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Die Erfindung betrifft eine Anschlussvorrichtung für ein Leiterende nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Anschlussvorrichtungen, bei welchen ein Betätigungselement dazu genutzt wird, um einen das Leiterende kontaktierenden Zustand oder einen das Leiterende nicht kontaktierenden Zustand herzustellen, sind aus dem Stand der Technik in verschiedensten Ausgestaltungen bekannt. So werden Betätigungselemente einerseits an Federkraftklemmen verschiedener Art eingesetzt, so an Druck- oder Zugfederklemmen aber auch an anderen Anschlussvorrichtungen, beispielsweise an solchen, die nach einem isolationsdurchdringenden Prinzip arbeiten. An Federkraftklemmen werden Betätigungselemente in der Regel zum direkten oder indirekten Ausüben von Kraft auf den Energiespeicher (insbesondere im Sinne eines Spannens einer Feder oder im Sinne eines Lösens einer Feder aus einer Verraststellung) genutzt, um die Klemmstelle entweder zu Öffnen oder zu Schliessen. Rein beispielhaft sei insoweit auf die
DE 10 2015 120 063 verwiesen.
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Grundsätzlich bestehen bei Anschlussvorrichtungen der gattungsgemäßen Art der Wunsch und die Notwendigkeit dazu, vorhandenen Bauraum möglichst gut zu nutzen und Funktionselemente wie das Betätigungselement möglichst kompakt gestalten zu können.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Anschlussvorrichtung zu schaffen, welche dieser Anforderung gut gerecht wird.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Anspruch 1 schafft eine Anschlussvorrichtung zum Anschluss eines Leiterendes, mit einem Gehäuse und einem Stromleitelement zum Kontaktieren des Leiterendes, wobei ein Betätigungselement zum Erzeugen eines kontaktierten Zustandes oder eines nicht kontaktierten Zustandes der Anschlussvorrichtung vorgesehen ist und wobei das Betätigungselement als Kunststoff-Metall-Verbundelement ausgebildet ist.
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Durch eine Ausgestaltung des Betätigungselementes als Kunststoff-Metall-Verbundelementes anstelle einer Ausgestaltung als reines Kunststoffelement ist es zunächst möglich, das Betätigungselement und damit die ganze Anschlussvorrichtung sehr kompakt zu gestalten. Denn ein metallischer Abschnitt optimiert die statischen Eigenschaften des Betätigungselementes gegenüber einer Ausgestaltung nur aus Kunststoff, während der Abschnitt aus Kunststoff weiter isolierend wirken kann und ggf. eine gute Führung des Betätigungselementes in einem (Kunststoff-)Gehäuse zulässt. Bekannte Drücker als Schieber oder Hebel werden hingegen ausschließlich aus Kunststoff hergestellt und sind somit in Ihrer mechanischen Stabilität begrenzter. Nach der Erfindung ist hingegen die mechanische Stabilität des Betätigungselementes durch den Metallabschnitt, insbesondere eine Metalleinlage, deutlich erhöhbar. Nachteilige Effekte wie ein Durchbiegen und Verdrehen des Betätigungselementes sind deutlich reduzierbar, da der Metallabschnitt auf engem Raum auf einfache Weise genügend stabil dimensionierbar ist. Durch die Erhöhung der Stabilität ist sogar eine weitere Miniaturisierung der Bauteile möglich.
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Nach einer vorteilhaften Variante der Anschlussvorrichtung ist vorgesehen, dass das Leiterende mit einer Feder an das Stromleitelement gedrückt oder gezogen wird, wobei das Betätigungselement zum direkten oder indirekten Ausüben von Kraft auf die Feder vorgesehen ist. Die Anschlussvorrichtung ist dann als Federkraftklemme ausgestaltet. Die Feder kann wiederum als Druckfeder oder als Zugfeder ausgestaltet sein. Eine Ausgestaltung als Direktsteckklemme mit einer Druckfeder ist insofern besonders bevorzugt aber nicht zwingend. Die Erfindung kann vielmehr auch bei Anschlussvorrichtungen umgesetzt werden, die in anderer Weise, so als Zugfederklemmen ausgelegt sind oder beispielsweise bei Anschlussvorrichtungen, die einen isolationsdurchdringenden Kontakt aufweisen, wobei ein Betätigungselement vorgesehen ist, um die Leiter auf oder in den isolationsdurchdringenden Kontakt zu führen.
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Nach einer vorteilhaften Variante kann das Kunststoff-Metall-Verbundelement einen metallischen Kern aufweisen, der ganz oder abschnittweise mit Kunststoff umgeben, vorzugsweise umspritzt ist, so dass ein Kunststoffmantel ausgebildet wird. Der metallische Kern - z.B. ein Stiftteil oder ein Flachteil - ermöglicht einerseits in einfacher Weise eine kompakte Ausgestaltung des Betätigungselementes. Zudem ermöglicht es der metallische Abschnitt, insbesondere der metallische Kern, das Betätigungselement auch noch für weitere Funktionen zu nutzen, so für elektronische Prüfzwecke. Dazu ist es vorteilhaft, wenn der metallische Abschnitt, insbesondere der metallische Kern, aus einem elektrisch gut leitenden Metall, vorzugsweise aus einer Kupferlegierung oder aus einer Aluminiumlegierung, besteht. Er kann aber auch aus Stahl oder anderen Materialien bestehen.
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Die Erfindung kann insbesondere sehr gut bei Anschlussvorrichtungen eingesetzt werden, bei welchen das Betätigungselement als ein im Gehäuse beweglicher Drücker zum Spannen oder Lösen der Zugfeder oder der Druckfeder aus einer gespannten Stellung ausgebildet ist. Dabei kann das Betätigungselement - insbesondere der Drücker - im Gehäuse ausschließlich oder im Wesentlichen verschieblich geführt sein oder im Gehäuse verschwenkbar gelagert sein. Denn insbesondere bei Drückern an Direktsteckklemmen, die im Gehäuse im Wesentlichen verschieblich geführt sind und oft als längliches Element mit mehreckigem, insbesondere rechteckigem, Querschnitt ausgestaltet sind, besteht der Wunsch, diese möglichst kompakt zu gestalten.
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Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung ist sodann vorgesehen,
- - dass das Betätigungselement einen Betätigungsabschnitt zum manuellen oder werkzeugunterstützten Betätigen aufweist sowie einen Einwirkabschnitt, insbesondere ein Einwirkende, das direkt oder indirekt auf die Feder einwirkt,
- - dass die Feder aus einem leitenden Metall besteht und direkt oder indirekt leitend mit der Stromschiene verbunden ist, und
- - dass der metallische Abschnitt des Betätigungselements leitend den Betätigungsabschnitt des Betätigungselements mit dessen Einwirkabschnitt, insbesondere Einwirkende, verbindet, wobei der metallische Abschnitt an dem Betätigungsabschnitt so freiliegt, dass er mit einem leitenden Element wie einer Prüfspitze kontaktierbar ist und wobei der metallische Abschnitt an dem Einwirkabschnitt so freiliegt, dass mit ihm die Feder kontaktierbar ist.
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Derart ist es möglich, mit einer Prüfspitze zunächst den metallischen Abschnitt des Betätigungselementes zu kontaktieren und über diesen die Feder. Da die Feder wiederum selbst aus einem leitenden Metall besteht und im nicht kontaktierten Zustand direkt mit der Stromschiene sowie im kontaktierten Zustand über das Leiterende mit der Stromschiene verbunden ist, ist es möglich, derart über das Betätigungselement, das dann als Leiter genutzt wird, elektronische Prüfabgriffe an der Anschlussvorrichtung durchzuführen. Derart wird das Betätigungselement in besonders vorteilhafter Weise nicht nur für Betätigungen sondern auch noch für die Funktion des Prüfabgriffes genutzt, so dass kein zusätzlicher Bauraum der Anschlussvorrichtung für die Realisierung dieses Prüfabgriffes mehr erforderlich ist. Zudem werden die Verschleißeigenschaften zwischen dem Drücker und der Feder verbessert, da Metall auf Metall reibt. Dadurch werden die Bedienkräfte optimiert.
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Prüfabgriffe des Standes der Technik liegen hingegen in der Regel neben dem Betätigungselement (Pusher/Hebel) und/oder es erfolgt ein aufwendigerer Prüfabgriff durch eine Öffnung des Betätigungselementes, die entsprechend groß zu dimensionieren ist, dass die Prüfspitze durchgeschoben werden kann.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
- 1 in a) eine perspektivische Ansicht einer ersten Anschlussvorrichtung zum Kontaktieren eines Leiterendes in teiltransparenter Darstellung mit einem in die Anschlussvorrichtung eingesteckten Leiterende und mit einer Prüfspitze sowie in b) eine Ausschnittsvergrößerung aus a);
- 2 in a) eine perspektivische Ansicht eines Betätigungselementes für eine Anschlussvorrichtung nach Art der 1a) in teiltransparenter Darstellung und in b) das Betätigungselement aus a) mit einer in der Nähe des Betätigungselementes angeordneten aber daran noch nicht angesetzten Prüfspitze;
- 3 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Anschlussvorrichtung zum Kontaktieren eines Leiterendes in teiltransparenter Darstellung mit einem in die Anschlussvorrichtung eingesteckten Leiterende und mit einer Prüfspitze;
- 4 in a) eine perspektivische Ansicht eines Betätigungselementes für eine Anschlussvorrichtung nach Art der 3) in teiltransparenter Darstellung und in b) das Betätigungselement aus a) mit einer in der Nähe des Betätigungselementes angeordneten aber daran noch nicht angesetzten Prüfspitze; und
- 5 in a) eine perspektivische Ansicht eines Metallteils eines Betätigungselementes nach Art der 4a) und in b) das Metallteil aus a) mit einem als Druckfeder ausgebildeten Energiespeicher.
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Soweit nachfolgend Begriffe wie oben und unten oder rechts und links verwendet werden, beziehen diese sich auf die in den jeweiligen Zeichnungen dargestellte Lage. Die Einbaulage kann hiervon abweichen, so dass die Begriffe relativ zu beziehen sind.
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Die 1a und 3 zeigen jeweils eine Anschlussvorrichtung 1 zum Anschluss eines Leiterendes 2 (gut in 3 zu erkennen), wobei die beiden Anschlussvorrichtungen 1 jeweils in verschiedener Weise als Direktsteckklemmen ausgebildet sind. Die Ausgestaltung als Direktsteckklemme ist insofern besonders bevorzugt aber nicht zwingend. Die Erfindung kann auch bei Anschlussvorrichtungen umgesetzt werden, die in anderer Weise, so als Zugfederklemmen ausgelegt sind oder beispielsweise bei Anschlussvorrichtungen, die einen isolationsdurchdringenden Kontakt aufweisen.
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Die Anschlussvorrichtungen 1 der 1 und 3 weisen jeweils ein Gehäuse 3 und ein Stromleitelement 4 auf, an welches das Leiterende in dem Gehäuse 3 mit einer Feder 5 gedrückt wird, um das Stromleitelement 4 im Bereich einer Klemmstelle zu kontaktieren. Dabei ist das Stromleitelement 4 jeweils als eine Stromschiene aus elektrisch leitendem Material ausgebildet. Das Gehäuse 3 besteht hingegen jeweils aus nicht leitendem Material, insbesondere aus Kunststoff. Das Leiterende 2 kann beispielsweise als eine leitende Ader eines an seinem Ende abisolierten Drahtes ausgebildet sein, insbesondere als Litzenader.
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Die Anschlussvorrichtung der 1 und der 2 sind jeweils als Direktsteckklemmen (auch Push-In-Klemmen genannt) ausgebildet. Die Feder 5 ist daher jeweils entsprechend als eine Druckfeder ausbildet. Die jeweiligen Druckfedern weisen jeweils einen Stützschenkel 6 zur Abstützung im Gehäuse 3 oder (wie hier dargestellt) an einem Klemmkäfig auf. Dabei bildet die Stromschiene 4 als das Stromleitelement hier jeweils beispielhaft einen Abschnitt des Klemmkäfigs. Der Klemmkäfig kann beispielsweise in einer Ausgestaltung im Wesentlichen U-förmig ausgestaltet sein und auch zur Abstützung des Stützschenkels 6 dienen.
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Die Druckfeder weist nach 1a und 3 jeweils einen Klemmschenkel 7 auf, welcher mit dem Stützschenkel 5 über eine Biegung 8 verbunden ist. Die Biegung liegt hier jeweils auf einer stiftartigen Kontur des Gehäuses 3 auf. Der Klemmschenkel 7 dient dazu, das Leiterende 2 im Bereich der Klemmstelle gegen das Stromleitelement, hier die Stromschiene 4, zu drücken.
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Die Anschlussvorrichtung 1 weist sodann jeweils ein Betätigungselement 9 auf. Das Betätigungselement 9 dient zum Betätigen der Feder 4. Nach 1a und 3 wird mit dem Betätigungselement 9 jeweils derart ein Druck auf den Klemmschenkel 7 der Druckfeder ausgeübt, dass der Klemmschenkel 7 von der Stromschiene 4 weggeschwenkt wird, so dass sich die Klemmstelle öffnet, was es wiederum ermöglicht, in diese das Leiterende einzuführen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, um flexible Leiterenden oder sehr dünne Leiterenden in die Klemmstelle einzuführen. Dazu ist das Betätigungselement 9 nach 1a und 3 jeweils als Drücker ausgebildet, mit dem jeweils direkt eine Kraft, hier jeweils eine Druckkraft, auf den Klemmschenkel 7 ausgeübt werden kann, um die Klemmstelle zu öffnen. Die Betätigungselemente der 3a und 9 sind zwar beide Drücker aber geometrisch verschieden ausgestaltet.
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Nach der Ausführungsvariante der 1 ist der Drücker als das Betätigungselement 9 verschieblich im Gehäuse 3 geführt. Er ist stiftartig ausgebildet und ist hier in einem Schacht 3a des Gehäuses verschieblich geführt. Dieser Schacht 3a liegt hier parallel zu einer Leitereinführöffnung 3b des Gehäuses 3. Der Drücker der 1 weist ferner einen rechteckigen Querschnitt auf, was bevorzugt, aber wieder nicht zwingend erforderlich ist.
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Nach 3 ist der Drücker hingegen im Gehäuse 3 verschwenkbar gelagert. Der Drücker steht hier mit einem Betätigungsabschnitt 9a, hier Betätigungsende, aus dem Gehäuse 3 seitlich vor. Der Drücker der 3a ist in einer Seitenansicht bogenförmig.
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Wie in 1a und 3 zu erkennen, ist der Drücker jeweils zum direkten oder indirekten Ausüben von Kraft auf die Feder 5 ausgelegt. Denn mit dem Drücker kann jeweils der entspannte Klemmschenkel 7 von dem Stromleitelement 4 gelöst und weggeschwenkt werden, so dass die Feder 5 gespannt wird und die Klemmstelle geöffnet wird, so dass das Leiterende 2 zuverlässig in die Klemmstelle eingeführt oder aus dieser herausgezogen werden kann.
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Erfindungsgemäß ist das Betätigungselement 9 als Kunststoff-Metall-Verbundelement ausgebildet. Das Kunststoff-Metall-Verbundelement zeichnet sich dadurch aus, dass es wenigstens einen metallischen Abschnitt, insbesondere einen Kern 10, aus einem elektrisch leitfähigen Metall aufweist, der ganz oder abschnittweise mit einem Mantel 11 aus Kunststoff umgeben, vorzugsweise umspritzt ist. Es ist bevorzugt, dass der metallische Abschnitt, hier der Kern 10, aus einem gut leitenden Metall, vorzugsweise aus einer Kupferlegierung oder aus einer Aluminiumlegierung, besteht. Er kann aber auch aus einem anderen elektrisch weniger gut, aber dennoch für Prüfzwecke ausreichend leitfähigen Metall bestehen.
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Wie in 1a gut zu erkennen, ist das Betätigungselement 9 der 1a im Gehäuse 3 im Wesentlichen verschieblich geführt. Das Betätigungselement 5 der 3 ist dagegen im Gehäuse 3 verschwenkbar gelagert.
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Dabei ist - insbesondere nach 1a und 3 - jeweils vorgesehen, dass das Betätigungselement 9 einen Betätigungsabschnitt 9a zum manuellen oder werkzeugunterstützten Betätigen aufweist sowie einen Einwirkabschnitt 9b, insbesondere ein Einwirkende (2, 5), der bzw. das direkt oder indirekt auf den Energiespeicher, hier die Druckfeder, einwirken kann bzw. beim Betätigen einwirkt.
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Der metallische Kern 10 (siehe auch 2) ist vorzugsweise an zwei voneinander beabstandeten Stellen nicht von dem Kunststoffmantel 11 ummantelt sondern liegt nach außen hin frei. Dabei liegt vorzugsweise eine dieser Stellen an dem Betätigungsabschnitt 9a und die andere dieser Stellen an dem Einwirkabschnitt 9b. Diese Abschnitte 9a, 9b können an einem stiftartigen Drücker nach Art der 2a, b an den beiden Enden vorgesehen sein.
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Es ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Feder direkt oder indirekt (z.B. über das Leiterende 2) leitend mit dem Stromleitelement verbunden ist und dass der Kern 10 als das Metallteil des Betätigungselements leitend das Betätigungsende des Betätigungselements 9 mit dem Einwirkabschnitt 9b, insbesondere dem Einwirkende 11, stets oder jedenfalls dann verbinden kann, wenn das Betätigungselement 9 an diesem anliegt.
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Dabei liegt weiter bevorzugt das Metallteil, hier der Kern 10, an dem Betätigungsende 9a so frei, dass es mit einem leitenden Element wie einer Prüfspitze 12 kontaktierbar ist. Derart wird eine leitende Verbindung von dem Einwirkabschnitt 9b bis zu der Prüfspitze 12 geschaffen. Derart können dann, wenn der Drücker mit leichtem Druck an das Betätigungselement 9 gedrückt ist, mit der Prüfspitze 12 auf einfache Weise elektrische Messungen und Prüfungen an der jeweiligen Anschlussvorrichtung 1 durchgeführt werden.
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Der Drücker der 1 ist in dem Schacht 3a des Gehäuses ausschließlich oder im Wesentlichen linear geführt (im letzteren Fall sind kleine Schwenkbewegungen beispielsweise zum Lösen aus einer Verrastung im Gehäuse 3 zugelassen).
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Der Drücker der 3a ist hingegen im Gehäuse 3 verschwenkbar angeordnet. Dabei ist das Betätigungsende 9a für die Prüfspitze 12 zugänglich. Der Einwirkabschnitt 9b liegt hier mittig zwischen dem Lager und dem Betätigungsende bzw. -abschnitt 9a und ist als eine Art Steg ausgestaltet, mit dem der Klemmschenkel 7 bewegt werden kann.
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Das Betätigungsende 9a kann jeweils nach den Ausgestaltungen der 1a und 3 manuell oder mit einem Werkzeug mit Kraft beaufschlagt werden, um die Klemmstelle zu öffnen.
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Nach 1a, b sowie 2a und 2b ist der Kern 10 im Wesentlichen als ein gerader Metallstift ausgebildet.
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Nach 3 bis 5 ist der Kern 10 hingegen aus einem flachen Blech gestanzt worden, das abschnittsweise an dem Betätigungsende 9a und dem Einwirkabschnitt 9b umgebogen wurde. Es weist in einer Seitenansicht hier eine Bogenform auf.
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Als vorteilhaft zu erwähnen ist noch, dass der metallische Kern 10 sowohl bei dem Ausführungsbeispiel der 1 als auch bei dem Ausführungsbeispiel der 3 jeweils durch eine kleine Öffnung 15 im Mantel 11 an dem Betätigungsende 9a mit der Prüfspitze 12 gut erreichbar und gut kontaktierbar ist.
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Das Betätigungselement 9 liegt stets (3) oder jedenfalls dann, wenn mit der Prüfspitze 12 eine kleine Druckkraft auf das Betätigungselement 9 ausgeübt wird (1a), mit seinem Kern 10 aus metallischem, elektrisch leitenden Material an der Feder 5, hier jeweils der Druckfeder an und kontaktiert diese, welche dann wiederum das Leiterende 2 und/oder die Stromschiene 4 kontaktiert, so dass an der Anschlussvorrichtung 1 mit dieser Messungen durchführbar sind.
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Bezugszeichenliste
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| Anschlussvorrichtung |
1 |
| Leiterende |
2 |
| Gehäuse |
3 |
| Schacht |
3a |
| Leitereinführöffnung |
3b |
| Stromleitelement |
4 |
| Feder |
5 |
| Stützschenkel |
6 |
| Klemmschenkel |
7 |
| Biegung |
8 |
| Betätigungselement |
9 |
| Betätigungsende |
9a |
| Einwirkabschnitt |
9b |
| Kern |
10 |
| Mantel |
11 |
| Prüfspitze |
12 |
| Durchgangsöffnung |
13 |
| Schwenklager |
14 |
| Öffnung |
15 |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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