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Die Erfindung betrifft einen konfektionierbaren Kontakt zum klemmenden Anschluss eines Litzenleiters mit einem beweglich in einem Kontaktkörper gelagerten Klemmkörper.
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedenste Möglichkeiten zur Befestigung von elektrischen Leitungen in einem Kontakt, Steckverbinder oder Kontaktverbinder bekannt, bei denen der elektrische Leiter mit einer lösbaren Verbindung gehalten wird. Beispielsweise finden sich hierzu unterschiedlichste Ausführungen bei Lüsterklemmen oder Bananensteckern wieder.
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Nachteilig hierbei ist die unterschiedliche Form der Schrauben und der gegenüberliegenden Anpressflächen zur Befestigung der elektrischen Leiter. Es besteht die Gefahr, dass die einzelnen Drähte des Leiters an den scharfen Kanten der Klemmflächen abgeschert werden. Solche Probleme bestehen auch bei Industriesteckverbindern mit axial-beweglichen Klemmkörpern.
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Insbesondere, wenn hohe Ströme oder Potenzialausgleiche bei großen Kabelquerschnitten kontrolliert weiterzuleiten sind, besteht das Problem solche Litzenleiter mit großem Kabelquerschnitt zuverlässig zu verbinden.
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Aus der
EP 1 359 642 B1 ist ein Kontaktelement mit einem Anschluss für Litzenleiter bekannt, dessen vorteilhafte Ausgestaltung in zwei unterschiedlich geformten Winkeln zwischen den Kegelflächen eines Kontaktteiles und einer Klemmschulter einer Klemmhülse besteht.
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Nachteilig wirkt sich dabei aus, dass bei Gebrauch von allgemein üblichen Verbindungen bei Kabelanschlüssen dieser Größenordnungen mit Querschnitten von etwa 10 mm2 bis 35 mm2, sehr große Quetschzangen mit langen Hebelarmen bei erträglichem Kraftaufwand benötigt werden, um entsprechende Quetschverbindungen zwischen einem Kontaktteil und einem Litzenleiter herzustellen.
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Aus der
WO 2011/131179 A1 ist ein weiterer Steckverbinder für Litzenleiter bekannt.
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Bei diesem ist ein Steckkörper vorgesehen, der so ausgebildet ist, dass der Steckkörper eine durchgeführte Kontaktkammer aufweist, in der ein Druckkörper mittels eines Gewindes radial drehbar und somit axial verschiebbar angeordnet ist, derart, dass der Druckkörper einen Spitzkegel aufweist, der in einen Hohlkegel auf der Anschlussseite des Steckkörpers einschiebbar ist, so dass ein zwischen dem Hohlkegel und dem Spitzkegel eingeführter Litzenleiter dezierbar ist und dass der Steckkörper mit dem montierten Litzenleiter innerhalb der Kontaktkammer des Steckgehäuses radial frei drehbar angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich zwischen den gegenüberstehenden Klemmflächen ein im Wesentlichen linear verlaufender Aufnahmeraum mit jeweils linear verlaufenden gegenüberliegenden Klemmflächen. Beim Eindrehen des Klemmkörpers zum Verpressen der Litzen des Litzenleiters werden die Litzen allerdings mit zunehmendem Verlagern des Klemmkörpers wieder aus dem Aufnahmeraum herausgeführt oder besteht jedenfalls die Gefahr, dass die Position der Litzen nicht in der gewünschten Einführposition verbleibt.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, vorbesagte Nachteile zu überwinden und einen verbesserten konfektionierbaren Kontakt zum Anschluss eines Litzenleiters bereitzustellen, bei dem insbesondere eine zuverlässige Klemmung und Quetschung des Litzenleiters erfolgt und der Litzenleiter weiter vorteilhaft in seiner Montageposition fixiert wird, ohne dass er beim Eindrehen des Klemmkörpers unerwünscht verlagert wird.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Kontakt mit den Merkmalen von Patentanspruch 1.
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Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sowohl der Klemmkörper mit seinen Klemmflächen und Klemmform als auch der den Klemmkörper aufnehmenden Kontaktkörper mit entsprechend geeigneten Klemmflächen so ausgebildet ist, dass einerseits eine gute Klemmung bewirkt wird und andererseits eine Selbsthemmung beim Fixieren durch den Klemmkörper gegeben ist.
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Die selbsthemmende Wirkung kommt erfindungsgemäß dadurch, dass der Klemmkörper selbst mit einem im Wesentlichen kugelförmigen Ende ausgebildet ist, welches die Klemmflächen des Klemmkörpers ausbilden. Zu diesem im Wesentlichen kugelförmigen Klemmkörper wird eine von der Innenwand des Kontaktkörpers gebildete korrespondierende Wulst ausgebildet, welche konvex als umlaufende Wulst im Kontaktkörper ausgebildet ist.
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Erfindungsgemäß ist daher ein konfektionierbarer Kontakt zum Anschluss eines Litzenleiters vorgesehen, bestehend aus einem länglichen hohlzylinderförmigen Kontaktkörper, dessen Innenwand in einem Aufnahmeraum für den Litzenleiter mit einer Klemmfläche ausgebildet ist, welche als eine in der Form konvex hervorstehende, umlaufende Wulst geformt ist und ausgebildet zum Zusammenwirken mit Klemmflächen eines in dem Kontaktkörper axialbeweglich gelagerten Klemmkörper, wobei der Klemmkörper ein kugelförmiges Ende aufweist, welches die Klemmflächen des Klemmkörpers ausbildet.
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Durch die kugelförmige Ausprägung des Klemmkörpers wird sichergestellt, dass eine besonders gute Verdrängung der Litzenleiter zu den kontaktkörperseitigen Klemmflächen erfolgt.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kontaktkörper an seinem einen Kontaktkörperende eine Leiteröffnung zum Einführen eines Litzenleiters in einen Aufnahmeraum zwischen den Klemmflächen des Kontaktkörpers und des Klemmkörpers aufweist.
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Es ist weiter mit Vorteil vorgesehen, wenn der Klemmkörper im Kontaktgehäuse axial beweglich, vorzugsweise an einem Gewinde gelagert ist und von einer Montageposition des Litzenleiters, bei welcher der Abstand zwischen den Klemmflächen so gewählt ist, dass die abisolierten Litzen eines Litzenleiters in einen Aufnahmebereich B zwischen die Klemmflächen gebracht werden können, in eine Klemmposition des Litzenleiters verschraubt werden kann, bei dem der Abstand zwischen den Klemmflächen gegenüber dem Abstand in der Montageposition verringert ist.
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Anders ausgedrückt lässt sich der Klemmkörper von einer Montageposition in eine Klemmposition überführen.
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Durch zunehmendes Drehen und damit axiales Verlagern des Klemmkörpers können die Litzenleiter über das kugelförmige Ende des Klemmkörpers zur korrespondierenden Innenwandfläche des Kontaktkörpers gebracht werden. Je nach angezogenem Drehmoment kann man auf diese Weise eine gewünschte Quetschung der Litzenleiter zwischen den sich gegenüberliegenden Klemmflächen erzielen.
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Es ist weiter mit Vorteil vorgesehen, wenn eine Werkzeugaufnahme im Klemmkörper ausgebildet ist, welche über eine steckseitige Öffnung im Kontaktträger von außen zugänglich ist.
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Auf diese Weise ist es möglich, dass insbesondere durch eine steckseitig angebrachte Öffnung ein Schraubenschlüssel oder ein Inbusschlüssel eingeführt wird und der Klemmkörper bequem von seiner Montageposition in seine Klemmposition betätigt werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kontaktkörper einen Innenwandabschnitt W1 mit einem Innenradius r1, einen sich daran anschließenden gekrümmten Wandübergangsabschnitt W2 mit sich verändertem Innenradius und einen im Wesentlichen ringförmigen Innenwandabschnitt W3 mit einem Innenradius r2 aufweist, wobei der Radius r2 kleiner ist als der Radius r1.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Wandübergangsabschnitt, der zwischen dem Innenwandabschnitt W1 und dem Innenwandabschnitt W3 liegt, als zweimal gekrümmter Wandübergangsabschnitt ausgebildet ist, der zunächst von einer nach Innen verlaufenden Krümmung in eine nach Außen verlaufende Krümmung wechselt und in den ringförmigen Innenwandabschnittbereich W3 hinein mündet.
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Es ist weiter vorteilhaft, wenn die Wulst zumindest teilweise durch den Wandübergangsabschnitt W2 gebildet wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wandübergangsabschnitt W2 wenigstens zweifach gekrümmt ist und vorzugsweise in einem ersten nach Innen gekrümmten Verlauf einen abnehmenden Radius und dann in einen in die entgegengesetzte nach Außen weisende Richtung gekrümmten Verlauf (mit zunehmendem Radius) besitzt.
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Es ist daher mit Vorteil vorgesehen, dass sich der Verlauf der Innenwand entlang der Axialrichtung Z bzw. parallel dazu von dem Innenwandabschnitt W1 zum Innenwandabschnitt W3 gemäß der Funktion y(z) beschreiben lässt, welche eine über den gesamten Verlauf stetig nach z differenzierbare Funktion mit eindeutigen Differenzialwerten darstellt.
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Dies bedeutet, dass anders als z. B. aus dem zuvor genannten im Stand der Technik bekannten Druckschriften vorgesehen ist, dass der Krümmungsverlauf der Wulst und damit der Krümmungsverlauf der Innenwand des Kontaktkörpers so geformt ist, dass keine Knickstellen vorgesehen sind oder spitze Kanten, somit keine spontane Krümmungsänderung existiert.
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Es ist weiter mit Vorteil vorgesehen, wenn sich an den Innenwandabschnitt W3 ein weiterer Wandabschnitt W4 anschließt, welcher einen nach Außen gekrümmten Verlauf aufweist. Dies bedeutet, dass sich der Wandabschnitt W4 in seinem Radius hin in Richtung zum des einsteckseitigen Endes des Kontaktkörpers vergrößert.
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In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der kugelförmige Kopf des Klemmkörpers durch mehr als eine Halbkugel, vorzugsweise durch eine Drei-Viertel-Kugel gebildet wird, an die sich vorzugsweise ein zylinderförmiger Schaft anschließt und weiter vorzugsweise an dem Schaft das zuvor besagte Gewinde angebracht ist, in dem der Klemmkörper im Kontaktkörper verschraubbar gelagert ist.
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Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
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1 eine aus dem Stand der Technik bekannte Lösung eines Kontaktelementes zum klemmenden Verbinden mit einem Litzenleiter;
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2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines konfektionierbaren Kontaktes gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Paares aus konfektionierbaren Kontakten gemäß der vorliegenden Erfindung.
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In der 1 ist ein Ausführungsbeispiel aus dem Stand der Technik gezeigt. Wie der Figur bereits ersichtlich, weist der Kontaktkörper scharfe Kanten und Knicke auf, die zur Beschädigung der Litzenleiter führen können. Ferner ist durch die spitze Ausführung des Klemmkörpers nicht gewährleistet, jedenfalls nicht ausreichend gewährleistet, dass die Litzen des Litzenleiters ausreichend aufgespreizt werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der 2 und 3 näher erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hinweisen.
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In den 2 und 3 sind Ausführungsformen von erfindungsgemäßen konfektionierbaren Kontakten 1 gezeigt.
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Diese konfektionierbaren Kontakte 1 dienen dem Anschluss eines nicht näher dargestellten Litzenleiters. Der konfektionierbare Kontakt 1 ist aus einem länglichen, im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Kontaktkörper 8 gebildet, dessen Innenwand 9 in einem Aufnahmebereich A für den Litzenleiter mit einer Klemmfläche 3 ausgebildet ist.
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Die Innenwand weist eine in der Form gekrümmte, hervorstehende, radial umlaufende Wulst W auf. Die Wulst W bildet die Klemmflächen 3 aus, welche dergestalt geformt ist, dass diese mit den Klemmflächen 11 eines in dem Kontaktträger 8 axial beweglich gelagerten Klemmkörper 10 zusammenwirken kann.
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Wie ferner in den 2 und 3 erkennbar, besitzt der Klemmkörper 10 ein kugelförmiges Ende 12 und sind die Klemmflächen 11 durch die Oberfläche des kugelförmigen Endes 12 geformt.
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Wie weiter in den Figuren zu erkennen ist, besitzt der Kontaktkörper 8 an seinem einen Kontaktkörperende 8a eine Leiteröffnung 4 zum Einführen eines Litzenleiters in den Aufnahmebereich B zwischen den Klemmflächen 3, 11, zwischen der Innenwand des Kontaktkörpers 8 und der kugelförmigen Oberfläche des kugelförmigen Endes 12 des Klemmkörpers 10.
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Ferner ist der Klemmkörper 10 im Kontaktgehäuse 8 axial beweglich an einem Gewinde 13 gelagert. Dabei ist das Gewinde 13 so zwischen dem Klemmkörper 10 und dem Kontaktgehäuse 8 ausgebildet, dass durch eine Drehung des Klemmkörpers 10 der Klemmkörper je nach Drehrichtung in Axialrichtung Z oder entgegen der Axialrichtung Z gegenüber dem Kontaktgehäuse 8 axial verlagert wird.
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Auf diese Weise kann der Klemmkörper 10 von einer Montageposition des Litzenleiters, bei welcher der Abstand zwischen den Klemmflächen 3, 11 so gewählt ist, dass die abisolierten Litzen eines Litzenleiters in den Aufnahmebereich B zwischen den Klemmflächen 3, 11 gebracht werden können, in eine Klemmposition verschraubt werden, bei dem der Abstand zwischen den Klemmflächen 3, 11 gegenüber dem Abstand dieser Klemmflächen in der Montageposition verringert ist.
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Je nach Kabelquerschnitt und Anzahl der Litzen, welche in den Aufnahmebereich B zwischen die Klemmflächen geführt wurde, ist es erforderlich, mit entsprechendem Werkzeug eine ausreichend hohe Klemmkraft aufzubringen, um eine besonders gute Fixierung der Litzen im Kontaktkörper 8 sicherzustellen.
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Hierzu ist mit Vorteil eine Werkzeugaufnahme 6 im Klemmkörper 10 ausgebildet, welche über eine steckseitige Öffnung 14 im Kontaktkörper 8 mittels eines Werkzeugs von Außen zugängig ist.
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Der Kontaktkörper 8 verfügt in den gezeigten Ausführungsbeispielen über mehrere Innenwandabschnitte W1 bis W4, die im Folgenden näher beschrieben werden.
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Der in der 2 gezeigte Innenwandabschnitt W1 stellt einen im Wesentlichen zylinderringförmigen Innenwandabschnitt mit einem Innenradius r1 dar. Benachbart zu diesem Innenwandabschnitt r1 befindet sich ein gekrümmter und zwar zweifach gekrümmter Wandübergangsabschnitt W2. An den Wandübergangsabschnitt W2 schließt sich wiederum ein ringförmiger Innenwandabschnitt W3 an, welcher einen Innenradius r2 aufweist.
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Der Innenradius r2 ist kleiner als der zuvor genannte Radius r1 des Innenwandabschnittes W1.
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Es ist ersichtlich, dass die Wulst W zumindest teilweise durch den Wandübergangsabschnitt W2 gebildet wird. Speziell im Bereich des Wandübergangsabschnittes W2 erfolgt die Klemmung zwischen dem kugelförmigen Ende 12 des Klemmkörpers 10 und den Klemmflächen 3 der Wulst W.
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Der Wandübergangsabschnitt W2 ist, wie zuvor erwähnt, zweifach gekrümmt und krümmt sich zunächst beginnend vom Innenwandabschnitt W1 nach Innen hin, um sich dann im weiteren Verlauf in der entgegengesetzten Richtung nach Außen hin zu krümmen und in den zuvor genannten Innenwandabschnitt W3 zu münden.
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Der Verlauf der Innenwand kann daher mit Hilfe einer Funktion y von z beschrieben werden, wobei y jeweils der radiale Abstand zwischen einer vertikalen durch die Mitte des Kontaktes 1 verlaufenden Achse z und der Innenwand des Kontaktkörpers 8 definiert.
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Z definiert eine Position entlang der Axialrichtung bzw. der Achse z.
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Insofern folgt der Verlauf der Innenwand gemäß der Funktion y(z) derart, dass diese über den gesamten Verlauf stetig nach z differenzierbar ist.
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Wie ferner in den Figuren erkennbar, schließt sich an den Innenwandabschnitt W3 ein weiterer Wandabschnitt W4 an, der eine Art tulpenförmige Öffnung zum einsteckseitigen Ende des Kontaktkörpers 8 ausbildet.
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Es ist weiter in den Ausführungsbeispielen der 2 und 3 erkennbar, dass der Kopf des Klemmkörpers durch mehr als eine Halbkugel, vorzugsweise durch eine Drei-Viertel-Kugel gebildet wird, die sich an einen zylinderförmigen Schaft 17 anschließt.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kontakt
- 3
- Klemmfläche
- 4
- Leiteröffnung
- 6
- Werkzeugaufnahme
- 8
- Kontaktkörper/Kontaktgehäuse
- 8a
- Kontaktkörperende
- 9
- Innenwand
- 10
- Klemmkörper
- 11
- Klemmflächen
- 12
- Ende
- 13
- Gewinde
- 14
- Öffnung
- 17
- Schaft
- A
- Aufnahmebereich
- B
- Aufnahmebereich
- r1
- Innenradius
- r2
- Innenradius
- W
- Wulst
- W1
- Innenwandabschnitt
- W2
- Wandübergangsabschnitt
- W3
- Innenwandabschnitt
- W4
- Wandabschnitt
- y
- Abstand
- Z
- Axialrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1359642 B1 [0005]
- WO 2011/131179 A1 [0007]
