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Die
Erfindung betrifft eine Schutzschlauch-/-rohrverschraubung mit Frontöffner – insbesondere
eine Schlauch-/Rohr-Schnellverschraubung für die elektrische
Gebäudesystem- und Anlagentechnik – insbesondere
für parallelgerippte Wellschläuche/-rohre, mit
einem hohlzylinderförmigen Haltekörper zur Schlauch-/Rohraufnahme
in axialer Richtung und einem in einem Durchbruch oder einer Ringnut
der Haltekörperwandung in axialer Richtung gelagerten,
durch unterschiedliche Querschnitte ausgeprägten elliptischen
Federring mit Funktionselement gemäß Hauptpatent
'Schutzschlauch-/-rohr-Schnellverschraubung', Patentanmeldung Nr.
DE 10 2009 009 990 .
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Neben
unterschiedlichen nationalen Installationsgepflogenheiten im Bereich
der elektrischen Gebäude-Systemtechnik und der Anlagentechnik
gibt es auch unterschiedliche Anforderungen an eine elektrische
Verbindung zwischen zwei oder mehreren Punkten einer elektrischen
Energieverteilung, gemeint sind Anforderungen gemäß Schutzart – Feuchte/Wasser,
Staub, elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), Explosionsschutz
(ATEX), Chemiekalienverträglichkeit, oder Einsatz – feste
oder bewegliche Installation. Entsprechend werden elektrische Verbindungen
mittels Leitungen und Kabel – je nach Anwendung – durch
Schutzrohre oder -schläuche ausgeführt.
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Beginnt
und/oder endet die Leitungs-/Kabelverbindung an einem Gehäuse,
einer Wandung, o. ä., ist eine Konfektionierung für
die Gehäuseeinführung oder Wanddurchführung
notwendig. Je nach Leitungs- oder Kabelführung in einem
Schlauch oder einem Rohr, fest oder beweglich, wird der Schutzart gemäß die
Leitungs- oder Kabelführung in das Gehäuse oder
durch die Wandung mittels einer Schlauch- oder Rohrverschraubung
geführt. Für direkte Leitungs- oder Kabelführungen
ohne Schutzschlauch oder -rohr werden Kabelverschraubungen eingesetzt.
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Schlauch-/Rohrverschraubungen
sind im Handel verfügbar, ihre Ausführungsformen
richten sich nach
- – der Installationsart – fest
oder beweglich
- – der Leitungs- oder Kabelführung – Material
und Ausführung
- – dem Gehäuse oder der Wandung
- – der Schutzart – Feuchte, Staub, EMV, ATEX – oder
Chemiekalienverträglichkeit
- – der Schutzklasse – isoliert oder elektrisch
leitend.
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Schutzschlauch-/-rohrverschraubungen
können mit Schnellverschlüssen ausgestattet sein – einerseits
zum schnellen Anschluß von Schutzschläuchen oder
-rohren der Lei tungs- und Kabelführung und andererseits
zum schnellen Einbau am Ort der Gehäuse- ein- oder Wanddurchführung.
Schnellverschlüsse und Schutzschläuche/-rohre
sind auch oft konstruktiv aufeinander abgestimmt und bilden einen herstellerspezifischen
Systembaukasten.
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Nach
dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Anwendungen bekannt
geworden, die sich dem Thema von Schutzschlauch-/-rohrverschraubungen – insbesondere
von Schlauch-/Rohr-Schnellverschraubungen für die elektrische
Gebäudesystem- und Anlagentechnik widmen. Bezüglich
der Würdigung des Stands der Technik wird auf die ausführliche
Darstellung in der Hautanmeldung verwiesen und sich im folgenden
auf die Beschreibung von Verriegelungs- und Öffnungsfunktionen
der Verschraubung beschränkt.
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Je
nach Aufgabenstellung und Anforderungsprofil an die Schnellverschraubung
ist die Verriegelungs- und Öffnungsfunktion gestaltet.
Das Einbringen von Schlauch oder Rohr in die Verschraubung erfolgt
meist händisch, die Entnahme von Schlauch oder Rohr ist
auf Grund spezieller Forderungen oft nur mittels Werkzeug oder speziellem Hilfswerkzeug
möglich oder auch manuell ohne Werkzeug möglich.
Das Hauptpatent stellt eine Lösung händischer
Entnahme sowie auch Entnahme mit Werkzeug vor mittels eines elliptisch
geformten Federrings mit Verriegelungs- und Öffnungsfunktion. Weiterhin
ist der Ort des Eingriffs für die Öffnungsfunktion
von Bedeutung.
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Die
deutsche Patentschrift
DE 38
90 614 /internationale Anmeldung
WO1989/001 109 , die deutsche Anmeldung
DE 690 04 194 /europäische
Patentschrift
EP 414 500 sowie
die europäische Patentschrift
EP 1 586 800 zeigen Wellrohrverbinder
derart, daß die zylindrische Seitenwand des hohlen Körpers im
Bereich der Schutzschlauch-/-rohraufnahme als Verriegelungsmittel
eine durch seitige Schlitzung sich axial erstreckende, mittels der
vierten Seite elastisch gelagerte, in den Hohlkörper ragende
Sperre aufweist, in Form eines radialen Vorsprungs, angeordnet an
deren freiem, vom offenen Ende des Hohlkörpers entfernt
liegenden Endabschnitt. Die Sperre kann um den Hohlkörperumfang
mehrfach angeordnet sein.
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Der/das
in den Wellrohrverbinder bis zum Anschlag eingeschobene Schutzschlauch/-rohr
wird durch die einrastende Sperre verriegelt; eine Entnahme des
Schlauchs/Rohrs ist nur durch Lösen der Sperre mittels
Werkzeug möglich, auch bei mehrfacher Anordnung der Sperre über
den Umfang.
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Die
schweizerische Anmeldung
CH 699/82 /europäische
Anmeldung
EP 86 900 /amerikanische
Anmeldung US 4 542 922 stellt eine Schlauch-/Rohr-Schnellverschraubung
derart vor, daß die ebene Außenfläche
des Aufnahmestutzens eine Wandausnehmung mit einer Sicherungszunge aufweist.
Die mit inneren Querrippen versehene Sicherungszunge ragt in ihrer
unwirksamen Lage spitzwinklig aus der Ausnehmung heraus. Bei eingesetztem
Wellrohr wird die Zunge nach innen gedrückt, wobei eine
Lippe am freien Zungenende unter den Randsteg einrastet, während
die Querrippe in Umfangsnuten des Wellrohrs eingreift.
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Eine
Randvertiefung am Zungenende gestattet das Ansetzen eines Werkzeugs,
ohne das ein Ausrasten der Zunge nicht mehr möglich ist.
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Vorgestellt
wird eine Reihe von Schutzrechtsanmeldungen für eine Familie
von Schutzschlauch-/-rohr-Schnellverschraubungen, wie die deutsche
Offenlegung
DE
10 2005 026 576 – Materialeigenschaften, das deutsche
Gebrauchsmuster
DE 20
2005 020 702 – Schlauchaufnahme, Gebrauchsmuster
DE 297 16 066 – Kupplungs-,
T-Stück, Gebrauchsmuster
DE 297 14 542 – nicht lösbare
Verbindung, deutsches Gebrauchsmuster
DE G 90 07 056 /deutsche Patentschrift
DE 40 20 171 /europäische
Patentschrift
EP 465 896 – lösbare
Verbindung, bei der im wesentlichen ein 'Verbindungselement für Wellrohre
und Schläuche' mit diversen Ausprägungen vorgestellt
wird. Das Verbindungselement besteht im wesentlichen aus einem annähernd
zylindrischen Gehäuse mit einem Anschlußstück
sowie in der Gehäusewand mehrere fensterartige Öffnungen sowie
einem am Gehäuse anlegbaren Tragring mit einer stirnseitigen
Ringfläche und mit Schenkeln und Verriegelungskrallen an
deren freien Enden.
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Insgesamt
ist die Teileanzahl für die gedichtete Schnellverschraubung
recht hoch.
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Das
deutsche Patent
DE 10 2004
017 293 /europäische Anmeldung
EP 1 735 558 /internationale Anmeldung
WO 2005/108 847 stellt
eine 'Befestigungskupplung für Wellrohre' vor, die einerseits aus
einer elastischen Hülse zur Aufnahme von Wellrohr oder
Wickelschlauch dient und andererseits in ein nichtelastisches Anschlußteil
mit Fensteröffnungen und Verriegelungskrallen zur Aufnahme
von vornehmlich Metallwellrohren übergeht.
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Mittels
der Verriegelungskrallen gehaltene Wellrohre sind nicht mehr ohne
Werkzeug trennbar.
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Mit
dem Gebrauchsmuster
DE
G 94 00 905 wird eine Schnellkupplungs-Steckvorrichtung
insbesondere für Wellschläuche/-rohre vorgestellt,
bestehend aus einem zylindrischen Hohlkörper – zur
Aufnahme des Schlauchs/Rohrs – mit einem oder mehreren
Fensteröffnungen, die je eine elastische, zur Achse hin
verformbare Rasteinheit besitzen, die den eingeführten
Schlauch/Rohr rastend gegen Herausziehen sichert.
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Die
Entfernung des Schlauchs/Rohrs erfolgt mit einem hohlzylinderförmigen
geschlitzten Hilfswerkzeug, welches über den/das Schlauch/Rohr
gestülpt, zwischen Kupplungsinnenwand und Schlauch/Rohr
geschoben die Rastung zurücksetzt, und mit dem Schlauch/Rohr
der Kupplung entnommen werden kann.
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Gebrauchsmuster
DE 299 11 362 stellt
eine winklige 'Anschlußarmatur zum Befestigen von länglichen
Körpern' vor, bei der der/das Schlauch/Rohr in eine Halbschale
eingelegt und verrastet wird.
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Die
Entnahme des Schlauchs/Rohrs kann nur mit Werkzeug erfolgen.
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Gebrauchsmusterschrift
DE 200 11 757 /Offenlegungsschrift
DE 100 32 926 möchte
eine Verbesserung der Haltekräfte von Schnellverschraubungen
bei Schläuchen/Rohren dadurch erzielen, daß in dem
hohlzylinderförmigen Haltekörper ein in axialer Richtung
in einer innen angeordneten Ringnut gelagerter Haltering angeordnet
ist, der in radialer Richtung zur Aufnahme des Schlauchs/Rohrs elastisch aufweitbar
ist und gegen diesen verrastet/dichtet. Der Haltering aus Kunststoff
oder Metall ist dabei an seinem Umfang durch einen Schlitz unterbrochen; beim
Aufweiten desselben verbreitert sich der Schlitz.
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Die
Lösung des Schlauchs/Rohrs kann nur mit einem Werkzeug
oder einem Adapter erfolgen; zu diesem Zweck wird vorgeschlagen,
das Lösewerkzeug als deckelartigen Abschluß des
Haltekörpers auszuprägen. Die Funktionsfähigkeit
der Einrichtung nach dem Prinzip der Schiebemuffe setzt gezielte Auswahl
der Materialien, ihrer Reibungskräfte und ihrer Winkelstellung
voraus sowie stellt hohe Anforderungen an die Qualität
einzuhaltender Toleranzen.
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Gebrauchsmuster
DE 89 16 242 /Patentschrift
DE 39 03 353 offenbart eine
'Anschlußarmatur für parallelgerippte Rohre oder
Schläuche' bestehend aus einem hohlzylinderförmigen
Körper, der jedoch für die Schlauch-/Rohrverriegelung
nur eine in der Zylinderoberfläche freigeschnittene Federzunge – radial
gelagert, axial ausgedehnt – aufweist – genügend
feste Halterung für einen Wellschlauch/-rohr – wobei
je nach Ausgestaltung der Haltezunge auch unterschiedlich große
auftretende Axialkräfte berücksichtigt werden
können.
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Bei
Vorhandensein von nur einer Haltezunge gestaltet sich die Schlauch-/Rohr-Demontage
einfacher; jedoch ist auch hier ein Lösewerkzeug erforderlich.
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Bei
einer weiteren Anschlußarmatur, deutsche Patentanmeldung
DE 39 03 355 , nimmt ebenfalls
ein hohlzylinderförmiger Körper den/das Schlauch/Rohr
auf und eine ausreichend lang ausgedehnte oberflächenfreigeschnittene
Federzunge mit ihrem in das Körperinnere weisenden Vorsprung
und den schlitzförmigen Begrenzungen ihrer Längsseiten verläuft
etwa in Umfangsrichtung des Körpers/räumlich diagonal
zum Körper.
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Vorteilhaft
wirkt sich die Anordnung auf die kurze axiale Länge der
Armatur aus, die Armatur baut kürzer; für das
Entriegeln und Entnehmen des Schlauchs/Rohrs ist Hilfswerkzeug erforderlich.
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Die
europäische Anmeldung
EP
857 275 beschreibt eine zweiteilige Schutzschlauch-/ -rohr-Schnellverschraubung
bestehend aus einem topfartigen Anschlußstück,
dessen hohlzylinderförmiger Körper radial verteilte,
axial verlaufende Durchbrüche sowie eine Eingriffsöffnung
aufweist, und das geeignet ist, einen mit radial verteilten und
axial verlaufenden Druckfingern – entsprechend obigen Durchbrüchen – versehenen,
eine Schiebemuffe bildenden Klemmring sowie den/das Schlauch/Rohr aufzunehmen.
Der Klemmring sitzt in zusammengebautem Zustand axial verschieblich
in dem Anschlußstück; die Druckfinger haben in
den Durchbrüchen radiales Spiel.
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Das
Ver- und Entriegeln des Schlauchs/Rohrs erfolgt mittels radial,
in die Eingriffsöffnung angesetzten Schraubendrehers durch
Verschub in axialer Richtung. Ein zufälliges Öffnen
der Verschraubung – wie durch Vibration, Schlag- oder Druckeinwirkung – wird
dadurch verhindert, ebenso wie durch Fremdeinwirkung, wie Sabotage
oder Vandalismus.
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Vorgestellt
wird eine Reihe von Schutzrechtsanmeldungen für eine Familie
von Schutzschlauch-/-rohr-Schnellverschraubungen, wie die schweizerische
Patentschrift
CH 696 553 /deutsches Gebrauchsmuster
DE 20 2004 013 983 – glasfaserverstärkter
Gewindestutzen, schweizerisches Patent
CH
696 287 /deutsches Gebrauchsmuster
DE 20 2004 005 259 – Abschirmschlauch,
Patentschrift
CH 696 250 /deutsches
Gebrauchsmuster
DE
20 2004 005 278 – Verbindungselement, Patentschrift
CH 693 151 /Gebrauchsmuster
DE 299 80 147 /internationale Anmeldung
WO2000/26 570 – Abstützelemente, Patentschrift
CH 690 946 /Patentschrift
CH 690 809 /deutsches Patent
DE 196 11 717 – abgeschirmte Leiter,
Gebrauchsmuster
DE
296 11 451 – Abschirmung, Gebrauchsmuster
DE 202 04 723 /europäische
Anmeldung
EP 1 245 888 – Winkeladapter, deutsche
Offenlegung
DE 36 26
403 – Anschlußarmatur, europäische
Anmeldung
EP 1 769 183 /internationale
Anmeldung
WO2006/007 744 – zweiteiliges
Gehäuse, bei der im wesentlichen ein 'Verbindungs- und
Anschlußstück' mit diversen Ausprägungen
vorgestellt wird. Das Verbindungs- und Anschlußstück
besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Gehäuse
mit einem Anschlußteil sowie in der Gehäusewand
mindestens eine fensterartige Öffnung und eine in diese
ragende, federnd gelagerte Zunge mit Rasthaken zur Festhaltung des Schlauchs/Rohrs.
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Die
Kraftschlüssigkeit von Zunge und Rasthaken ist nicht ausreichend
bei großen Belastungen.
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Eine
weitere Familie von Befestigungskupplungen für Schläuche/Rohre
ist durch die Ausprägung einer Verriegelungsvorrichtung
gegeben, derart, daß in der Gehäusewandung oder
an einem auf dem Gehäuse verschiebbar gelagerten Ring zwei
diametral gegenüberliegende biegeelastische Zungen ausgebildet
sind, die jeweils einen Innenvorsprung tragen, der je in ein Wellental
des eingeführten Schlauchs/Rohrs einrastet – wie
Gebrauchsmuster
DE
298 00 199 /Patentschrift
DE
198 57 337 – Rohrverbinder, Gebrauchsmuster
DE 297 22 987 /Patentschrift
DE 198 57 340 – Kabelverschraubung
mit Schirm, Gebrauchsmuster
DE
296 07 470 /Patentschrift
DE
197 14 661 – Kupplungselement, Gebrauchsmuster
DE 200 08 148 /europäische
Anmeldung
EP 1 152 180 – Armatur,
Gebrauchsmuster
DE G
93 13 807 /Patentschrift
DE
44 09 837 – Befestigungskupplung, Gebrauchsmuster
DE G 93 05 259 – Befestigungskupplung.
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Starke
Beanspruchungen bei rauhen Betriebseinsätzen stehen im
Widerspruch zur Kraftübertragung mit zwei diametral sich
gegenüberstehenden Zungen mit Rasthaken, vor allem bei
starker Vibration.
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Alle
vorgestellten Veröffentlichungen eignen sich nur bedingt
oder gar nicht für den spezifischen Einsatz als Schutzschlauch-/-rohrverschraubung
mit Frontöffner – insbesondere nicht für
eine Schlauch-/Rohr-Schnellverschraubung für die elektrische
Gebäudesystem- und Anlagentechnik. Nahezu sämtliche
Schnellverschraubungen arbeiten nach dem Prinzip der federnd gelagerten
Zunge mit Rasthaken, befindlich im Fensterausschnitt der hohlzylinderförmigen
Schlauch-/Rohraufnahme – einstückig nur mit Werkzeug
zu öffnen – bis auf die Ausnahme über
den Ansatz der elliptischen Wandstärkenverteilung – und
zweistückig mit Schiebemuffe und eingreifenden Haltefingern,
auch Rasthülse genannt. Auch bestimmt die Ausführung
die Schutzart, die Haltekraft und die Chemiekalienverträglichkeit/Umwelt.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Einrichtung nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Schutzschlauch-/-rohrverschraubung
mit Frontöffner – insbesondere eine Schlauch-/Rohr-Schnellverschraubung
für die elektrische Gebäudesystem- und Anlagentechnik
zu schaffen, die sowohl händisch oder mit Werkzeug oder Hilfswerkzeug
oder von verschiedenen Seiten ihrer Geometrie zu bedienen ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst; auf vorteilhafte Ausgestaltungen
nehmen die Unteransprüche Bezug.
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Ziel
ist der Aufbau einer Schutzschlauch-/-rohrverschraubung mit Frontöffner – insbesondere
einer einstückigen Schlauch-/Rohr-Schnellverschraubung
für die elektrische Gebäudesystem- und Anlagentechnik – insbesondere
für parallelgerippte Wellschläuche/-rohre, mit
einem hohlzylinderförmigen Haltekörper zur Schlauch-/Rohraufnahme
in axialer Richtung und einem in einem Durchbruch oder einer Ringnut
der Haltekörperwandung in axialer Richtung gelagerten,
elliptisch geformten, mit im wesentlichen Lösefunktionen
und viereckigem Querschnitt an den Stellen der Schnittpunkte von
Hauptkreis der Ellipse mit der Ellipse des elliptischen Federrings
und Haltefunktionen und dreieckförmigem Querschnitt an
den Stellen der Schnittpunkte von Nebenkreis der Ellipse mit der
Ellipse.
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Anm.:
Der Hauptkreis ist der Umkreis der Ellipse, der Nebenkreis der Inkreis
der Ellipse.
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Die
Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß als Verriegelungselement
im Innern des Haltekörpers wenigstens ein in axialer Richtung
eben gelagerter, elliptisch geformter Federring mit Funktionselement
angeordnet ist, der innerhalb seiner Lagerung in radialer Richtung
nach Betätigen des Funktionselements so elastisch verformt
ist, daß der Durchmesser des Nebenkreises des elliptischen
Federrings größer als der größte
Aussendurchmesser des eingebrachten Schlauchs/Rohrs ist und nach
Einbringung desselben in einer Vertiefung oder einem Wellental nach
Lösen des Funktionselements verrastbar ist. Dieser Federring
ist gegen axiale Verschiebungen weitestgehend gesichert, dehnt sich
aber in radialer Richtung unter Aufweitung seines Nebenkreis-Durchmessers
bei Betätigung des Funktionselements aus. Ist hinter einer
Parallelrippe eine Vertiefung oder ein Wellental in den Bereich
dieses Federrings verschoben, rastet er auf Grund seiner Elastizität
bei entriegeltem Funktionselement ein und legt den/das Schlauch/Rohr
in axialer Richtung über einen großen Umfangsbereich
fest, der durch den Durchmesser des Nebenkreises des entspannten,
elliptisch geformten Federrings vorgegeben ist.
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Der
Querschnitt des Federrings ist dreieckförmig in der Umgebung
der Berührungsstellen von Nebenkreis und Ellipse des Federrings
und viereckig im Bereich der schleifenden Schnitte von Hauptkreis und
elliptischem Federring. Der dreieckförmige Querschnitt
des Federrings bedeutet eine Materialschwächung und ein
Druck auf das Funktionselement eine Änderung der Formgebung
des Federrings insbesondere in diesem Bereich.
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Weiterhin
bestimmen die Winkel zwischen Hypotenuse und Katheten
- – einerseits die aufzubringende Kraft für
das Einführen und Einrasten eines Wellschlauchs/-rohrs – die
Lage der Hypotenuse bestimmt die Anlaufschräge des Schlauchs/Rohrs – und
- – andererseits die Haltekraft des Wellschlauchs/-rohrs
in dem Haltekörper – abhängig von der
Winkelstellung von eingreifender Hypotenuse und Kathete in das Wellental – von
Bedeutung ist insbesondere die Breite des Wellentals – des
Schlauchs/Rohrs.
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Das
Funktionselement ist Teil des Federrings und kann entsprechend unterschiedlicher
Anforderungen – wie manuelle Bedienung oder mittels Werkzeug
oder seitliche Betätigung oder von vorne – ausgeprägt
sein.
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Beim
Hauptpatent stellt das Funktionselement einen gut zugänglichen
manuell zu betätigenden Knopf dar, der durch die Gehäusewand
des Haltekörpers ragt. Die Bedienung erfolgt von der Seite, radial
bezogen auf die axiale Längsausdehnung von Schnellverschraubung
und Schlauch/Rohr.
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In
einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung reduziert
der Knopf zu einem Stift mit in Ruhestellung bündigem Sitz
in einer Bohrung der Gehäusewand des Haltekörpers
und die seitliche, radiale Betätigung des Funktionselements
erfolgt nur durch ein Werkzeug.
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Bei
der vorliegenden Erfindung ist mindestens ein Funktionselement am
Federring angeordnet; es besteht aus einem Hohlzylinderabschnitt
und tritt durch einen der Funktionselement-Kontur angepaßten
Ausschnitt innerhalb der Ringnut des Haltekörpers nach
außen. Je nach Bündigkeit mit der Außenwand
oder Überstand über die Außenwandung
des Haltekörpers sowie je nach der Größe
der Querschnittsfläche des Funktionselements ist eine seitliche,
radial gerichtete Betätigung desselben händisch oder
nur mit Hilfe von Werkzeug möglich.
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Eine
weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die
radial nach außen gerichtete Oberfläche des Funktionselements
in axialer Richtung konisch ausgeprägt ist. Somit kann
eine in axialer Richtung auf die konische Oberfläche aufgebrachte
Kraft ebenfalls eine entriegelnde Wirkung über den Federring
auf den/das Schlauch/Rohr ausüben, händisch oder
durch Werkzeug oder Hilfswerkzeug bewerkstelligt.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausprägungsform dieses Ansatzes, wird eine
spezifisch geformte Schiebehülse über den Haltekörper
rastend gestülpt. Durch eine manuelle Betätigung
der Schiebehülse in axialer Richtung werden Kräfte über
das/die Funktionselement/e auf den Federring übertragen.
Diese Anordnung läßt in vorteilhafter Weise die
Betätigung der Schiebehülse – und damit
die Bedienung der Schnellverschraubung – von vorne, in
axialer Richtung zu. Sind mehrere Schnellverschraubungen in der
Wandung eines Installationsgehäuses o. ä. benachbart
in geringem Abstand angeordnet, ist die seitliche, radiale Bedienung
der Verschraubung nur unter erschwerten Bedingungen möglich.
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Der
hohlzylinderförmige Haltekörper erhält auf
der dem Anschlußgewinde gegenüberliegenden Seite
eine verstärkte, leicht überstehende in radialer Richtung
ausgedehnte Berandung, die die Aufnahme und den Sitz der an ihrer
unteren Innenseite konisch angeschrägten Schiebehülse
ermöglicht.
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Weiterhin
zeichnet sich die Schiebehülse in vorteilhafter Weise in
ihrem Inneren durch eine weitere, oberhalb der ersten gelegene,
in axialer Richtung sich ausdehnende konische Formgebung aus. Diese kegelförmig
verlaufende Fläche schließt bündig mit der
radial gerichteten konisch verlaufenden Oberfläche des
Funktionselements des Feder rings. Auf Grund der in axialer Richtung
möglichen Verschiebung der Hülse innerhalb einem
gegebenen oberen und einem unteren Anschlag gebildet – durch
in radialer Richtung ausgedehnte Berandungen des Haltekörpers – wird über
das Funktionselement Druck auf den Federring ausgeübt und
es ergeben sich im wesentlichen zwei Betriebszustände
- – einerseits ein auf den Federring
bezogener, entspannter Zustand – der Federring befindet
sich in seinem natürlichen Zustand, die Schiebehülse schlägt
an der oberen Berandung des Haltekörpers an, der/das Wellschlauch/-rohr
ist im Haltekörper über den Federring verriegelt – Betriebszustand
1
- – andererseits ein auf den Federring bezogener, gespannter
Zustand – der Federring wird durch die an der unteren Berandung
des Haltekörpers anschlagende Schiebehülse über
das/die Funktionselemente zusammengedrückt, der/das Wellschlauch/-rohr
kann dem Haltekörper entnommen werden – Betriebszustand
2.
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Der Übergang
von dem Betriebszustand 1 in den Betriebszustand 2 kann durch Taster – in
die Ausgangsstellung zurückgehend – oder durch
Schalter – in der neuen Stellung verbleibend – erfolgen.
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Grundsätzlich
kann die Schiebehülse wie die Schlauch-/Rohraufnahme und
der Federring aus Kunststoff oder Metall hergestellt sein. Für
den Haltekörper und das Gewindeteil werden je nach Anforderung
auch unterschiedliche Materialien eingesetzt, so daß auch
neben dem Haltekörper aus Kunststoff, das Gewindeteil glasfaserverstärkt
oder aus Metall hergestellt ist.
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Die
Einbringung des Federrings der einstückigen Schlauch-/Rohr-Schnellverschraubung
in den hohlzylinderförmigen Haltekörper erfolgt
durch die Schlauch-/Rohr-Einführungsöffnung und
die lagegerechte Positionierung in den Durchbrüchen und
Gehäusebohrungen des Haltekörpers; der Federring
ist verdrehgesichert.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Haltekörper
an gewünschter Federring-Positionierung mit einer innenliegenden
Ringnut zur Aufnahme des elliptischen Federrings versehen, so daß die
Schlauch-/Rohraufnahme nach außen geschlossen und dicht
wirkt und nur die Gehäusebohrung für die Auf-
und Entnahmefunktion mit Funktionselement ggf. abzudichten ist.
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Ob
die Wahl auf die Variante 'Durchbruch' oder 'Ringnut' fällt,
ist – neben der Schutzart – auch von den Werkzeugkosten
abhängig; die Ringnut setzt eine stärkere Wanddicke
des Haltekörpers voraus.
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Der
Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der als Anlage
beigefügten Zeichnungen von Ausführungsbeispielen
weiter verdeutlicht. Es zeigen
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1 Schutzschlauch-/-rohr-Schnellverschraubung
mit Schlauch-/Rohraufnahme, Federring, Schiebehülse und
Schlauch/Rohr, vereinzelt, in perspektivischer Darstellung
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2 Schnellverschraubung mit Aufnahme, Federring,
Schiebehülse und Schlauch/Rohr, Betriebszustand 1: entspannter
Federring – verriegelter/s Schlauch/Rohr
- a)
in Seitenansicht und als Axialschnitt (Schnitt A-A)
- b) als Schnitt A-A
- c) in Seitenansicht und als Axialschnitt (Schnitt C-C)
- d) als Schnitt C-C
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3 Schnellverschraubung mit Aufnahme, Federring,
Schiebehülse und Schlauch/Rohr, Betriebszustand 2: gespannter
Federring – entriegelter/s Schlauch/Rohr
- a)
in Seitenansicht und als Axialschnitt (Schnitt B-B)
- b) als Schnitt B-B
- c) in Seitenansicht und als Axialschnitt (Schnitt D-D)
- d) als Schnitt D-D.
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Gleiche
und gleichwirkende Bestandteile der Ausführungsbeispiele
sind in den Figuren jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Die
Beschreibung der erfindungsgemäßen Einrichtung
wird fortgesetzt anhand der Erläuterung der Figuren.
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Wie
aus 1 ersichtlich, ist die Schutzschlauch-/-rohr-Schnellverschraubung 1 einstückig – bestehend
aus der Schlauch-/Rohraufnahme 2, dem Federring 4 und
der Schiebehülse 5 – aufgebaut. Grundsätzlich
kommen als Materialien je nach Verwendungszweck Kunststoffe – wie
ABS, PP, PS oder PU – und/oder Metalle – wie vernickeltes
Messing oder Stahl oder Edelstahl – zum Einsatz. Bei höheren Beanspruchungen
oder Schutzarten wird das Gewindeteil 29 durch Kunststoff
mit Glasfasern verstärkt oder in Metall ausgeführt.
Das Gewindeteil ist hier als Außengewinde dargestellt;
in der praktischen Handhabung sind auch Ausführungen mit
Innengewinde oder als Steckverbindung realisierbar. Die Gehäuse-, Wand-
oder Kupplungsverschraubung wird ggf. mittels eines Dichtrings 28 für
eine höhere Schutzart eingerichtet. Der hohlzylinderförmige
Haltekörper 21 nimmt den/das parallelgerippte/n
Schlauch/Rohr 6 innerhalb der als Hohlzylinder ausgeprägten
Gehäusewand 22 auf.
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An
dem der Einführungsöffnung gegenüberliegenden
Ende des Haltekörpers ist zum Übergang auf das
Gewindeteil außen eine Schlüssel-/Sechskantfläche 26 für
Maulschlüssel vorgesehen; die Fläche wird durch
den Anschlag 27 begrenzt und stellt eine Führung
für das Werkzeug dar. Ebenso ist am oberen Rand des Haltekörpers – Einführungsöffnung – außen
eine Mehrkantfläche 23 für den Steckschlüsseleinsatz
vorgesehen.
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Der
Haltekörper weist – in Abhängigkeit der Anzahl
der Funktionselemente – mindestens einen Durchbruch 25 für
das Funktionselement 42 auf. In diese Öffnung
des Haltekörpers wird durch die Einführungsöffnung
der elliptisch geformte Federring 4 mit Funktionselement
eingebracht. Der Federring ist ein Formteil und ist im entspannten Zustand
elliptisch geformt. Der Federring wird nahezu kreisförmig
zur Auf- und Entnahme des Schlauchs/Rohrs durch Druck auf das Funktionselement
radial gespannt; Verformung durch Kaltfluß kann nicht eintreten.
Ist die Kondition gegeben, daß die Schlauch-/Rohrauf- und
-entnahme nur mittels Werkzeug gegen unbefugte Benutzung erfolgen
darf – Sabotage-, Vandalismus-Schutz, etc. – genügt
auch eine kleine Bohrung oder ein Schlitz 25 für
den Federring-Zugang mittels eines dünn ausgeprägten
Werkzeugs, wie ein kleiner Schraubendreher oder ein Dorn/Nadel;
das Funktionselement reduziert zu einem dünnen Stift, mit
dem Außendurchmesser des Haltekörpers abschließend.
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Der
Federring 4 wird lose gelagert und in einer Ringnut 24 der
Gehäusewand 22 des Haltekörpers 21 geführt;
im Bereich dieser Abschnitte der Gehäusewand wird dieselbe
auf eine minimale Wandstärke reduziert. Für die
Einführung und die Positionierung des Schlauchs/Rohrs 6 in
dem Haltekörper wird als Einführhilfe der Federring
innen mit einer konisch ausgeprägten Anlaufschräge 41 versehen.
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Der
Querschnitt des Federrings 4 ist dreieckförmig
in der Umgebung der Berührungsstellen von Nebenkreis und
Ellipse des Federrings und viereckig im Bereich der schleifenden
Schnitte von Hauptkreis und elliptischem Federring. Der dreieckförmige
Querschnitt des Federrings bedeutet eine Materialschwächung
und ein Druck auf das Funktionselement 42 eine Änderung
der Formgebung des Federrings insbesondere in diesem Bereich.
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Eine
Dichtheit und eine Erhöhung der Schutzart zwischen Haltekörper 21 und Schlauch/Rohr 6 wird
in einfachsten Fall durch eine dem Schlauch/Rohr vorgelagerte, im
Boden des Haltekörpers positionierte Flachdichtung 32 erreicht; eine
plane, saubere Schlauch-/Rohrschnittkante am Schlauch-/Rohrende
ist Voraussetzung. Auch kann der/das einzuführende Schlauch/Rohr
mit einem der Konstellation Haltekörper – Schlauch/Rohr
angepaßten O-Ring 33 Dichtigkeit zwischen in den
Haltekörper eingeführten Schlauch/Rohr und Haltekörper
herstellen. Statt als Einzelteil kann die Dichtung auch im Fall
eines Kunststoff-Haltekörpers zweikomponentig angespritzt
sein.
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Statt
der Lagerung des Federrings 4 in einer Ringnut 24 des
Haltekörpers 21 ist auch eine Lagerung in einer
offenen, mit mechanischen Stützstellen versehenen Nut möglich.
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Die
Schiebehülse 5 wird über die Berandung 1 30 des
Haltekörpers 21 gestülpt – dieser
Vorgang wird durch den Konus 2 56 und den Konus 1 53 der Schiebehülse 5 ermöglicht – und
bewegt sich in axialer Richtung zwischen Berandung 1 bzw. Anschlag
1 51 und Berandung 2 31 bzw. Anschlag 3 57.
Das Gleitlager 55 der Schiebehülse ist als Passung
zum Durchmesser der Gehäusewand 22 des Haltekörpers 21 ausgeführt.
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Neben
der oben genannten hat der Konus 1 53 der Schiebehülse 5 eine
weitere Funktion inne. Durch diesen Konus 1 in Verbindung mit der
ebenfalls konisch angeschrägten Außenfläche 44 des Funktionselements 42 des
Federrings 4 wird die Schiebhülse positioniert
und geführt. Im Betriebszustand 1 – entspannter
Federring – ragt das Funktionselement des Federrings über
den Durchbruch 25 der Gehäusewand 22 hinaus,
drückt die Schiebehülse nach oben bis Anschlag
2 54 mit Unterkante 43 des Federrings und auch
Anschlag 1 51 mit Berandung 1 30 in Berührung
kommen. In diesem Betriebszustand 1 ist der/das Schlauch/Rohr 6 verriegelt.
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Entsprechend
wird die Schiebehülse 5 händisch nach
unten verschoben und durch ihren Anschlag 3 57 und die
Berandung 2 31 des Haltekörpers 21 begrenzt.
Dabei drückt der Konus 1 53 auf die abgeschrägte
Außenfläche 44 des Funktionselements 42 des
Federrings 4, was ein Zusammenpressen des Federrings bewirkt – Betriebszustand 2.
Dieser Druck auf den Federring bewirkt ein Entriegeln des Schlauchs/Rohrs 6;
der/das Schlauch/Rohr kann der Schnellverschraubung 1 entnommen
werden.
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Die Überführung
der Schnellverschraubung von dem Betriebszustand 1 in den Betriebszustand 2 mittels
der Schiebehülse 5 kann tastend – die
Schiebehülse kehrt nach Betätigung wieder in ihre
Ausgangslage zurück – oder schaltend – die
Schiebehülse bleibt jeweils in der gewünschten
Lage – erfolgen, je nach Ausprägung und Zusammenspiel
von Funktionselement 42, 44 und Konus 1 53.
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Mittels
eines weiteren Anschlags kann die Schiebehülse 5 auf
dem Haltekörper 21 der Schlauch-/Rohraufnahme 2 verdrehgesichert
gestaltet werden.
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Besteht
die Forderung, daß die Schnellverschraubung 1 nur
mit Werkzeug zu öffnen ist, wird die Schiebehülse
zum Werkzeug ausgeprägt; die Schiebehülse wirkt
als nur in einer bestimmten Drehwinkellage zu bedienendes Werkzeug
auf das Funktionselement 42 des Federrings 4.
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Um
der besseren Handhabbarkeit willen, ist die Schiebehülse 5 an
ihrem Außenumfang mit radial verlaufenden Griffrillen 52 versehen.
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2 zeigt die Schutzschlauch-/-rohr-Schnellverschraubung 1 mit
Aufnahme 2, Federring 4 und Schiebehülse 5 und Schlauch/Rohr 6 in
Seitenansicht im Betriebszustand 1
- a) in Seitenansicht
und als Axialschnitt (Schnitt A-A)
- b) als Schnitt A-A
- c) in Seitenansicht und als Axialschnitt (Schnitt C-C)
- d) als Schnitt C-C.
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Der
elliptische Federring befindet sich im entspannten Zustand, der/das
eingeführte Schlauch/Rohr ist verriegelt.
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Gemäß 2a) ist der/das parallelgerippte Wellschlauch/-rohr 6 sauber
auf Länge gekürzt und in die Schlauch-/Rohraufnahme 2 eingeführt.
Die Schiebehülse 5 mit Griffrillen 52 liegt
an der oberen Berandung 1 30 an. Die Schnittzeichnung – rechte Bildhälfte – zeigt
deutlich die Details im Bereich Gehäusewand 22 mit
Ringnut 24, die Lage des darin geführten elliptischen
Federrings 4, der in das Wellental 61 des Schlauchs/Rohrs
eingreift sowie die Schiebehülse, die an dieser Stelle
nicht auf den Federring wirkt. Ebenfalls ist der Aufbau der Schiebehülse
mit dem Einführkonus 2 56, dem Gleitlager 55 sowie
dem Führungskonus 1 53 dargestellt. Der elliptische
Federring weist im Bereich des Eingriffs in den/das parallelgerippte/n
Wellschlauch/-rohr einen dreieckförmigen Querschnitt mit
der Anlaufschräge 41 auf. Anlaufschräge
und Wellentalbreite legen die Einführ- und die Verriegelungsfunktion
fest; die Anlaufschräge ist hinsichtlich der verschiedenen
parallelgerippten Schlauch-/Rohrtypen zu optimieren.
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2b) zeigt im Schnitt A-A die Lage des entspannten
elliptischen Federrings 4 in der Schlauch-/Rohraufnahme 2 bei
gestecktem und verriegeltem Schlauch/Rohr 6. Der Bereich
der Verriegelung des Schlauchs/Rohrs durch den Federring beträgt
ca. 50% und mehr des Schlauch-/Rohrumfangs, je nach Wahl von Anlaufschräge
und Wellentalbreite. Die Schiebehülse 5 hat in
dieser Stellung keine Wirkung auf den Federring.
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2c) zeigt – wie 2a) – Seitenansicht und
Axialschnitt von Schlauch-/Rohraufnahme 2, Federring 4,
Schiebehülse 5 und Wellschlauch-/-rohr 6, jedoch
in einer um 90° gedrehten Position. Der Federring ist entspannt,
der/das Schlauch/Rohr ist in der Schnellverschraubung 1 verriegelt;
die Schiebehülse befindet sich am oberen Anschlag, Anschlag
1 51 und Berandung 1 30. Hervorzuheben ist die
Einzelheit des Zusammenwirkens von Haltekörper 21 mit
Durchbruch 25, Federring, Schiebehülse und Schlauch/Rohr.
An dieser Stelle hat der Federring auf den/das Schlauch/Rohr keine
Wirkung. Der Federring ist hier nahezu quadratisch ausgeprägt,
mit einer leichten Anlaufschräge an der Außenfläche 44 des Funktionselements 42 versehen.
Das bedeutet eine Verstärkung des Federrings an der Eingriffstelle;
die hier aufgebrachte Kraft wirkt an der sich verjüngenden,
um ca. 90° gedrehten Stelle des Federrings mit dreieckförmigem
Querschnitt aus. Das Funktionselement des Federrings ruht – in
dem Durchbruch des Haltekörpers geführt – in
dem Konus 1 53 und dem Anschlag 2 54 der Schiebehülse.
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2d) zeigt im Schnitt C-C die Lage des entspannten
elliptischen Federrings 4 in der Schlauch-/Rohraufnahme 2 bei
gestecktem und verriegeltem Wellschlauch/-rohr 6. Die Schiebehülse 5 nimmt
in dieser Position den lose gelagerten Federring auf; eine Kraftübertragung
geht von der Schiebehülse auf den Federring nicht aus.
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3 zeigt die Schutzschlauch-/-rohr-Schnellverschraubung 1 mit
Aufnahme 2, Federring 4 und Schiebehülse 5 und Schlauch/Rohr 6 in
Seitenansicht im Betriebszustand 2
- a)
in Seitenansicht und als Axialschnitt (Schnitt B-B)
- b) als Schnitt B-B
- c) in Seitenansicht und als Axialschnitt (Schnitt D-D)
- d) als Schnitt D-D.
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Schiebehülse
und elliptischer Federring befinden sich im Betriebszustand 2,
der/das eingeführte Schlauch/Rohr ist entriegelt, der/das
Schlauch/Rohr kann der Aufnahme der Schnellverschraubung entnommen
werden.
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Gemäß 3a) ist der/das parallelgerippte Wellschlauch/-rohr 6 sauber
auf Länge gekürzt und in die Schlauch-/Rohraufnahme 2 eingeführt.
Die Schiebehülse 5 mit Griffrillen 52 liegt
mit ihrem Anschlag 3 57 an der unteren Berandung 2 31 an.
Die Schnittzeichnung – rechte Bildhälfte – zeigt
deutlich die Detaillierung im Bereich Gehäusewand 22 mit Ringnut 24,
die Lage des darin geführten elliptischen Federrings 4,
der an der Stelle in die Ringnut gedrückt wird und den/das
Schlauch/Rohr zur Entnahme aus dem Haltekörper 21 frei
gibt.
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3b) zeigt im Schnitt B-B die Lage des gespannten
elliptischen Federrings 4 in der Schlauch-/Rohraufnahme 2 bei
gestecktem und entriegeltem Schlauch/Rohr 6. Die Schiebehülse 5 hat
in dieser Stellung keine Wirkung auf den Federring. Deutlich ist
der zu einem Kreis rund geformte Federring und seine Lage in der
Ringnut 24 auszumachen; der Federring liegt berührungsfrei
zum Schlauch/Rohr.
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3c) zeigt – wie 3a) – Seitenansicht und
Axialschnitt von Schlauch-/Rohraufnahme 2, Federring 4,
Schiebehülse 5 und Wellschlauch-/-rohr 6, jedoch
in einer um 90° veränderten Position. Der Federring
ist gespannt, der/das Schlauch/Rohr ist in der Schnellverschraubung 1 entriegelt;
die Schiebehülse befindet sich am unteren Anschlag, Anschlag
3 57 und Berandung 2 31. Hervorzuheben ist die
Einzelheit des Zusammenwirkens von Haltekörper 21 mit Durchbruch 25,
Federring, Schiebehülse und Schlauch/Rohr. An dieser Stelle
hat der Federring auf den/das Schlauch/Rohr keine Wirkung. Der Federring
ist hier nahezu quadratisch ausgeprägt, mit einer leichten
Anlaufschräge an der Außenfläche 44 des Funktionselements 42 versehen.
Das bedeutet eine Verstärkung des Federrings an der Eingriffstelle;
die hier aufgebrachte Kraft wirkt an der sich verjüngenden,
um ca. 90° gedrehten Stelle des Federrings mit dreieckförmigem
Querschnitt aus. Das Funktionselement des Federrings kontaktiert – in
dem Durchbruch des Haltekörpers geführt – den
Konus 1 53 am oberen Ende der Schiebehülse.
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3d) zeigt im Schnitt D-D die Lage des gespannten
elliptischen Federrings 4 in der Schlauch-/Rohraufnahme 2 bei
gestecktem und entriegeltem Wellschlauch/-rohr 6. Die Schiebehülse 5 nimmt
in dieser Position den lose gelagerten Federring auf; eine Kraftübertragung
wirkt von der Schiebehülse auf den Federring; seine Geometrie ändert
sich von einer Ellipse zu einem Kreis. Der Federring hat den/das
Schlauch/Rohr vollständig freigegeben, der/das Wellschlauch/-rohr
kann der Aufnahme entnommen werden.
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Die
mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß mittels einer teilereduzierten, nur einstückig,
einfach aufgebauten und herstellbaren Schutzschlauch-/-rohr-Schnellverschraubung
ausreichende Kräfte zum Halten von parallelgerippten Wellschlauch-/-rohranordnungen schutzartgerecht
aufgebracht werden können und der Auf-/Entnahmemechanismus
einfach, selbsterklärend und ohne eine 'dritte Hand' seitlich
oder von vorne erfolgt.
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Vorteilhafte
Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche;
die zahlreichen Möglichkeiten und Vorteile der Ausgestaltung der
Erfindung spiegeln sich in der Anzahl der Schutzrechtsansprüche
wider.
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- 1
- Schutzschlauch-/-rohr-Schnellverschraubung
- 2
- Schlauch-/Rohraufnahme
- 21
- Haltekörper
- 22
- Gehäusewand
- 23
- Steckschlüsselfläche
(nicht dargestellt)
- 24
- Ringnut
Bereich Federring
- 25
- Durchbruch
Funktionselement
- 26
- Schlüsselfläche
- 27
- Anschlag
(nicht dargestellt)
- 28
- Dichtring
(nicht dargestellt)
- 29
- Außengewinde
- 30
- Berandung
1
- 31
- Berandung
2
- 32
- Flachdichtung
(nicht dargestellt)
- 33
- O-Dichtring
(nicht dargestellt)
- 34
- Hohlzylinder,
angeformt
- 4
- Federring,
elliptisch
- 41
- Anlaufschräge
- 42
- Funktionselement
- 43
- Unterkante
- 44
- Außenfläche
- 5
- Schiebehülse,
gerillt
- 51
- Anschlag
1
- 52
- Griffrille
- 53
- Konus
- 54
- Anschlag
2
- 55
- Gleitlager
- 56
- Konus
2
- 57
- Anschlag
3
- 6
- Schlauch/Rohr,
parallelgerippt
- 61
- Wellental
- 62
- Bemessung
Innendurchmesser
- 63
- Wellenberg
- 64
- Bemessung
Außendurchmesser
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
-
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