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Die Erfindung geht aus von einer Kupplungsvorrichtung, insbesondere einen Stecker, einen Netzstecker oder eine Buchse für ein elektrisches Kabel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Die Kupplungsvorrichtung hat die Funktion, dass das elektrische Kabel an bestimmte Einrichtungen, beispielsweise an Steckdosen, lösbar anschließbar ist, ohne dass dazu irgendwelche Werkzeuge oder dergleichen Hilfsmittel benötigt werden. Eine bekannte Kupplungsvorrichtung ist ein Netzstecker, mit dem das elektrische Kabel an eine stationäre oder mobile Steckdose anschließbar ist. Ein weiteres Beispiel für die Kupplungsvorrichtung ist eine Buchse, die am Ende des elektrischen Kabels befestigt und mit dem Netzstecker verbindbar ist. Mit der Kupplungsvorrichtung kann das elektrische Kabel auch mit einem weiteren Kabel verbunden werden. An der herkömmlichen Kupplungsvorrichtung ist das Ende des Kabels stets starr befestigt.
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Die herkömmlichen Kupplungsvorrichtungen haben den Nachteil, dass die Bewegungsfreiheit mobiler elektrischer Geräte, die am anderen Ende des Kabels angeschlossen sind, sehr stark eingeschränkt ist. Es ist insbesondere nicht möglich, ein mobiles elektrisches Gerät beliebig oft um die eigene Achse zu drehen. Die Drehung eines mobilen elektrischen Gerätes führt in den meisten Fällen zu einer Verdrillung des Kabels. Da das elektrische Kabel nicht besonders flexibel ist, bildet sich bei einer Verdrillung ein in etwa schraubenförmiger Verlauf des Kabels aus. Damit wird die Reichweite des Kabels deutlich eingeschränkt. Weiterhin besteht die Gefahr, dass die elektrischen Leiter oder die elektrischen Isolierungen innerhalb des Kabels dadurch beschädigt werden. Dies stellt eine Gefahr für das Leben und die Gesundheit des Benutzers dar. Außerdem kann ein elektrischer Kurzschluss einen Kabelbrand auslösen, der einen Personenschaden oder einen hohen Sachschaden zur Folge haben kann.
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Aus
US 2002/0127891 A1 und
DE 297 03 471 U1 sind elektrische Kupplungsvorrichtungen bekannt, bei denen ein Verbindungsteil relativ zu einem Kabelbefestigungsteil bewegbar ist. Als weiterer Stand der Technik zur Ausbildung von Kupplungsvorrichtungen seien
DE 298 22 546 U1 und
DE 39 40 652 A1 genannt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine neuartige Kupplungsvorrichtung für ein elektrisches Kabel bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kupplungsvorrichtung Folgendes aufweist:
- – ein Verbindungsteil zum lösbaren Verbinden mit einem komplementär ausgebildeten Teil einer komplementär ausgebildeten Kupplungsvorrichtung, und
- – ein Kabelbefestigungsteil, an dem ein Kabel dauerhaft oder lösbar befestigbar ist,
- – wobei das Kabelbefestigungsteil relativ zum Verbindungsteil bewegbar gelagert ist,
- – wobei das Verbindungsteil und Kabelbefestigungsteil miteinander durch zwei Schleifkontaktsysteme, die jeweils wenigstens einen Schleifkontakt und wenigstens ein Schleifflächenstück aufweisen, elektrisch gekoppelt sind,
- – wobei die Schleifflächenstücke der zwei Schleifkontaktsysteme jeweils eine Kreisringscheibe aufweisen, und
- – wobei die Schleifkontakte so ausgebildet sind, dass sie unter Beaufschlagung einer Federkraft gegen die Kreisringscheiben gedrückt werden, und
- – wobei die Kreisringscheiben der zwei Schleifkontaktsysteme parallel einander gegenüber stehen und durch ein elektrisch isolierendes Material voneinander getrennt sind und die Kontaktierung dieser Kreisringscheiben mit den Schleifkontakten jeweils an der der anderen Kreisringscheibe abgewandten Seite der Kreisringscheibe erfolgt.
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Bei der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist somit das Ende des Kabels nicht starr an der Kupplungsvorrichtung befestigt, sondern das Ende des Kabels ist relativ zur eigentlichen Kupplungsvorrichtung bewegbar gelagert. Damit werden die Bewegungsmöglichkeiten für das gesamte Kabel erhöht, ohne dass eine Beschädigungsgefahr für die elektrischen Leiter oder die Isolierung besteht.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kabelbefestigungsteil relativ zum Verbindungsteil drehbar gelagert ist. Damit kann ein mobiles elektrisches Gerät sämtliche Bewegungen innerhalb eines Kreises ausführen, dessen Radius in etwa der Kabellänge entspricht. Das mobile elektrische Gerät kann beliebig oft um die eigene Achse gedreht werden, ohne dass das Kabel verdrillt wird. Bei einer Drehung des mobilen elektrischen Geräts oder dergleichen dreht sich stets das gesamte Kabel um dessen Längsachse mit. Das Kabel ist somit keiner Torsionsspannung ausgesetzt. Aus diesem Grund können auch keine Beschädigungen des Kabels, der elektrischen Leiter oder der Isolierung vorkommen.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Schleifkontakt entlang einer Kreisbahn auf dem Schleifflächenstück bewegbar ist. Eine Kreisbewegung des Schleifkontakts relativ zum Schleifflächenstück lässt sich mit verhältnismäßig geringem konstruktiven Aufwand realisieren. Insbesondere bei einer Kreisringscheibe als Schleifflächenstück ist eine Kreisbahn für den Schleifkontakt besonders zweckmäßig.
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Da die Schleifflächenstücke als Kreisringscheibe ausgebildet sind, können die anderen elektrischen Leiter die Ausnehmung der Kreisringscheibe durchdringen. Bei dieser Ausgestaltung ist eine hinreichende elektrische Isolierung möglich, so dass keinerlei Kurzschlussgefahr besteht.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Schleifflächenstücke dem Verbindungsteil zugeordnet und die Schleifkontakte dem Kabelbefestigungsteil zugeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform wird das leichtere Teil des Schleifkontaktsystems, nämlich der Schleifkontakt selbst, dem beweglichen Kabel zugeordnet. Dies ist vorteilhaft für die Bewegbarkeit der gesamten Vorrichtung.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verbindungsteil ein Stecker ist. Damit kann beispielsweise ein mobiles elektrisches Gerät an eine stationäre Steckdose angeschlossen werden, wobei das Kabel relativ zum Stecker bewegbar, insbesondere drehbar ist. Damit werden die Bewegungsmöglichkeiten für das mobile elektrische Gerät erhöht.
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Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass das Verbindungsteil eine Buchse ist. Dabei besteht beispielsweise die Möglichkeit, ein Verlängerungskabel mit einer bewegbaren, insbesondere drehbaren Buchse bereitzustellen. Damit lässt sich die Bewegungsfreiheit auch für solche Geräte erhöhen, die ein Anschlusskabel mit herkömmlicher Kupplungsvorrichtung aufweisen.
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Schließlich kann vorgesehen sein, dass das Kabelbefestigungsteil eine Kabelanschlussklemme aufweist. Damit kann das Ende des Kabels sowohl lösbar als auch dauerhaft am Kabelbefestigungsteil befestigbar sein. Beispielsweise können die Enden der elektrischen Leiter des Kabels mittels einer Schraube festgeklemmt werden. Auch eine Lötverbindung oder andere gängige Verbindungsmethoden sind möglich.
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Für eine bevorzugte Ausführungsform der Kupplungsvorrichtung kann vorgesehen sein, dass das Verbindungsteil massiv ausgebildet ist. Dies trägt zur Stabilität des Verbindungsteils bei.
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Weitere Merkmale, Vorteile und besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Perspektivansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine Explosionsansicht der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
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3 eine Dreiseitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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In 1 ist eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung dargestellt. Die Kupplungsvorrichtung umfasst ein Steckerteil 10 und ein Kabelanschlussteil 20. Das Steckerteil 10 ist massiv ausgebildet und besteht im Wesentlichen aus einem elektrisch isolierenden Material. An einer Außenseite weist das Steckerteil zwei elektrisch leitfähige vorstehende Teile 14 und 14' auf, die zur Aufnahme in den aufnehmenden Bereich einer komplementär ausgebildeten Steckdose vorgesehen sind. Gegenüber den vorstehenden Teilen 14 und 14' weist das Steckerteil 10 zwei Schleifflächenstücke 12 und 12' auf.
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Die Schleifflächenstücke 12 und 12' sind als Kreisringscheiben ausgebildet. Die Schleifflächenstücke 12 und 12' sind zueinander parallel angeordnet. Weiterhin sind die Schleifflächenstücke 12 und 12' in etwa gleich groß ausgebildet. Das erste Schleifflächenstück 12 ist mittels einer ersten elektrischen Leiterbahn 16 mit dem ersten vorstehenden Teil 14 verbunden. Das zweite Schleifflächenstück 12' ist mittels einer zweiten elektrischen Leiterbahn 16' mit dem zweiten vorstehenden Teil 14' verbunden.
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Das Steckerteil 10 bildet zusammen mit den vorstehenden Teilen 14 und 14', den Schleifflächenstücken 12 und 12' sowie den elektrischen Leiterbahnen 16 und 16' in diesem konkreten Beispiel einen starren Körper. Das erste Schleifflächenstück 12, die erste elektrische Leiterbahn 16 und das erste vorstehende Teil 14 einerseits und das zweite Schleifflächenstück 12', die zweite elektrische Leiterbahn 16' und das zweite vorstehende Teil 14' andererseits sind voneinander elektrisch isoliert. Auch zwischen den Schleifflächenstücken 12 und 12' befindet sich das elektrisch isolierende Material des Steckerteils 10.
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Die elektrischen Leiterbahnen 16 und 16' befinden sich vollständig innerhalb des elektrisch isolierenden Materials des Steckerteils 10. Diejenigen Flächen der Schleifflächenstücke 12 und 12', die jeweils dem anderen Schleifflächenstück 12' bzw. 12 abgewandt sind, bilden einen Teil der äußeren Oberfläche des Steckerteils 10 und sind von der Außenseite des Steckerteils 10 aus zugänglich. Es besteht eine erste galvanische Verbindung vom Schleifflächenstück 12 über die erste elektrische Leiterbahn 16 zum ersten vorstehenden Teil 14. Eine zweite galvanische Verbindung besteht zwischen dem Schleifflächenstück 12' über die zweite elektrische Leiterbahn 16' zum zweiten vorstehenden Teil 14'.
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Das Kabelanschlussteil 20 umfasst zwei Gehäusehälften 21 und 21', die ebenfalls aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen. Das Kabelanschlussteil 20 umfasst weiterhin zwei Schleifkontakte 22 und 22', die lösbar im Kabelanschlussteil 20 befestigt sind. Die Schleifkontakte 22 und 22' sind geometrisch so ausgebildet, dass sie unter Beaufschlagung einer Federkraft gegen die Schleifflächenstücke 12 bzw. 12' gedrückt werden.
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Das Kabelanschlussteil 20 ist bezüglich zum Steckerteil 10 drehbar gelagert. Mit dem Kabelanschlussteil 20 werden die Schleifkontakte 22 und 22' mitgedreht. Die Kupplungsvorrichtung ist geometrisch so ausgebildet, dass bei jedem Drehwinkel ein elektrischer Kontakt zwischen dem Schleifflächenstück 12 und dem Schleifkontakt 22 sowie zwischen dem Schleifflächenstück 12' und dem Schleifkontakt 22' besteht. Das Kabelanschlussteil 20 ist somit beliebig oft relativ zum Steckerteil 10 drehbar.
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Die Schleifkontakte 22 und 22' sind weiterhin zusammen mit Kabelschuhen 24 bzw. 24' einstückig ausgebildet. In den Kabelschuhen 24 bzw. 24' können die Enden der elektrischen Leiter eines Kabels befestigt werden. Die Enden können beispielsweise in den Kabelschuhen 24 und 24' festgeklemmt oder angelötet werden. Weiterhin kann im Kabelanschlussteil 20 eine Zugentlastung für das Kabel vorgesehen sein, damit die Klemm- oder Lötverbindung in den Kabelschuhen 24 und 24' nicht einer Zugbelastung ausgesetzt ist. Als Zugentlastung kann beispielsweise eine Schelle, vorzugsweise innerhalb des Kabelanschlussteils 20, vorgesehen sein. Mit dieser Vorrichtung ist es möglich, dass ein am Kabelanschlussteil 20 befestigtes Kabel beliebig oft relativ zum Steckerteil 10 gedreht wird, ohne dass eine Beschädigungsgefahr besteht.
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In 2 ist eine Explosionsansicht der Kupplungsvorrichtung gemäß 1 dargestellt. Dabei wird insbesondere die Zusammensetzung des Kabelanschlussteils 20 verdeutlicht. Das Kabelanschlussteil 20 setzt sich aus zwei Gehäusehälften 21 und 21' zusammen. Innerhalb der beiden Gehäusehälften 21 und 21' befinden sich die Schleifkontakte 22 und 22' mit den Kabelschuhen 24 bzw. 24'. Innerhalb der Gehäusehälfte 21 befindet sich eine Ausnehmung 26, die zur formschlüssigen Aufnahme des Kabelschuhs 24 vorgesehen ist. Die andere Gehäusehälfte 21' weist eine entsprechende Ausnehmung für den Kabelschuh 24' auf. Damit lassen sich die Kabelschuhe 24 und 24' durch einfaches Einschieben befestigen. Weiterhin befindet sich innerhalb der Gehäusehälfte 21 eine Zugentlastung 28, die zum Einklemmen des Kabels vorgesehen ist. Die andere Gehäusehälfte 21' weist ebenfalls eine korrespondierende Vorrichtung auf. Damit kann das Kabel hinreichend befestigt werden.
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Das Steckerteil 10 ist massiv ausgebildet und besteht im Wesentlichen aus einem elektrisch isolierenden Material. Lediglich die vorstehenden Teile 14 und 14' befinden sich außerhalb des isolierenden Bereichs des Steckers 10. Die elektrischen Leiterbahnen 16 und 16' befinden sich vollständig innerhalb des isolierenden Bereichs des Steckerteils 10. Die beiden Schleifflächenstücke 12 und 12' befinden sich ebenfalls nahezu vollständig innerhalb des isolierenden Bereichs des Steckerteils 10. Jeweils eine Kreisbahn der Schleifflächenstücke 12 und 12' liegt nach außen frei. Diese freiliegenden Kreisbahnen sind zur Berührung mit den Schleifkontakten 22 bzw. 22' vorgesehen.
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Auch die Herstellung der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist verhältnismäßig einfach. Das Steckerteil 10 wird als Gussteil hergestellt, in dem die Schleifflächenstücke 12 und 12' sowie die elektrischen Leiterbahnen 16 und 16' integriert sind. Die vorstehenden Teile 14 und 14' sind an den elektrischen Leiterbahnen 16 und 16' befestigt. Somit ist das gesamte Steckerteil 10 einstückig ausgebildet. An die Kabelschuhe 24 und 24' werden die Endstücke der elektrischen Leiter des Kabels befestigt. Die Kabelschuhe 24 und 24' werden in die Gehäusehälften 21 bzw. 21' eingefügt.
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Anschließend werden die Gehäusehälften 21 und 21' um die Schleifflächenstücke 12 und 12' herum zusammengefügt. Dabei wird das Kabel durch die Zugentlastung 28 eingeklemmt. Die Gehäusehälften 21 und 21' können beispielsweise als Kunststoffhartschalen ausgebildet sein. Die Gehäusehälften 21 und 21' können anschließend mit PVC, Alternativkunststoff, Gummi oder dergleichen umspritzt werden. Ebenso können die Gehäusehälften 21 und 21' ultraschall-verschweißt werden.
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In 3 ist eine Dreiseitenansicht einer weiteten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung dargestellt. Die in 3 weitere Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 1 und 2 lediglich dadurch, dass das Kabel das Kabelanschlussteil 20 in dessen Seitenwand durchdringt.
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In 3a ist eine Vorderansicht der ausgeschnittenen Kupplungsvorrichtung dargestellt. Das Steckerteil 10 ist im Wesentlichen massiv ausgebildet und ist vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material gegossen. Der größere Bereich der vorstehenden Teile 14 und 14' befindet sich außerhalb des Steckerteils 10. Die vorstehenden Teile 14 und 14' sind zur Aufnahme in die Buchsen einer komplementär ausgebildeten Steckdose vorgesehen. Das vorstehende Teil 14 ist über die elektrische Leiterbahn 16 mit dem Schleifflächenstück 12 verbunden. Das vorstehende Teil 14' ist über die elektrische Leiterbahn 16' mit dem Schleifflächenstück 12' verbunden. Die Schleifflächenstücke 12 und 12' sind als Kreisringscheiben ausgebildet, die in diesem konkreten Beispiel gleich groß sind. Dabei durchdringt die elektrische Leiterbahn 16' die Ausnehmung des kreisringförmigen Schleifflächenstücks 12.
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Der Zwischenraum zwischen den Schleifflächenstücken 12 und 12' ist ebenfalls mit dem elektrisch isolierenden Material des Steckerteils 10 aufgefüllt. Die voneinander abgewandten Seiten der Schleifflächenstücke 12 und 12' liegen frei und bilden einen Teil der äußeren Oberfläche des Steckerteils 10. Die elektrischen Leiterbahnen 16 und 16' sind dagegen vollständig vom elektrisch isolierenden Material des Steckerteils 10 umschlossen. Die Schleifflächenstücke 12 und 12', die elektrischen Leiterbahnen 16 und 16' sowie die vorstehenden Teile 14 und 14' sind somit fest im Steckerteil 10 integriert.
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Das Steckerteil 10 ist drehbar im Kabelanschlussteil 20 gelagert. Das Kabelanschlussteil 20 umfasst die beiden Gehäusehälften 21 und 21'. Die eine Gehäusehälfte 21 weist eine Halterung 26 zur formschlüssigen Aufnahme der Kabelschuhe 24 und 24' auf. Die Schleifkontakte 22 und 22' sind zusammen mit den Kabelschuhen 24 bzw. 24' einstückig ausgebildet. Die Schleifkontakte 22 und 22' sind mit einer Federkraft beaufschlagt, so dass sie gegen die Schleifflächenstücke 12 bzw. 12' gedrückt werden.
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In 3b ist eine Seitenansicht der aufgeschnittenen Kupplungsvorrichtung dargestellt. In 3b ist die Anordnung der Kabelschuhe 24 und 24' in der Halterung 26 verdeutlich. Die Kabelschuhe 24 und 24' sind jeweils formschlüssig in eine Ausnehmung der Halterung 26 eingeführt. Dabei sind die Kabelschuhe 24 und 24' in den Ausnehmungen eingerastet. Damit sind die Schleifkontakte 22 und 22' ohne zusätzliche Befestigungsmittel im Kabelanschlussteil sicher befestigt. In 3c ist eine Draufsicht der aufgeschnittenen Kupplungsvorrichtung dargestellt. 3c verdeutlicht die kreisbahnförmige Schleiffläche auf dem Schleifflächenstück 12'. Weiter wird verdeutlicht, dass der Kabelschuh 24' zusammen mit den Schleifkontakten 22' in etwa u-förmig ausgebildet ist. Da der Schleifkontakt 22' als Doppelschleifkontakt ausgebildet ist, ist eine sichere galvanische Verbindung zwischen dem Kabelschuh 24' und dem Schleifflächenstück 12' gewährleistet.
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Die Form der Schleifflächenstücke 12 und 12' ist nicht auf Kreisringscheiben beschränkt. Die Schleifflächenstücke können beispielsweise auch als Zylindermantel oder Rohrabschnitt ausgebildet sein. Dabei können die Schleifkontakte gegen die innere und/oder äußere Oberfläche des Zylindermantels bzw. Rohrabschnitts gedrückt werden. Die Schleifflächenstücke müssen auch nicht unbedingt hintereinander angeordnet sein, sondern können auch ineinander und zueinander konzentrisch angeordnet sein. Dabei kann sich beispielsweise eine kleinere Kreisringscheibe oder Kreisscheibe innerhalb der Ausnehmung einer größeren Kreisringscheibe befinden. Auch die als Zylindermantel oder Rohrabschnitt ausgebildeten Schleifflächenstücke können zueinander konzentrisch angeordnet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Steckerteil, Verbindungsteil
- 12
- erstes Schleifflächenstück
- 12'
- zweites Schleifflächenstück
- 14
- erstes vorstehendes Teil
- 14'
- zweites vorstehendes Teil
- 16
- erste elektrische Leiterbahn
- 16'
- zweite elektrische Leiterbahn
- 20
- Kabelanschlussteil, Kabelbefestigungsteil
- 21
- erste Gehäusehälfte
- 21'
- zweite Gehäusehälfte
- 22
- erster Schleifkontakt
- 22'
- zweiter Schleifkontakt
- 24
- erster Kabelschuh
- 24'
- zweiter Kabelschuh
- 26
- Ausnehmung
- 28
- Zugentlastung
