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Die Erfindung betrifft eine Schraubanschlussanordnung zum Anschließen eines elektrischen Leiters, welche eine Klemmschraube, einen Klemmhülsenkörper, welcher einen Aufnahmeraum aufweist, und eine Strombalkenanordnung, welche in den Aufnahmeraum eingeführt ist, aufweist, wobei in einem angeschlossenen Zustand der anzuschließende Leiter in dem Aufnahmeraum des Klemmhülsenkörpers durch Betätigen der Klemmschraube gegen die Strombalkenanordnung geklemmt ist.
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Derartige Schraubanschlussanordnungen werden beispielsweise in elektrischen Anschlussklemmen, wie Reihenklemmen, Leiterplattenanschlussklemmen oder Lüsterklemmen, eingesetzt. Elektrische Anschlussklemmen mit Schraubanschluss zeichnen sich durch ihre hohen, über Jahre konstant auf elektrische Leiter übertragbare Klemmkräfte aus. Mit diesem Klemmentyp können vorgegebene hohe Klemmkräfte ohne Schwankungen sogar bei auf die elektrische Anschlussklemme wirkenden Vibrationen eingehalten werden. Aufgrund dieser Eigenschaften werden elektrische Anschlussklemmen mit Schraubanschluss auch bei anspruchsvollen industriellen Anwendungen mit bewegten und schwingenden Maschinenteilen bevorzugt eingesetzt.
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Üblicherweise weist eine derartige Schraubanschlussanordnung einen Strombalken auf, welcher in den Aufnahmeraum des Klemmhülsenkörpers eingeführt ist und gegen welchen der anzuschließende Leiter in dem angeschlossenen Zustand geklemmt ist. Der Strombalken ist üblicherweise aus einem Kupfermaterial ausgebildet, welches eine gute elektrische Leitfähigkeit, insbesondere eine gute Stromleitfähigkeit, aufweist. Allerdings weist das Kupfermaterial eine geringe mechanische Festigkeit auf, so dass es sich durch Krafteinwirkung, wie beispielsweise durch Krafteinwirkung durch die Klemmschraube, leicht verformen oder sogar durchdringen lässt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Schraubanschlussanordnung zur Verfügung zu stellen, welche sich durch eine verbesserte Funktionalität, insbesondere eine verbesserte Stabilität auszeichnet.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Schraubanschlussanordnung gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Strombalkenanordnung einen ersten Strombalken und einen zweiten Strombalken aufweist, wobei der erste Strombalken aus einem ersten Material und der zweite Strombalken aus einem sich von dem ersten Material unterscheidenden zweiten Material ausgebildet ist.
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Erfindungsgemäß ist es nunmehr vorgesehen, dass die Schraubanschlussanordnung nun nicht mehr nur einen Strombalken aufweist, sondern eine Strombalkenanordnung, welche zwei Strombalken umfasst. Die Strombalkenanordnung weist damit zwei Bauteile in Form von jeweils einem Strombalken auf, so dass jeder Strombalken ein einzelnes, von dem anderen Strombalken getrenntes Bauteil darstellt bzw. ausbildet. Die beiden Strombalken sind dabei aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet, so dass der erste Strombalken andere Materialeigenschaften aufweist als der zweite Strombalken. Durch die unterschiedlichen Materialeigenschaften der beiden Strombalken kann jeder der beiden Strombalken eine andere Funktion innerhalb der Schraubanschlussanordnung übernehmen. Durch die zwei Strombalken kann insbesondere die Stabilität der Strombalkenanordnung und damit der gesamten Schraubanschlussanordnung erhöht werden. Der erste Strombalken und der zweite Strombalken sind vorzugsweise überlappend angeordnet, so dass ein Durchdringen oder Verformen der Strombalkenanordnung durch die Klemmschraube nicht oder kaum möglich ist. Der erste Strombalken und der zweite Strombalken können übereinander positioniert bzw. gelegt sein. Dadurch kann die Strombalkenanordnung eine Sandwichform aufweisen.
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Bevorzugt weist das zweite Material eine höhere mechanische Festigkeit auf als das erste Material. Dadurch kann der zweite Strombalken, welcher die höhere Festigkeit und damit Stabilität aufweist als der erste Strombalken, die Strombalkenanordnung besonders gut gegen ein Verformen und/oder Durchdringen der Strombalkenanordnung durch die Klemmschraube schützen. Weist das zweite Material eine höhere Festigkeit auf als das erste Material so ist der zweite Strombalken vorzugsweise näher an der Klemmschraube positioniert als der erste Strombalken.
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Weiter bevorzugt weist das erste Material eine höhere elektrische Leitfähigkeit, insbesondere eine höhere Stromleitfähigkeit, als das zweite Material auf. Dann kann das Klemmen des anzuschließenden Leiters vorzugsweise gegen den ersten Strombalken erfolgen, um einen leistungsstarken, guten Anschluss für einen elektrischen Leiter zur Verfügung stellen zu können.
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Das erste Material kann vorzugsweise aus einem Kupferwerkstoff ausgebildet sein. Der Kupferwerkstoff weist eine besonders gute elektrische Leitfähigkeit auf.
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Das zweite Material kann vorzugsweise aus einem Stahlwerkstoff ausgebildet sein. Der Stahlwerkstoff zeichnet sich durch eine hohe Härte bzw. mechanische Festigkeit aus, ist jedoch schlecht elektrisch leitfähig.
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Die Strombalkenanordnung kann derart in den Aufnahmeraum des Klemmhülsenkörpers eingeführt sein, dass der zweite Strombalken zumindest bereichsweise zwischen dem ersten Strombalken und einer Innenfläche des Klemmhülsenkörpers angeordnet ist. Der erste Strombalken kann damit den Aufnahmeraum des Klemmhülsenkörpers zumindest zu einer Seite, insbesondere im Bereich der Leiterklemmung, begrenzen, so dass der anzuschließende Leiter gegen den ersten Strombalken geklemmt und damit angeschlossen werden kann. Ist der zweite Strombalken zumindest bereichsweise zwischen dem ersten Strombalken und einer Innenfläche des Klemmhülsenkörpers angeordnet, so besteht vorzugsweise kein Kontakt zwischen dem zweiten Strombalken und dem anzuschließenden Leiter, wenn der anzuschließende Leiter in den Aufnahmeraum des Klemmhülsenkörpers eingeführt ist. Der erste Strombalken kann dann ausschließlich zum Anschließen des elektrischen Leiters dienen, wohingegen der zweite Strombalken den ersten Strombalken insbesondere vor Verformungen und/oder einem Durchdringen durch die Klemmschraube schützen kann.
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Der erste Strombalken und der zweite Strombalken können derart zueinander angeordnet sein, dass der zweite Strombalken den ersten Strombalken umgreifen kann. Umgreift der zweite Strombalken den ersten Strombalken, so kann der erste Strombalken den zweiten Strombalken vor einer mechanischen Krafteinwirkung sicher schützen. Zudem ist durch ein Umgreifen eine verrutschsichere Positionierung des ersten Strombalkens zu dem zweiten Strombalken möglich, so dass unerwünschte Relativbewegungen zwischen den beiden Strombalken verhindert werden können.
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Um eine kompakte Anordnung der beiden Strombalken und damit der Strombalkenanordnung erreichen zu können, kann der zweite Strombalken flächig an einer Außenseite des ersten Strombalkens anliegen. Der erste Strombalken und der zweite Strombalken können dadurch unmittelbar aufeinander aufliegen.
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Weiter ist es möglich, dass der erste Strombalken und der zweite Strombalken jeweils eine U-Form aufweisen. Der erste Strombalken kann dann drei Schenkel aufweisen. Auch der zweite Strombalken kann dann drei Schenkel aufweisen. Der erste Schenkel des ersten Strombalkens kann an dem ersten Schenkel des zweiten Strombalkens anliegen. Der zweite Schenkel des ersten Strombalkens kann an dem zweiten Schenkel des zweiten Strombalkens anliegen. Und der dritte Schenkel des ersten Strombalkens kann an dem dritten Schenkel des zweiten Strombalkens anliegen. Der erste Schenkel des ersten Strombalkens und der erste Schenkel des zweiten Strombalkens können in dem Aufnahmeraum des Klemmhülsenkörpers positioniert sein. Der zweite Schenkel des ersten Strombalkens und der zweite Schenkel des zweiten Strombalkens können derart positioniert sein, dass zumindest der zweite Schenkel des ersten Strombalkens einen Durchsteckschutz für den anzuschließenden Leiter ausbilden kann. Dabei sind vorzugsweise der zweite Schenkel des ersten Strombalkens und der zweite Schenkel des zweiten Strombalkens außerhalb des Aufnahmeraumes des Klemmhülsenkörpers angeordnet. Der dritte Schenkel des ersten Strombalkens und der dritte Schenkel des zweiten Strombalkens können außerhalb des Aufnahmeraums des Klemmhülsenkörpers positioniert sein.
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An dem ersten Strombalken, gegen welchen der anzuschließende Leiter geklemmt und damit angeschlossen werden kann, kann ferner ein Anschlusselement angeordnet sein. Das Anschlusselement kann einstückig mit dem ersten Strombalken ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Anschlusselement im Bereich des dritten Schenkels des ersten Strombalkens an dem ersten Strombalken angeformt. Das Anschlusselement kann beispielsweise in Form von Lötbeinchen zur Kontaktierung mit einer Leiterplatte ausgebildet sein. Weiter kann das Anschlusselement beispielsweise auch in Form eines Kontaktstifts, einer Kontaktbuchse oder einer Kontakttulpe ausgebildet sein.
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Der zweite Strombalken kann eine Öffnung aufweisen, durch welche ein an dem ersten Strombalken ausgebildetes Anschlusselement hindurchtauchen kann. Durch die die Öffnung begrenzenden Randkanten des zweiten Strombalkens kann dann das Anschlusselement zumindest bereichsweise umgriffen sein. Hierdurch kann die Positionsstabilität der Strombalkenanordnung und auch des Anschlusselements erhöht werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert.
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Es zeigen
- 1 eine schematische Darstellung einer Schraubanschlussanordnung gemäß der Erfindung,
- 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Strombalkens der Strombalkenanordnung der in 1 gezeigten Schraubanschlussanordnung,
- 3 eine schematische Darstellung eines ersten Strombalkens der Strombalkenanordnung der in 1 gezeigten Schraubanschlussanordnung,
- 4 eine schematische Darstellung der Strombalkenanordnung der in 1 gezeigten Schraubanschlussanordnung, und
- 5 eine weitere schematische Darstellung der Strombalkenanordnung der in 1 gezeigten Schraubanschlussanordnung.
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1 zeigt eine Schraubanschlussanordnung 100 zum Anschließen eines hier nicht gezeigten elektrischen Leiters.
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Die Schraubanschlussanordnung 100 weist eine Klemmschraube 110, einen Klemmhülsenkörper 111 und eine Strombalkenanordnung 112 auf.
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Der Klemmhülsenkörper 111 weist einen Aufnahmeraum 113, in welchen der anzuschließende Leiter eingeführt und in welchem der anzuschließende Leiter angeschlossen werden kann. Der Klemmhülsenkörper 111 ist hier aus einem gefalteten Metallmaterial ausgebildet. Der Klemmhülsenkörper 111 weist zwei sich gegenüberliegend angeordnete Seitenwände 114, 115 und eine Bodenwand 116 auf. Weiter weist der Klemmhülsenkörper 111 einen Deckenbereich 117 auf, welcher durch zwei überlappend angeordnete Schenkel 118, 119 ausgebildet ist. Der erste Schenkel 118 ist einstückig an die erste Seitenwand 114 angebunden und erstreckt sich in einem 90°-Winkel zu der ersten Seitenwand 114. Der zweite Schenkel 119 ist einstückig an die zweite Seitenwand 115 angebunden und erstreckt sich in einem 90°-Winkel zu der zweiten Seitenwand 115. Die Klemmschraube 110 ist an dem Deckenbereich 117 des Klemmhülsenkörpers 111 angeordnet. Dafür ist durch den ersten Schenkel 118 und durch den zweiten Schenkel 119 eine Gewindebohrung 120 ausgebildet, in welcher die Klemmschraube 110 geführt ist. Die Bodenwand 116 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu dem Deckenbereich 117. Die Bodenwand 116 weist bei der hier gezeigten Ausgestaltung eine in Richtung Aufnahmeraum 113 zeigende Riffelung 121 auf. Weiter ist an die Bodenwand 116 eine gebogen ausgebildet Einführlasche 122 angeformt, über welche ein Einführen des anzuschließenden Leiters in den Aufnahmeraum 113 erleichtert werden kann.
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Die Strombalkenanordnung 112 weist einen ersten Strombalken 123 und einen zweiten Strombalken 124 auf. Die beiden Strombalken 123, 124 sind aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet, so dass die beiden Strombalken 123, 124 unterschiedliche Materialeigenschaften aufweisen und damit unterschiedliche Funktionen übernehmen können. Der erste Strombalken 123 ist aus einem ersten Material ausgebildet. Das erste Material ist hier ein Kupferwerkstoff. Der zweite Strombalken 124 ist aus einem zweiten Material ausgebildet. Das zweite Material ist hier ein Stahlwerkstoff. Durch diese unterschiedliche Materialauswahl weist der erste Strombalken 123, welcher aus einem Kupferwerkstoff ausgebildet ist, eine besonders gute elektrische Leitfähigkeit und damit eine besonders gute Stromleitfähigkeit auf. Der zweite Strombalken 124, welcher aus einem Stahlwerkstoff ausgebildet ist, weist hingegen keine gute elektrische Leitfähigkeit auf, sondern der zweite Strombalken 124 weist eine hohe mechanische Festigkeit und damit eine hohe mechanische Stabilität auf.
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2 zeigt den zweiten Strombalken 124 für sich alleine. Der zweite Strombalken 124 ist aus einem gebogenen Metallband ausgebildet. Der zweite Strombalken 124 ist ein Stanzbiegeteil. Der zweite Strombalken 124 weist eine U-Form auf. Durch die U-Form weist der zweite Strombalken 124 einen ersten Schenkel 125, einen zweiten Schenkel 126 und einen dritten Schenkel 127 auf. Der erste Schenkel 125 und der dritte Schenkel 127 erstrecken sich parallel zueinander. Der zweite Schenkel 126 erstreckt sich rechtwinklig zu dem ersten Schenkel 125 und zu dem dritten Schenkel 127. Der zweite Schenkel 126 ist zwischen dem ersten Schenkel 125 und dem dritten Schenkel 127 angeordnet. Der dritte Schenkel 125 weist eine Öffnung 128 auf, durch welche ein an dem ersten Strombalken 123 ausgebildetes Anschlusselement 129 hindurchtauchen kann. Die Öffnung 128 ist bei der hier gezeigten Ausgestaltung in Form eines Längsschlitzes ausgebildet. Die als Längsschlitz ausgebildete Öffnung 128 erstreckt sich in Längsrichtung des dritten Schenkels 127 mittig des dritten Schenkels 127.
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3 zeigt den ersten Strombalken 123 für sich alleine. Der erste Strombalken 123 ist aus einem gebogenen Metallband ausgebildet. Der erste Strombalken 123 ist ein Stanzbiegeteil. Der erste Strombalken 123 weist eine U-Form auf. Durch die U-Form weist der erste Strombalken 123 einen ersten Schenkel 130, einen zweiten Schenkel 131 und einen dritten Schenkel 132 auf. Der erste Schenkel 130 und der dritte Schenkel 132 erstrecken sich parallel zueinander. Der zweite Schenkel 131 erstreckt sich rechtwinklig zu dem ersten Schenkel 130 und zu dem dritten Schenkel 132. Der zweite Schenkel 131 ist zwischen dem ersten Schenkel 130 und dem dritten Schenkel 132 angeordnet. An dem dritten Schenkel 132 ist ein Anschlusselement 129 einstückig angeformt, welches hier in Form von Lötbeinchen ausgebildet. Das Anschlusselement 129 und damit die Lötbeinchen erstrecken sich parallel zu dem zweiten Schenkel 131 des ersten Strombalkens 123. Das Anschlusselement 129 ist zumindest bereichsweise aus dem Material des ersten Strombalkens 123, insbesondere aus dem Material des zweiten Schenkels 131 des ersten Strombalkens 123, freigestanzt und herausgebogen.
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4 und 5 zeigen die Strombalkenanordnung 112. Wie hier zu erkennen ist, umgreift der zweite Strombalken 124 den ersten Strombalken 123. Bei der Schraubanschlussanordnung 100 ist damit insbesondere im Bereich der Klemmschraube 110 der zweite Strombalken 124 zwischen dem ersten Strombalken 123 und dem Klemmhülsenkörper 111, insbesondere dem Deckenbereich 117 des Klemmhülsenkörpers 111, angeordnet, so dass die von der Klemmschraube 110 auf die Strombalkenanordnung 112 wirkende Kraft unmittelbar auf den zweiten Strombalken 124 wirkt und dadurch vorzugsweise keine Krafteinwirkung durch die Klemmschraube 110 mehr auf den ersten Strombalken 123 wirkt.
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Das an dem ersten Strombalken 123 angeordnete Anschlusselement 129 taucht durch die Öffnung 128 des zweiten Strombalken 124 hindurch. Das Anschlusselement 129 wird durch die die Öffnung 128 begrenzenden Randkanten 136 zumindest bereichsweise umgriffen.
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Wie in 4 und 5 zu erkennen ist, weist der zweite Strombalken 124 zumindest bereichsweise eine geringere Breite auf als der erste Strombalken 123.
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Der erste Strombalken 123 wird derart von dem zweiten Strombalken 124 umklammert bzw. umgriffen, dass der zweite Strombalken 124 flächig an einer Außenseite 134 des ersten Strombalkens 123 anliegt. Die Außenseite 134 des ersten Strombalkens 123 ist von dem Aufnahmeraum 113 des Klemmhülsenkörpers 111 weggerichtet.
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Wie in 1 zu erkennen ist, taucht die Strombalkenanordnung 112 nur mit dem ersten Schenkel 130 des ersten Strombalkens 123 und mit dem ersten Schenkel 125 des zweiten Strombalkens 124 in den Aufnahmeraum 113 des Klemmhülsenkörpers 111 ein. Der zweite Schenkel 131, 126 und der dritte Schenkel 132, 127 der beiden Strombalken 123, 124 sind außerhalb des Aufnahmeraums 113 positioniert. Die zweiten Schenkel 131, 126 der beiden Strombalken 123, 124 bilden einen Durchsteckschutz für den anzuschließenden Leiter aus, da sie eine Wand quer zu einer Einführrrichtung E des Leiters in den Aufnahmeraum 113 ausbilden. Die dritten Schenkel 132, 127 der beiden Strombalken 123, 124 sind in Schraubrichtung S der Klemmschraube 110 gesehen unterhalb der Bodenwand 116 des Klemmhülsenkörpers 111 und damit außerhalb des Aufnahmeraums 113 des Klemmhülsenkörpers 111 angeordnet. Die dritten Schenkel 132, 127 der beiden Strombalken 123, 124 erstrecken sich parallel zu der Bodenwand 116 des Klemmhülsenkörpers 111.
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Die beiden ersten Schenkel 130, 125 der beiden Strombalken 123, 124 erstrecken sich parallel zu dem Deckenbereich 117 bzw. parallel zu dem ersten Schenkel 118 und dem zweiten Schenkel 119. Der erste Schenkel 125 des zweiten Strombalkens 124 liegt flächig an einer den Aufnahmeraum 113 begrenzenden Innenfläche 135 des Klemmhülsenkörper 111 an.
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Im angeschlossenen Zustand des anzuschließenden Leiters ist der Leiter gegen den ersten Schenkel 130 des ersten Strombalkens 123 geklemmt, indem mittels der Klemmschraube 110 der Klemmhülsenkörper 111 entgegen die Schraubrichtung S nach oben in Richtung des ersten Schenkels 130 des ersten Strombalkens 123 gezogen wird, so dass der Leiter mittels der Bodenwand 116 des Klemmhülsenkörpers 111 gegen den ersten Schenkel 130 des ersten Strombalkens 123 geklemmt wird.
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Eine derartige Schraubanschlussanordnung kann in einer Anschlussklemme, beispielsweise eine Leiterplattenanschlussklemme, aber auch in einer Reihenklemme angeordnet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Schraubanschlussanordnung
- 110
- Klemmschraube
- 111
- Klemmhülsenkörper
- 112
- Strombalkenanordnung
- 113
- Aufnahmeraum
- 114
- Erste Seitenwand
- 115
- Zweite Seitenwand
- 116
- Bodenwand
- 117
- Deckenbereich
- 118
- Erster Schenkel
- 119
- Zweiter Schenkel
- 120
- Gewindebohrung
- 121
- Riffelung
- 122
- Einführlasche
- 123
- Erster Strombalken
- 124
- Zweiter Strombalken
- 125
- Erster Schenkel
- 126
- Zweiter Schenkel
- 127
- Dritter Schenkel
- 128
- Öffnung
- 129
- Anschlusselement
- 130
- Erster Schenkel
- 131
- Zweiter Schenkel
- 132
- Dritter Schenkel
- 134
- Außenseite
- 135
- Innenfläche
- 136
- Randkante
- S
- Schraubrichtung
- E
- Einführrichtung
