DE102015216905A1 - Schrittmotor-Zeiger - Google Patents
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Abstract
Eine Messinstrumentengruppe, die über eine Instrumentenoberfläche einschließlich graphischer Darstellungen verfügt, welche einen Betriebsparameter eines Fahrzeugs darstellen. Ein Zeigerarm ist vorgesehen, der aus einem lichtleitenden oder lichtübertragenden Material hergestellt ist. Der Zeigerarm umfasst einen Schrittteilbereich in einem Betriebsteilbereich der zweiten unteren Oberfläche zur Reduktion des bei der genannten zweiten Oberfläche neben dem Schrittteilbereich eintreffenden Lichts und zur Herstellung eines gleichmäßig verteilten Gesamtlichts über die gesamte beleuchtete operative Sichtoberfläche des Zeigerarms.
Description
- GEBIET DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Fahrzeuginstrumentenkonsolen und Kombiinstrumente, genauer gesagt, auf einen Zeiger für ein Messinstrument, welcher Produktmerkmale besitzt, die für verbesserte Beleuchtungseigenschaften sorgen.
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Fahrzeuge besitzen Instrumentenkonsolen für die Weitergabe von Informationen zur Anzeige von Betriebszuständen an einen Bediener. Motorfahrzeuge verfügen über Instrumentenkonsolen mit mehreren Messinstrumenten und Skalenscheiben, welche Fahrzeugzustände wie Geschwindigkeit, Motordrehzahl, Temperatur, Öldruck nebst vielen anderen Betriebsparametern anzeigen. In der Regel ist ein Zeiger vorgesehen, der sich um eine feste Achse dreht und auf einen Wert auf einer Skalenscheibe zeigt, um die jeweils aktuellen Werte eines Betriebsparameters weiterzugeben. Zeiger sind zur weiteren Verbesserung der Sichtbarkeit und des Aussehens häufig beleuchtet. Lichtquellen, die Licht entlang der Achse oder Drehung lenken, können einen hellen Punkt an der Achse auf dem Zeiger verursachen.
- Die Geometrie des Zeigers, einschließlich relativer Winkel und Breiten zwischen den Oberflächen des Zeigers, liefern ein Mittel zur gleichmäßigen Verbreitung des Lichts von einem Drehpunkt zu einer Zeigerspitze. Größe und Form eines Zeigers unterliegen Beschränkungen durch die praktischen Notwendigkeiten der Herstellung, beispielsweise mögliche Entformungsschrägen bei Formen. Als Beispiel wird eine Lösung dieses Problems in meiner gleichzeitig anhängigen, gemeinsam übertragenen Patentanmeldung Nr.
US2014/0165904A1 - Dementsprechend sind der Entwurf und die Entwicklung eines Zeigers wünschenswert, der innerhalb der Herstellungsmöglichkeiten eine gleichmäßige Beleuchtung liefert, welche den Bereich vergrößert, in dem die Lichtmenge gleichmäßig verteilt werden kann.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Die gegenständliche Erfindung sieht eine Messinstrumentengruppe vor, die über eine Messinstrumentenoberfläche einschließlich graphischer Darstellungen verfügt, welche einen Betriebsparameter eines Fahrzeugs darstellen. Ein Zeiger ist vorgesehen, der aus einem lichtleitenden oder lichtübertragenden Material hergestellt ist. Der Zeiger wird für die Bewegung um eine Achse gelagert, um den jeweils aktuellen Zustand des Fahrzeugbetriebsparameters durch Zeigen auf eine bestimmte Stelle auf der Oberfläche des Messgeräts anzuzeigen. Der Zeiger verfügt über einen Zeigerarm, der sich vom Drehpunkt der Messinstrumentengruppe weg erstreckt. Zur Beleuchtung des Zeigerarms ist eine Beleuchtungsquelle vorgesehen. Der Zeigerarm umfasst eine reflektierende Oberfläche auf einem Abschnitt am ersten Ende des Zeigers, gegenüber einem zeigenden Ende. Die reflektierende Oberfläche reflektiert das aus der Beleuchtungsquelle eintreffende Licht in die Länge des genannten Zeigerarms. Der Zeigerarm umfasst auch eine erste beleuchtete Sichtoberfläche und eine zweite untere Oberfläche, auf welche Licht von der genannten reflektierenden Oberfläche mindestens teilweise in Richtung der beleuchteten Sichtoberfläche reflektiert wird. Die zweite Oberfläche umfasst einen Schrittteilbereich in einem Betriebsteilbereich der zweiten Oberfläche zur Reduktion des bei der genannten zweiten Oberfläche neben dem Schrittteilbereich eintreffenden Lichts und zur Herstellung eines gleichmäßig verteilten Gesamtlichts über die gesamte beleuchtete operative Sichtoberfläche.
- Der Schrittteilbereich der zweiten Oberfläche erzeugt eine im Wesentlichen einheitliche Helligkeit über einen größeren Bereich und eine größere Zeigerlänge, indem er einen Teil des reflektierten Lichts auf die zweite Oberfläche reduziert. Ebenso ermöglicht der Schrittteilbereich einen engeren Radius nützlichen Zeigerlichts im Messinstrument.
- Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgend in diesem Dokument gegebenen detaillierten Beschreibung ersichtlich. Es versteht sich von selbst, dass die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele zwar die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anzeigen, jedoch nur für Darstellungszwecke, nicht jedoch als Einschränkung des Anwendungsbereichs der Erfindung bestimmt sind.
- KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Die vorliegende Erfindung lässt sich aus der detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen besser verstehen, in welchen:
-
1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Instrumentenkonsole für ein Motorfahrzeug ist. -
2 eine Seitenansicht eines entsprechend der vorliegenden Erfindung hergestellten Zeigerarms ist. -
3 ein Querschnitt eines Zeiger-Beispielaufbaus ist, der den Arm von2 in der Betriebsumgebung einer Instrumentenbaugruppe zeigt. -
4 ein vergrößerter Querschnitt der Zeigerbaugruppe von2 ist. -
5 eine Unteransicht eines Zeigerarms von2 ist. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
- Die nachfolgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen ist lediglich beispielhafter Art und ist in keiner Weise dazu bestimmt, die Erfindung, ihre Anwendung oder ihre Verwendungsarten einzuschränken.
- Unter Bezug auf
1 ist eine bei10 allgemein dargestellte Armaturenkonsole für ein Motorfahrzeug vorgesehen. Die Armaturenkonsole10 umfasst eine Instrumentenkonsole12 , welche eine Mehrzahl von Messinstrumenten14 und Skalenscheiben16 umfasst. Die Skalenscheiben14 geben Informationen, die die Betriebsparameter des Fahrzeugs anzeigen, an den Fahrzeugführer weiter. Für das Messinstrument14 ist eine bei18 allgemein dargestellte Zeigerbaugruppe enthalten, welche sich um die Achse A-A dreht, um auf einen bestimmten Bereich der in jedem der Messinstrumente14 vorgesehenen grafischen Darstellungen zu zeigen, um einen jeweils aktuellen Wert eines Betriebszustands anzuzeigen. - Bezugnehmend auf
3 umfasst die Messinstrumente-Baugruppe14 ein Gehäuse20 , das eine Messinstrumentenoberfläche22 mit grafischen Darstellungen24 trägt. Eine Leiterplatte26 trägt einen Schrittmotor28 , der eine Welle30 antreibt. Bei der Welle30 kann es sich um eine durchsichtige Welle oder um eine Welle einschließlich einer zentralen Öffnung handeln, durch welche sich Licht nach oben in den Zeigeraufbau18 ausbreiten kann. - Ein Kragen
32 ist auf der Welle30 angebracht. Eine Lichtquelle34 ist auf der Leiterplatte26 entlang einer Achse A-A angebracht. Die Lichtquelle34 überträgt Licht nach oben in den Zeigeraufbau18 entlang der Achse A-A. Andere Lichtquellen36 können wahlweise auf der Leiterplatte26 vorgesehen werden, falls dies für eine bestimmte Anwendung gewünscht ist, wie der Fachmann erkennen kann. Die Lichtquelle34 entlang der Achse A kann dazu benutzt werden, Licht entlang der Achse A-A zu lenken. Die innerhalb des Lichtgehäuses38 befindlichen, um die Achse A-A angebrachten Lichtquellen36 können auch benutzt werden, um Licht nach oben in den Zeigeraufbau18 zu leiten, wenn dies, abhängig vom abschließenden Aufbau des Messinstruments14 erforderlich ist. - Der Zeigeraufbau
18 umfasst einen Zeiger40 , der einen um die Achse A-A angeordneten Sockel42 und einen Armteil44 umfasst. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Welle30 dergestalt durchsichtig, dass die Welle30 Licht auch von der Lichtquelle34 nach oben in den Zeiger40 verbreitet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lichtquelle34 eine Lumineszenzdiode (LED), jedoch werden in der vorliegenden Erfindung auch andere, dem Fachmann bekannte Lichtquellen verwendet. - Der Zeiger
40 umfasst eine erste beleuchtete Sichtoberfläche44 , eine zweite untere Oberfläche46 und eine winkelförmige reflektierende Oberfläche48 . Die reflektierende Oberfläche48 reflektiert das von der Lichtquelle34 eingehende Licht in die Länge des genannten Zeigerarms18 . - Ein bei
50 allgemein dargestellter Schrittteilbereich ist am Fuß des Zeiger angrenzend an die zweite untere Oberfläche46 vorgesehen, der sich von der zweiten unteren Oberfläche46 in Richtung der ersten beleuchteten Oberfläche44 erstreckt und mindestens zum Teil den Weg des reflektierten Lichts von der reflektierenden Oberfläche48 zur zweiten Oberfläche46 beeinträchtigt. Dies ist am besten in4 dargestellt, wobei das reflektierte Licht L1 durch die erste Schrittoberfläche52 und die zweite Schrittoberfläche54 im Wesentlichen gedämpft wird und einen Bereich verminderten Lichts56 entlang der Oberfläche46 erzeugt. Auf diese Weise umfasst der Schrittteilbereich50 eine erste Schrittoberfläche52 , die im Wesentlichen normal zu einer Rotationsachse (A-A) des genannten Zeigers liegt, und eine zweite abgewinkelte Oberfläche54 , die in einem Winkel „c” von etwa 90 Grad zur genannten ersten Oberfläche52 liegt. Zwar liegt in einer bevorzugten Ausführungsform die zweite Oberfläche in einem Winkel von etwa 90 Grad; es versteht sich jedoch von selbst, dass die Oberfläche in jedem beliebigen Winkel eingesetzt werden kann, bei dem mindestens ein Teil des Lichts zu einem „beschatteten” Bereich56 des Zeigerarms14 entlang der zweiten unteren Oberfläche46 effektiv blockiert oder reduziert wird. Der beschattete Teil56 kann generell von etwa 1% bis etwa 85% und in der Regel von 5% bis etwa 60% liegen, wobei je nach gewünschter Konfiguration des Zeigers und je nach gewünschtem Ergebnis die bevorzugte Bandbreite im Bereich von 10% bis etwa 40% der Länge der Oberfläche46 liegt. In jedem Fall senkt diese Schrittanordnung die Tendenz des Lichts, in der Nähe der Achse A-A in der sichtbaren beleuchteten Oberfläche44 einen „Hotspot” von Licht zu bilden. Dies ermöglicht die Durchgängigkeit der Beleuchtung entlang des Zeigers14 . Es ist sofort erkennbar, dass der Winkel „b” zwischen der Oberfläche54 und der Oberfläche46 positiv ist und weniger als 90 Grad beträgt. Wie oben ausgeführt, verjüngt sich in einer bevorzugten Ausführungsform die untere Oberfläche zur Linie B-B hin normal zur Drehung des Zeigers14 . - Es ist sofort zu erkennen, dass der Zeiger unabhängig in einem Messinstrument in verschiedenen befestigten Konfigurationen eingesetzt werden kann, ohne vom Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. In einer kennzeichnenden Ausführungsform ist jedoch eine optionale Abdeckung
58 über dem Sockel42 des Zeigers40 angeordnet, um einen möglicherweise sichtbaren hellen Fleck des Zeigers40 zu unterdrücken. Die Abdeckung58 umfasst einen Armteil60 , der sich in Richtung der Spitze62 erstreckt. Ein Gegengewicht64 wird vom Kragen32 unter der Abdeckung58 getragen. Der Kragen32 umfasst einen Kragenhals66 , der eine mittige Öffnung68 entlang der Achse A-A umfasst, welche die Welle30 aufnimmt. Der Zeigerarm24 umfasst eine nahe am Sockel befindliche erste Breite70 und verjüngt sich auf eine zweite Breite72 nahe an der Spitze36 , und eine erste Höhe74 , die sich auf eine zweite Höhe76 nahe der Spitze62 verjüngt. - Wie für Benutzer der vorliegenden Erfindung unschwer zu erkennen ist, bietet der abgestufte Teil des Zeigers im Wesentlichen eine gleichförmige Leuchtdichte in Zeigern, die große Unterschiede in der Stärke zwischen dem Drehpunkt und der Spitze aufweisen, und er kann auch auf andere Formen angewendet werden, wo die Unterdrückung eines Teils des Lichtes nahe an der Achse des Zeigers gewünscht ist.
- Die Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Art; daher sollen Abwandlungen, die vom Wesen der Erfindung nicht abweichen, innerhalb des Anwendungsbereichs der Erfindung liegen. Solche Abwandlungen sind nicht als Abweichung vom Geist und Umfang der Erfindung zu betrachten.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- US 2014/0165904 A1 [0003]
Claims (23)
- Eine Messinstrumentengruppe, umfassend: eine Messinstrumentenoberfläche einschließlich graphischer Darstellungen, welche einen Betriebsparameter eines Fahrzeugs darstellen; einen für die Bewegung um eine Achse gelagerten Zeiger, um den jeweils gegenwärtigen Zustand des Fahrzeugbetriebsparameters durch Zeigen auf eine bestimmte Stelle an der Oberfläche des Messgeräts anzuzeigen, wobei der genannte Zeiger einen sich von einem Drehpunkt weg erstreckenden Zeigerarm umfasst; eine für die Beleuchtung des genannten Zeigerarms dienende Beleuchtungsquelle, und der genannte Zeigerarm umfassend eine reflektierende Oberfläche zur Reflexion des aus der genannten Beleuchtungsquelle empfangenen Lichts in die Länge des genannten Zeigerarms; der genannte Zeigerarm ebenso umfassend eine erste beleuchtete Sichtoberfläche und eine zweite Oberfläche, auf die Licht von der genannten reflektierenden Oberfläche mindestens zum Teil reflektiert wird, die zweite Oberfläche umfassend einen Schrittteilbereich in einem Betriebsteilbereich der zweiten Oberfläche zur Reduktion des bei der genannten zweiten Oberfläche neben dem Schrittteilbereich eintreffenden Lichts und die Herstellung eines gleichmäßig verteilten Gesamtlichts über die gesamte beleuchtete operative Sichtoberfläche.
- Messinstrumentengruppe von Anspruch 1, bei welcher der Schrittteilbereich eine erste Oberfläche umfasst, die im Wesentlichen normal zu einer Rotationsachse des genannten Zeigers steht, und eine zweite abgewinkelte Oberfläche in einem Winkel von etwa 90 Grad zur genannten ersten Oberfläche, wobei die zweite Oberfläche in einem Winkel angeordnet ist, der mindestens einen Teil des Lichts zur zweiten Oberfläche blockiert.
- Messinstrumentengruppe von Anspruch 2, bei welcher die genannte zweite Oberfläche in einem Winkel von etwa 90 Grad zur genannten ersten Oberfläche liegt.
- Messinstrumentengruppe von Anspruch 1, bei welcher der Beginn der beleuchteten Oberfläche näher an der Rotationsachse liegt als ein vergleichbarer Zeiger ohne den Schrittteilbereich.
- Messinstrumentengruppe, wie in Anspruch 2 beschrieben, bei welcher sich die untere Oberfläche in einem Winkel von weniger als 90 Grad zur benannten zweiten Oberfläche hin zu der normal zur Achse liegenden Ebene in einer Richtung verjüngt, die von dem vom genannten Schritt geschaffenen reduzierten Licht weg weist.
- Messinstrumentengruppe von Anspruch 2, bei welcher der Umfang der zweiten abgewinkelten Oberfläche das Licht zur genannten zweiten Oberfläche des genannten Zeigers von 10% bis 100% der Länge der zweiten Oberfläche reduziert.
- Messinstrumentengruppe von Anspruch 2, bei welcher die genannte beleuchtete Sichtoberfläche und die genannte zweite Oberfläche zueinander in Richtung des genannten Punktes konvergieren.
- Messinstrumentengruppe, wie in Anspruch 2 beschrieben, bei welcher sich die genannte Oberfläche zu der normal zur Achse liegenden Ebene in einer Richtung verjüngt, die von dem vom genannten Schritt geschaffenen reduzierten Licht weg weist.
- Messinstrumentengruppe, wie in Anspruch 1 beschrieben, bei welcher der Zeigerarm eine vom Drehpunkt entfernt liegende Spitze umfasst, und die untere Oberfläche eine positive Neigung unmittelbar an der Spitze umfasst.
- Messinstrumentengruppe, wie in Anspruch 5 beschrieben, bei welcher der Zeigerarm eine erste Höhe unmittelbar am Schrittteilbereich umfasst und sich zu einer zweiten Höhe, niedriger als die erste Höhe, in eine Richtung hin zur Spitze verjüngt.
- Eine beleuchtete Zeigergruppe, umfassend: einen Zeiger, funktionsfähig, um in einem Fahrzeugmessinstrument für die Bewegung um eine Achse gelagert zu sein, um einen jeweils aktuellen Zustand eines Fahrzeugbetriebsparameters durch Zeigen auf eine bestimmte Stelle an der Oberfläche des Messgeräts anzuzeigen, wobei der genannte Zeiger einen sich von einem Drehpunkt weg erstreckenden Zeigerarm umfasst; eine für die Beleuchtung des genannten Zeigerarms dienende Beleuchtungsquelle; der genannte Zeigerarm umfassend eine reflektierende Oberfläche zur Reflexion des aus der genannten Beleuchtungsquelle empfangenen Lichts in die Länge des genannten Zeigerarms; der genannte Zeigerarm auch umfassend eine erste beleuchtete Sichtoberfläche und eine zweite Oberfläche, auf die Licht von der genannten reflektierenden Oberfläche mindestens zum Teil reflektiert wird, die zweite Oberfläche umfassend einen Schrittteilbereich in einem Betriebsteilbereich der zweiten Oberfläche zur Reduktion des bei der genannten zweiten Oberfläche neben dem Schrittteilbereich eintreffenden Lichts und zur Herstellung eines gleichmäßig verteilten Gesamtlichts über die gesamte beleuchtete operative Sichtoberfläche.
- Messinstrumentengruppe von Anspruch 11, bei welcher der Schrittteilbereich eine erste Oberfläche umfasst, die im Wesentlichen normal zu einer Rotationsachse des genannten Zeigers steht, und eine zweite abgewinkelte Oberfläche in einem Winkel von etwa 90 Grad zur genannten ersten Oberfläche, wobei die genannte zweite Oberfläche in einem Winkel angeordnet ist, der mindestens einen Teil des Lichts zur zweiten Oberfläche blockiert.
- Messinstrumentengruppe von Anspruch 12, bei welcher die genannte zweite Oberfläche in einem Winkel von etwa 90 Grad zur genannten ersten Oberfläche liegt.
- Messinstrumentengruppe von Anspruch 10, bei welcher der Beginn der beleuchteten Oberfläche näher an der Rotationsachse liegt als ein vergleichbarer Zeiger ohne den Schrittteilbereich.
- Messinstrumentengruppe, wie in Anspruch 12 beschrieben, bei welcher sich die untere Oberfläche in einem Winkel von weniger als 90 Grad zur benannten zweiten Oberfläche hin zu der normal zur Achse liegenden Ebene in einer Richtung verjüngt, die von dem vom genannten Schritt geschaffenen reduzierten Licht weg weist.
- Messinstrumentengruppe von Anspruch 12, bei welcher der Umfang der zweiten abgewinkelten Oberfläche das Licht zur genannten zweiten Oberfläche des genannten Zeigers von 10% bis 100% der Länge der zweiten Oberfläche reduziert.
- Messinstrumentengruppe von Anspruch 12, bei welcher die genannte beleuchtete Sichtoberfläche und die genannte zweite Oberfläche zueinander in Richtung des genannten Punktes konvergieren.
- Messinstrumentengruppe, wie in Anspruch 2 beschrieben, bei welcher sich die genannte zweiten Oberfläche zu der normal zur Achse liegenden Ebene in einer Richtung verjüngt, die von dem vom genannten Schritt geschaffenen reduzierten Licht weg weist.
- Messinstrumentengruppe, wie in Anspruch 11 beschrieben, bei welcher der Zeigerarm eine vom Drehpunkt entfernt liegende Spitze umfasst, und die untere Oberfläche eine positive Neigung unmittelbar an der Spitze umfasst.
- Messinstrumentengruppe, wie in Anspruch 15 beschrieben, bei welcher der Zeigerarm eine erste Höhe unmittelbar am Schrittteilbereich umfasst und sich zu einer zweiten Höhe, niedriger als die erste Höhe, in eine Richtung hin zur Spitze verjüngt.
- Eine Messinstrumentengruppe, umfassend: eine Messinstrumentenoberfläche einschließlich graphischer Darstellungen, welche einen Betriebsparameter eines Fahrzeugs darstellen; einen für die Bewegung um eine Achse gelagerten Zeiger, um den jeweils gegenwärtigen Zustand des Fahrzeugbetriebsparameters durch Zeigen auf eine bestimmte Stelle an der Oberfläche des Messgeräts anzuzeigen, wobei der genannte Zeiger einen sich von einem Drehpunkt weg erstreckenden Zeigerarm umfasst; eine für die Beleuchtung des genannten Zeigerarms dienende Beleuchtungsquelle; der genannte Zeigerarm umfassend eine reflektierende Oberfläche zur Reflexion des aus der genannten Beleuchtungsquelle empfangenen Lichts in die Länge des genannten Zeigerarms; die zweite Oberfläche umfassend einen Schrittteilbereich in einem Betriebsteilbereich der zweiten Oberfläche zur Reduktion des bei der genannten zweiten Oberfläche neben dem Schrittteilbereich eintreffenden Lichts und die Herstellung eines gleichmäßig verteilten Gesamtlichts über die gesamte beleuchtete operative Sichtoberfläche; der genannte Schrittteilbereich umfassend eine erste Oberfläche, die im Wesentlichen normal zu einer Rotationsachse des genannten Zeigers steht, und eine zweite, abgewinkelte Oberfläche in einem Winkel, der mindestens einen Teil des Lichts zur zweiten Oberfläche dergestalt blockiert, dass ein Beginn der beleuchteten Oberfläche näher an der Rotationsachse vorgesehen ist, als bei einem den Schrittteilbereich nicht umfassenden vergleichbaren Zeiger.
- Messinstrumentengruppe von Anspruch 21, bei welcher der Winkel zwischen der genannten ersten Oberfläche und der genannten zweiten Oberfläche des genannten Schrittteilbereichs etwa 90 Grad beträgt.
- Messinstrumentengruppe von Anspruch 21, bei welcher der Winkel zwischen der genannten zweiten Oberfläche des genannten Schrittteilbereichs und der genannten zweiten Oberfläche des genannten Arms ein positiver Winkel von 90 Grad oder weniger ist.
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