellen soll, um Verluste aufgrund der Strommessung gering zu halten, werden bei herkömmlichen Stromzählern massive, gebogene Metallstreifen eingesetzt, die in vergleichsweise aufwendiger Weise geformt sind, um einerseits die erforderlichen Anschlusskontakte zur Verbindung mit einem elektrischen Versorgungsnetz bereitzustellen und andererseits sich durch einen zugeordneten Messwandler hindurch zu erstrecken. Weil das Führen der Messleitung durch den Messwandler notwendig machen kann, die Messleitung zumindest abschnittsweise um den Messwandler herum zu biegen, kann hierbei erforderlich sein, zunächst den Messwandler an der Messleitung anzuordnen, um anschließend durch einen geeigneten Biegeprozess die Messleitung in ihre erforderliche Form zu bringen.
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Nachteilig bei bekannten Stromzähleranordnungen kann insbesondere sein, dass es aufgrund des aufwendigen Biegeprozesses zur Herstellung der aus einem gebogenen Metallstreifen gefertigten Messleitung zu einem vergleichsweise großen Materialverbrauch und einem erheblichen Verschnitt kommen kann. Der vergleichsweise aufwendige Biegeprozess und der Materialverbrauch können zu erheblichen Kosten führen. Zudem begrenzen herkömmlich verwendete Messleitungen die Möglichkeiten für eine Anordnung von Messwandlern in einem Stromzählergehäuse zusätzlich.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Messleitung für eine Stromzählereinrichtung bereitzustellen, die in einfacher, kostengünstiger Weise herstellbar ist und eine flexiblere Anordnung eines oder mehrerer Messwandler in einem Gehäuse eines Stromzählers ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Demnach ist die Messleitung mehrteilig ausgebildet und weist mindestens ein Kontaktmesser, das einen Anschlusskontakt ausbildet, und einen Leitungsabschnitt, an dem der Messwandler anzuordnen ist und der mit dem mindestens einen Kontaktmesser verbunden ist, auf.
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Die Messleitung ist somit nicht mehr, wie bisher üblich, einstückig aus einem massiven, gebogenen Metallstreifen hergestellt, sondern ist mehrteilig ausgebildet und weist entsprechend einen, vorzugsweise zwei Kontaktmesser auf, die jeweils einen Anschlusskontakt tragen. Mit den Kontaktmessern ist ein Leitungsabschnitt verbunden, der sich beispielsweise durch eine Öffnung eines Messwandlerrings des Messwandlers hindurch erstreckt und der somit durch den Messwandler hindurchgeführt ist.
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Durch die mehrteilige Ausbildung der Messleitung kann die Herstellung der Messleitung vereinfacht werden. Insbesondere können Biegeprozesse ganz oder teilweise entfallen, und der Messwandler kann in unterschiedlichen Lagen abhängig von dem zur Verfügung stehenden Bauraum in einem Gehäuse der Stromzählereinrichtung eingebaut werden.
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Durch die mehrteilige Ausgestaltung der Messleitung ist möglich, den Leitungsabschnitt zunächst an dem Messwandler anzuordnen und dann mit den Kontaktmessern zu verbinden oder den Leitungsabschnitt zunächst mit den Kontaktmessern zur Herstellung der Messleitung zu verbinden, um erst anschließend den Messwandler auf den Leitungsabschnitt aufzuziehen.
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Die Messleitung weist vorzugsweise zwei Kontaktmesser auf, wobei der Leitungsabschnitt mit einem Ende mit dem einen Kontaktmesser und mit einem anderen Ende mit dem anderen Kontaktmesser verbunden ist. Der Leitungsabschnitt ist hierbei vorteilhafterweise flexibel derart, dass er in seiner Form abhängig von der Lage des Messwandlers und dem zur Verfügung stehenden Bauraum angepasst und in einfacher Weise durch den Messwandler hindurch verlegt werden kann.
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Beispielsweise kann der Leitungsabschnitt durch eine Litze ausgebildet sein. Als Litze wird ein aus dünnen Einzeldrähten bestehender und daher leicht zu biegender elektrischer Leiter bezeichnet. Litzen werden fachsprachlich auch feindrähtige oder feinstdrähtige Leiter genannt, im Gegensatz zu unflexiblen eindrähtigen oder mehrdrähtigen Adern.
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Der Leitungsabschnitt kann beispielsweise über eine Schweißverbindung, beispielsweise mittels Ultraschall- oder Widerstandsschweißen, mit den zugeordneten Kontaktmessern verbunden sein.
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Möglich ist aber auch, dass der Leitungsabschnitt mit den zugeordneten Kontaktmessern über elektrische Steckkontakte, beispielsweise in Form von sogenannten Tulpenkontakten, verbunden ist. Bei Tulpenkontakten handelt es sich um Steckkontakte, die eine Mehrzahl von eine Stecköffnung definierenden, federelastisch beispielsweise über einen Federring gegeneinander vorgespannten Kontaktabschnitten aufweisen. Solche Tulpenkontakte können beispielsweise an beiden Enden des Leitungsabschnitts angeordnet sein und auf zugeordnete Steckabschnitte an den Kontaktmessern aufgesteckt werden, sodass über die Tulpenkontakte eine lösbare, niederimpedante Verbindung des Leitungsabschnitts mit den Kontaktmessern bereitgestellt wird.
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Eine Stromzählereinrichtung mit einer Messleitung nach der vorangehenden beschriebenen Art umfasst vorzugsweise (mindestens) einen an der Messleitung angeordneten Messwandler zum Messen eines in der Messleitung geführten Stroms. Der Messwandler ist dabei an dem Leitungsabschnitt der Messleitung angeordnet und kann beispielsweise einen Messwandlerring mit einer Öffnung, durch die der Leitungsabschnitt hindurch erstreckt ist, aufweisen.
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Die Stromzählereinrichtung weist vorteilhafterweise ein Gehäuse auf, das beispielsweise an einer Bodenplatte Stecköffnungen aufweist, in die jeweils ein Kontaktmesser eingesteckt ist. Über die Stecköffnungen werden beispielsweise zwei Kontaktmesser an der Bodenplatte gehalten, wobei an über die Bodenplatte hinaus nach außen vorstehenden Enden der Kontaktmesser die Anschlusskontakte zum Verbinden mit einem elektrischen Versorgungsnetz angeordnet sind und die Kontaktmesser innenseitig über den Leitungsabschnitt miteinander verbunden sind. Der Leitungsabschnitt erstreckt sich durch einen zugeordneten Messwandler hindurch, sodass der Messwandler einen durch die Kontaktmesser und den Leitungsabschnitt geführten Strom erfassen kann.
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Zumindest eins der einem Messwandler zugeordneten Kontaktmesser weist in einer weiteren Ausgestaltung eine Fahne auf, die zum Anschließen des Kontaktmessers an eine elektronische Auswerteeinrichtung beispielsweise in Form einer mit elektrischen und elektronischen Komponenten bestückten Leiterplatte dient. Über die Fahne kann beispielsweise die Spannung an der Messleitung abgegriffen werden, um die Erfassung der elektrischen Energie an der Messleitung zu ermöglichen.
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Die Fahne erstreckt sich vorteilhafterweise an einem dem Anschlusskontakt abgewandten Ende des Kontaktmessers. Die Fahne kann beispielsweise einen Steckabschnitt aufweisen, mit dem die Fahne in eine zugeordnete Öffnung einer Leiterplatte zur elektrischen Kontaktierung mit einer Leiterbahn an der Leiterplatte eingesteckt werden kann.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Stromzählereinrichtung mit in einem Gehäuse angeordneten Messwandlern;
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2 eine Ansicht der Anordnung gemäß 1 von oben;
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3 eine gesonderte Ansicht eines Messwandlers mit einer durch den Messwandler hindurch erstreckten Messleitung;
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4 eine Ansicht eines Steckkontakts in Form eines Tulpenkontakts; und
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5 eine schematische Ansicht einer Messleitung mit einem Leitungsabschnitt, der über Steckkontakte mit Kontaktmessern verbunden ist.
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1 und 2 zeigen einen Stromzähler 1, der ein Gehäuse 10 mit darin angeordneten Messwandlern 2A, 2B, 2C aufweist. Die Messwandler 2A, 2B, 2C sind zusammen mit einer elektronischen Auswerteeinrichtung 11 in Form einer mit elektrischen und elektronischen Komponenten bestückten Leiterplatte in dem Gehäuse 10 eingefasst, das von einem (in 1 nicht dargestellten) Deckel zu verschließen ist und somit eine geschlossene Einheit darstellt.
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An dem Deckel können beispielsweise auch eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen eines Zählerstands und eine Eingabeeinrichtung zum Eingeben von Steuerbefehlen angeordnet sein.
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In dem Gehäuse 10 sind drei Messwandler 2A, 2B, 2C angeordnet und an Halteeinrichtungen 103A, 103B, 103C lagefest gehalten. Die Halteeinrichtungen 103A, 103B, 103C stellen beispielsweise Aufnahmen zur Verfügung, in die die Messwandler 2A, 2B, 2C eingesteckt oder auf die die Messwandler 2A, 2B, 2C aufgesteckt werden können, so dass die Messwandler 2A, 2B, 2C in dem Gehäuse 10 (formschlüssig) gehalten sind.
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Jedem Messwandler 2A, 2B, 2C ist eine Messleitung 3A, 3B, 3C zugeordnet, die sich abschnittsweise durch den jeweils zugeordneten Messwandler 2A, 2B, 2C hindurch erstreckt und einen zu messenden Strom führt.
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Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Messleitung 3 im Zusammenwirken mit einem zugeordneten Messwandler 2 ist in 3 dargestellt. Die Messleitung 3 ist mehrteilig ausgebildet und weist zwei Kontaktmesser 30, 31 auf, die über einen Leitungsabschnitt 32 in Form einer flexiblen Litze miteinander verbunden sind. Der Leitungsabschnitt 32 ist hierbei mit Enden 320, 321 an Verbindungsstellen 33, 34 an die Kontaktmesser 30, 31 beispielsweise mittels Ultraschallschweißen oder Widerstandsschweißen angebunden, so dass sich eine niederimpedante Messleitung 3 zum Führen eines zu messenden Stroms ergibt.
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Der Leitungsabschnitt 32 in Form der flexiblen Litze ist durch eine Öffnung 200 eines Wandlerrings 20 des Messwandlers 2 hindurch verlegt. Mittels des Leitungsabschnitts 32 wird ein zu messender Strom durch die Öffnung 200 des Messwandlers 2 hindurchgeführt, so dass der zu messende Strom beispielsweise mittels Sekundärwicklungen an einem Ringkern des Messwandlers 2 gemessen werden kann.
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In an sich bekannter Weise weist der Messwandler 2 einen Ringkern auf, an dem Sekundärwicklungen angeordnet sind. Bei einem Stromfluss durch den Leitungsabschnitt 32 wird in den Sekundärwicklungen ein Strom erzeugt, der proportional ist zu dem im Leitungsabschnitt 32 geführten Strom, so dass anhand des in den Sekundärwicklungen erzeugten Stroms der Strom im Leitungsabschnitt 32 gemessen werden kann.
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Dadurch, dass der Leitungsabschnitt 32 flexibel ausgebildet ist, kann der Messwandler 2 in vergleichsweise freier Weise in dem Gehäuse 10 angeordnet werden. Die Anordnung des Messwandlers 2 in dem Gehäuse 10 des Stromzählers 1 kann somit von den Bauraumgegebenheiten abhängig gemacht werden, ohne dass die Messleitung 3 die Möglichkeiten zur Anordnung des Messwandlers 2 in dem Gehäuse 10 über die Maßen beschränkt.
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Durch die mehrteilige Ausgestaltung der Messleitung 3 ergeben sich zudem eine einfache Herstellbarkeit der Messleitung 3 und eine einfache Anordnung der Messleitung 3 an dem Messwandler 2. So entfallen insbesondere aufwändige Biegeprozesse, der Materialverschnitt ist reduziert, und das Fertigungsverfahren insgesamt vereinfacht sich.
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Beispielsweise ist durch die flexible Ausgestaltung des Leitungsabschnitts 32 möglich, den Messwandler 2 in einfacher Weise nach Verbindung des Leitungsabschnitts 32 mit den Kontaktmessern 30, 31 an der Messleitung 3 anzuordnen. Oder es ist möglich, den Leitungsabschnitt 32 zunächst durch den zugeordneten Messwandler 2 zu verlegen, um den Leitungsabschnitt 32 erst anschließend mit den Kontaktmessern 30, 31 zu verbinden.
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Die Kontaktmesser 30, 31 einer jeden Messleitung 3A, 3B, 3C bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 und 2 sind durch Stecköffnungen 101A, 102A, 101B, 102B, 101C, 102C an einer Bodenplatte 100 des Gehäuses 10 des Stromzählers 1 hindurch gesteckt und sind somit an der Bodenplatte 100 des Gehäuses 10 gehalten. Die Kontaktmesser 30, 31 stehen dabei mit Anschlusskontakten 301, 311 über die Bodenplatte hinaus nach außen hin vor, so dass die Kontaktmesser 30, 31 einer jeden Messleitung 3A, 3B, 3C mit einer Phasenleitung eines elektrischen Versorgungsnetzes, an dem der eingespeiste Strom (bzw. die eingespeiste Energie) gemessen werden soll, verbunden werden können.
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Wie aus 3 in Zusammenschau mit 1 und 2 ersichtlich ist, weist ein erstes der Kontaktmesser 30, 31 eine Fahne 300 auf, die, in eingestecktem Zustand der Messleitung 3, 3A, 3B, 3C, von der Bodenplatte 100 des Gehäuses 10 in das Gehäuse 10 hinein vorsteht. An der Fahne 300 ist ein Steckabschnitt 303 angeordnet, mit dem die Fahne 300 in eine zugeordnete Stecköffnung 110 an der elektronischen Auswerteeinrichtung 11 in Form der bestückten Leiterplatte eingesteckt werden kann. Über den Steckabschnitt 303 kann das Kontaktmesser 30 mit der elektronischen Auswerteeinrichtung 11 verbunden werden, so dass über das Kontaktmesser 303 das Spannungspotential an der Messleitung 3, 3A, 3B, 3C abgegriffen werden kann.
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Ein weiteres Kontaktmesser 12 ist an der Bodenplatte 100 des Gehäuses 10 angeordnet, über den die elektronische Auswerteeinrichtung 11 mit einem Nullleiter eines zu prüfenden elektrischen Versorgungsnetzes verbunden werden kann (siehe 1 und 2).
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist der Leitungsabschnitt 32 mittels Schweißen und somit stoffschlüssig mit den zugeordneten Kontaktmessern 30, 31 verbunden. Bei einem in 4 und 5 dargestellten, alternativen Ausführungsbeispiel hingegen ist eine Verbindung zwischen dem Leitungsabschnitt 32 und den zugeordneten Kontaktmessern 31, 32 über Steckkontakte 4 in Form von Tulpenkontakten hergestellt. Die Tulpenkontakte 4 weisen hierbei, wie aus 4 ersichtlich, Kontaktabschnitte 40 auf, die ringförmig angeordnet sind und zwischen sich eine Stecköffnung 400 definieren. Die Kontaktabschnitte 40 sind über zwei Federringe 41 radial zueinander vorgespannt, so dass ein in die Öffnung 400 eingesteckter Steckabschnitt 302, 312 (siehe 5) unter Vorspannung in Kontakt mit den Kontaktabschnitten 40 steht.
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Wie aus 5 ersichtlich, weist jedes Kontaktmesser 30, 31 einen Steckabschnitt 302, 312 auf, der in einen zugeordneten Steckkontakt 4 an dem Leitungsabschnitt 32 eingesteckt werden kann. Über die Steckkontakte 4 und die Steckabschnitte 302, 312 kann somit eine (lösbare) steckende Verbindung zwischen den Kontaktmessern 30, 31 und dem Leitungsabschnitt 32 hergestellt werden, was eine besonders einfache Anordnung des Leitungsabschnitts 32 an einem zugeordneten Messwandler 2 bei anschließender steckender Verbindung mit den zugeordneten Kontaktmessern 30, 31 ermöglicht.
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Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 und 5 kann der Leitungsabschnitt 32 flexibel beispielsweise als Litze ausgestaltet sein. Denkbar und möglich ist aber – wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 auch –, den Leitungsabschnitt 32 durch einen anderen Leiter, beispielsweise einen Metallstreifen, auszubilden.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt.
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Insbesondere kann der Stromzähler auch mehr oder weniger als drei Messwandler aufweisen. Die Messwandler können zudem grundsätzlich auch eine andere Bauform aufweisen und müssen nicht notwendigerweise einen geschlossenen Ringkern umfassen.
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Der Stromzähler ist vorteilhafterweise als digitaler Stromzähler zum digitalen Erfassen eines eingespeisten Stroms ausgebildet. Der Stromzähler kann aber auch analog arbeiten.
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Schließlich sind grundsätzlich auch andere Verbindungsarten zur Verbindung der Kontaktmesser mit dem Leitungsabschnitt denkbar und möglich, über das Verbinden mittels Schweißen oder mittels Tulpenkontakten hinaus. Beispielsweise können auch andere Steckkontakte verwendet werden. Oder es können grundsätzlich auch klemmende Kontakte zum Einsatz kommen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stromzähler
- 10
- Gehäuse
- 100
- Bodenplatte
- 101A, 101B, 101C
- Stecköffnung
- 102A, 102B, 102C
- Stecköffnung
- 103A, 103B, 103C
- Halteeinrichtung
- 11
- Elektronische Auswerteeinrichtung
- 110
- Öffnung
- 2, 2A, 2B, 2C
- Messwandler
- 20
- Wandlerring
- 200
- Öffnung
- 3, 3A, 3B, 3C
- Messleitung
- 30, 31
- Kontaktmesser
- 300
- Fahne
- 301, 311
- Anschlusskontakt
- 302, 312
- Steckabschnitt
- 303
- Steckabschnitt
- 32
- Leitungsabschnitt
- 320, 321
- Ende
- 33, 34
- Verbindungsstelle
- 4
- Steckkontakt
- 40
- Kontaktabschnitte
- 400
- Stecköffnung
- 41
- Federring
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006008393 A1 [0004]
- DE 102006009767 A1 [0004]
- EP 1659411 B1 [0004]
