DE2735713A1

DE2735713A1 - Mehrfache pneumatik-steckverbindung

Info

Publication number: DE2735713A1
Application number: DE19772735713
Authority: DE
Inventors: Manfred Reinhold Higgelke; Anton Jaegers
Original assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Current assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Priority date: 1977-08-08
Filing date: 1977-08-08
Publication date: 1979-02-22
Also published as: GB2005369A; FR2400158A1; IT7826570A0; IT1097631B; JPS5463427A; GB2005369B

Description

AMPHENOL-TUCHEL ELECTRONICS GMBH

Unser Zeichen: AT 75012A

Mehrfache Pneumatik-Steckverbindung

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4. August 1977

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Die Erfindung betrifft eine mehrfache Pneumatiksteckverbindung mit einem mit Bohrungen versehenen Kupplungsblock und einer mit entsprechenden rohrförmigen Einstecknippeln versehenen Kupplungsplatte zum gleichzeitigen Verbinden bzw. Lösen mehrerer pneumatischer Leitungen.

Es sind bereits Pneumatik-Systeme bekannt, bei denen die einzelnen Pneumatik-Leitungen nicht mehr einzeln jede für sich getrennt bzw. verbunden werden müssen, sondern die einzelnen Leitungen in einer mehrfachen Steckverbindung zusammengefaßt sind, die ähnlich einem elektrischen Mehrpolstecker das gleicnzeitige Verbinden und Lösen mehrerer Leitungen erlaubt. Da oft zusammen mit den pneumatischen Leitungen auch elektrische Verbindungen geschaffen werden müssen, ist es bereits bekannt, die Steckerteile so auszubilden, daß sie mit den in der Elektrotechnik üblichen Bausystemen kompatibel sind.

Der eine Steckerteil ist dabei an der Rückwand eines Einschubes befestigt und der andere an der entsprechenden Stelle eines Schaltschrankes bzw. Einschubträgers. Durch ein einfaches axiales Zuführen der Einschübe ist es somit möglich, sowohl elektrische als auch pneumatische Leitungen gleichzeitig zu koppeln.

Im Gegensatz zu elektrischen Steckverbindungen

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werden bei pneumatischen Steckern auf die Steckerteile abhängig vom Leitungsdruck erhebliche Kräfte ausgeübt. Dies führt dazu, daß sich der Stecker bei Überschreiten eines bestimmten Druckes von selbst entkuppelt. Der Nachteil eines bekannten mehrpoligen Pneumatik-Steckers ist darin zu sehen, daß es infolge der unzugänglichen Lage des Steckers, nämlich hinter der Rückwand eines Einschubes, nicht möglich ist, eine Verriegelung der beiden Steckerteile von Hand durchzuführen. Der Leitungsdruck ist daher auf einen relativ niedrigen Wert begrenzt (DT-OS 2 439 5o1).

Bei frei zugänglichen mehrfachen. Pneumatik-Steckern wird das genannte Problem in der Regel dadurch gelöst, daß gesonderte Klammern oder Verriegelungsglieder vorhanden sind, die nach Zusammenstecken der Steckerteile in Eingriff gebracht werden. Eine solche Verriegelung bedingt jedoch die freie Zugänglichkeit des Steckers, die bei bestimmten Verwendungsarten nicht gegeben ist. Es ist auch bereits ein mehrfachen Pneumatik-Stecker bekannt, bei dem während des '· i/Kuppelns ein entsprechend geformter Vorsprung an einem Teil des Steckers in eine Ausnehmung im anderen Teil des Steckers einrastet. Dadurch wird jedoch nur die zum Verbinden und Lösen der Steckverbindung erforderliche Kraft erhöht, was die Handhabung der Stecker erschwert, ohne daß Problem zu lösen.

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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen mehrfachen Pneumatik-Stecker zu schaffen, bei welchem die beiden Steckerteile selbsttätig formschlüssig miteinander verriegelt werden, so daß beliebig hohe Drucke übertragen werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß wenigstens eine Bohrung, die einen Zuluft führenden Nippel aufnimmt, radial bis zu einer bestimmten Tiefe aufgeweitet ist und in der Bohrung ein loser Kolben dichtend gleitet und der Kolben eine Durchgangsbohrung aufweist, in welche der Nippel dichtend einführbar ist und in Einsteckrichtung vor dem Kolben ein Federelement mit elastischen Fingern so angeordnet ist, daß es im unbelasteten Zustand den Nippel nicht berührt, aber sich bei axialem Druck durch den Kolben mit den Fingern an die Außenfläche des Nippels anlegt, der in diesem Bereich ein sägezahnartiges, umlaufendes Rillenprofil aufweist und das Federelement durch einen Anschlag axial festgelegt ist. Damit wird erreicht, daß bei Druckbeaufschlagung des Steckers bzw. der bestimmten Zuführleitung sich der Kolben so verschiebt, daß er das Federelement in formschlüssigen Eingriff mit dem in den Kolben eingeführten Nippel bringt und somit ein Lösen der Steckverbindung nicht mehr möglich ist. Diese Verriegelung erfolgt selbsttätig, d.h. der Stecker kann auch an Stellen eingebaut werden, die von Hand nicht zugänglich sind.

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Vorzugsweise ist das Federelement eine Tellerfeder, die in Richtung der Mantelerzeugenden von innen nach außen eingeschnitten ist, wodurch einzelne Finger gebildet werden. Wenn der Kolben eine solche Tellerfeder zusammenschiebt, werden die gleichmäßig um den Umfang verteilten Finger nach unten gedrückt und legen sich in eine entsprechende Rille im Außenprofil des Nippels. Es ist dabei von Vorteil, wenn das Sägezahnprofil so angeordnet ist, daß seine schrägen Flanken zum Nippelende hin gerichtet sind. Damit wird erreicht, daß die Enden der Finger die Vorsprünge des Sägezahnprofils einwandfrei untergreifen und ein Herausreißen des Nippels ohne Zerstörung der Tellerfeder nicht möglich ist.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Anschlag zum Festlegen des Federelements eine Befestigungsplatte, die eine Öffnung aufweist, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Bohrung ist und die auf dem Kupplungsblock aufgeschraubt ist. Damit wird eine einfache Montage und gegebenenfalls auch ein Auswechseln der Tellerfeder bzw. des dahinter angeordneten Kolbens ermöglicht.

Vorzugsweise ist der Kolben mittels in entsprechende Nuten eingelegter O-Ringe einerseits gegen die Wand der Bohrung und andererseits gegen die Außenfläche des Nippels abgedichtet.

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Zur Erleichterung des Kuppeln der beiden Steckerhälften weist die Kupplungsplatte vorzugsweise zwei Sucherstifte verschiedenen Durchmessers auf, die länger als die Nippel und in gleicher Richtung wie die Nippel gerichtet sind und die beim Zusammenstecken in entsprechende Führungslöcher im Kupplungsblock eingreifen. Mit dieser Maßnahme wird auch ein versehentlich falsches Zusammenstecken der Steckerteile verhindert.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind jeweils auf der der Kupplungsebene abgekehrten Seite des Kupplungsblocks und der Kupplungsplatte rohrförmige Nippel angeordnet, auf die Schläuche aufgesteckt sind. Vorzugsweise sind die Enden dieser Nippel konisch abgeschrägt und die auf die Nippel aufgesteckten Schlauchenden werden durch eine mit entsprechenden Bohrungen versehene Spannplatte fixiert, indem die Spannplatte nach dem Aufstecken der Schläuche mit dem Kupplungsblock bzw. der Kupplungsplatte verschraubt wird. Alternativ können die Nippel auch eine Hinterschneidung zum Halten des Schlauchendes aufweisen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kupplungsblock mit der Rückwand eines Einschubes für einen Schaltschrank und die Kupplungsplatte mit der Rückwand des Schaltschrankes verschraubt.

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Zur Erleichterung des Einführens der Nippel in die Bohrungen des anderen Steckerteils können der Kupplungsblock und die Kupplungsplatte in der Befestigungsebene in Grenzen beweglich befestigt sein.

Zusammenfassend wird mit der Erfindung erstmalig eine pneumatische Steckverbindung geschaffen, die sich bei Beaufschlagung mit Druckluft selbsttätig formschlüssig verriegelt und daher besonders für den Einbau in Kassetten oder Einschübe geeignet ist, wie sie aus den in der Elektrotechnik üblichen Bausystemen bekannt ist. Da die äußeren Abmessungen des Steckers denen der elektrischen Steckverbinder gleich gewählt werden können, ist es möglich, Normteile zu verwenden und in einer Baugruppe bzw. einem Einschub pneumatische und elektrische Leitungen miteinander zu kombinieren.

Nachfolgend ist eine Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Pneumatik-Steckverbindung, wobei die einzelnen Bauteile in auseinandergezogener Anordnung dargestellt sind,

Fig. 2 ein Detail von Fig. 1, das die Verriegelungseinrichtung genauer zeigt und

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Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Federelements.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Der Kupplungsblock 1o weist mehrere Durchgangsbohrungen 12 auf, deren Zahl der Zahl der zu verbindenden pneumatischen Leitungen entspricht. In die Bohrungen sind auf der der Kupplungsseite abgewandten Seite des Kupplungsblocks 1o kurze Nippel 14 eingepresst, auf welche die Enden der luftführenden Schläuche aufgeschoben werden können. Um diese Schläuche auch bei höheren Leitungsdrücken sicher auf den kurzen Nippeln festzuhalten, ist eine Spannplatte 16 vorgesehen, die Bohrungen 18 aufweist, deren Achsen mit den Achsen der Durchgangsbohrungen 14 übereinstimmen. Vor dem Aufschieben der Schläuche werden diese durch die Bohrungen 18 der Spannplatte 16 hindurchgeführt und die Spannplatte 18 anschließend mit der Rückseite des Kupplungsblocks 1o verschraubt. Der Durchmesser der Bohrungen 18 ist so gewählt, daß die Schlauchenden sicher auf den Nippeln 14 festgehalten werden.

Auf der Vorder- bzw. Kupplungsseite des Kupplungsblocks sind die Durchgangsbohrungen 12 geringfügig aufgeweitet, so daß eine Nut gebildet wird, in die jeweils ein O-Ring 2o eingelegt ist. Die O-Ringe

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werden in den Nuten durch eine mit der Vorderseite des Kupplungsblocks 1o verschraubte Befestigungsplatte 22 gehalten. Die Befestigungsplatte 22 weist im übrigen Öffnungen 24 auf, deren Achsen mit den Achsen der Bohrungen 12 übereinstimmen und deren Durchmesser zur Außenfläche hin größer wird.

Der andere Steckerteil besteht im wesentlichen aus einer Kupplungsplatte 26, in welche rohrförmige Einstecknippel 28 so eingesetzt sind, daß sie auf der Vorderseite der Kupplungsplatte 26 weiter heraustreten als auf der Rückseite. Die Rückseite der Nippel 28 entspricht in ihrer Form den Nippeln 14. Zum Festhalten der auf die kurzen Enden der Nippel aufgeschobenen Schläuche ist wieder eine Spannplatte 3o mit Öffnungen 32 vorgesehen, die nach dem Aufstecken der Schläuche auf die Nippel mit der Kupplungsplatte 26 verschraubt wird und die Schläuche festhält.

Die Anordnung der Nippel 28 auf der Kupplungsplatte 26 entspricht der Anordnung der Bohrungen 12 im Kupplungsblock 1o, so daß jedem Nippel 28 eine Bohrung zugeordnet ist. Das Vorderende der Nippel 28 ist leicht abgeschrägt, was im Zusammenwirken mit der trichterförmigen Öffnung 24 in der Befestigungsplatte 22 zu einem leichteren Einführen der Nippel 28 in die Bohrungen 12 führt.

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Per Durchmesser der Nippel 28 ist so gewählt,
daß sie in die Bohrungen 12 leicht eingeschoben
werden können, wobei die durch die Befestigungsplatte 22 gehaltenen O-Ringe für eine Abdichtung sorgen.

In die Kupplungsplatte 26 sind noch zwei Sucherstifte 34 eingesetzt, die etwas länger als die
Nippel 28 sind, so daß sie beim Zusammenführen

der beiden Steckerteile als erste in Kontakt mit dem Kupplungsblock 10 kommen. Der Durchmesser der beiden Sucherstifte ist unterschiedlich. Im
Kupplungsblock 10 sind entsprechende Führungsbohrungen 37 ausgebildet, welche mit den Sucher- stiften 34 beim Zusammenstecken von Kupplungsplatte 26 und Kupplungsblock 10 in Eingriff
kommen. Ein seitenverkehrtes Kuppeln der beiden Steckerteile und eine Beschädigung der Nippel 28 wird dadurch verhindert.

Die äußeren Abmessungen von Kupplungsplatte 26 und Kupplungsblock 10 sind so gewählt, daß sie denen elektrischer Steckverbinder, beispielsweise nach DIN 41 612 entsprechen. Der Stecker kann somit ohne weiteres in genormte Einschübe bzw. Kassetten und die zugehörigen Schaltschränke bzw.- tafeln eingebaut werden. Für diesen Fall werden sowohl die Kupplungsplatte 26 als auch der Kupplungsblock an den betreffenden Trägerteilen schwimmend be-

festigt, um einen eventuellen Versatz zwischen

dem Kupplungsblock 10 und der Kupplungsplatte 26 auszugleichen.

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Ein in der Kupplungsplatte 26 mittig angeordneter Nippel 36 ist etwas langer ausgebildet als die übrigen Nippel 28. Dieser Nippel ist mit einer Zuluft führenden Leitung verbunden. Die entsprechende Bohrung 38 im Kupplungsblock 1o ist gestuft, wobei der Bereich größeren Durchmessers auf der Vorderseite des Kupplungsblocks, also dem Nippel 36 gegenüberliegend angeordnet ist. Die Rückseite der Bohrung ist identisch den Durchgangsbohrungen 12 ausgebildet und trägt wie diese einen kurzen Nippel In der Bohrung 38 gleitet ein kurzer Schwimmkolben 4o, der durch einen O-Ring 4 2 gegen die Innenwand der Bohrung 38 abgedichtet ist. Die axiale Länge des Kolbens 4o ist kürzer als die Tiefe der Bohrung 38, so daß sich der Kolben in der Bohrung 38 hin- und herverschieben kann.

Im Kolben 4o ist eine Durchgangsbohrung 44 ausgebildet , deren Durchmesser dem Durchmesser der Durchgangsbohrungen 12 entspricht. In eine in die Innenwand der Bohrung 44 eingestochene Nut ist ein O-Ring 46 eingelegt, der, wie später noch beschrieben werden wird, die gleiche Funktion

erfüllt, wie die O-Ringe 2o.
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In Einsteckrichtung gesehen vor dem Kolben ist eine Tellerfeder 48 angeordnet, die perspektivisch in Figur 3 gezeigt ist. Die Tellerfeder oder auch Belleville-Feder genannt, ist vorzugsweise

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radial von innen nach außen eingeschnitten, so daß elastische Finger gebildet werden, die in Einsteckrichtung schräg zum Kolben zeigen.

Die Tellerfeder 48 wird durch die Befestigungsplatte 2 2 in der Bohrung 38 festgehalten.

Der für die Feder 4 8 zur Verfügung stehende axiale Raum ist so groß, daß sich die Feder normalerweise im unbelasteten Zustand befindet, wobei ihre kleinere Öffnung einen lichten Durchmesser aufweist, der größer ist als der Durchmesser der Durchgangsbohrung 44 bzw. 12.

An der Außenfläche des Nippels 36 ist im unteren Bereich ein sägezahnartiges umlaufendes Rillenprofil 5o ausgebildet. Die Funktion dieses Profils wird nachstehend näher erläutert.

Beim Zusammenstecken von Kupplungsplatte 26 und Kupplungsblock 1o tritt Nippel 36 in die Bohrung 44 des Kolbens 4o ein und wird gegen diese Bohrung bzw. die Bohrung 38 durch die entsprechenden O-Ringe 42, 46 abgedichtet. Die innere öffnung der Tellerfeder 48 ist so groß, daß zwischen dem Innenrand der Tellerfeder 48 und dem Sägezahnprofil 5o am Nippel 36 immer noch ein radiales Spiel besteht. Kupplungsplatte 26 und Kupplungsblock 1o können daher beliebig verbunden und getrennt werden.

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Falls die mit Nippel 36 verbundene Leitung mit Druckluft beaufschlagt wird, baut sich im hinteren Teil der Bohrung 38 ein Druck auf, der den Kolben 4o gegen die Einsteckrichtung zur Befestigungsplatte 22 hin verschiebt.

Der Kolben 4o drückt dabei die Tellerfeder 48 zusammen, was dazu führt, daß sich deren innerer freier Durchmesser verringert und die elastischen Finger der Tellerfeder 48 mit dem Sägezahnprofil 5o des Nippels 36 in Eingriff kommen. Das Sägezahnprofil ist dabei so ausgebildet, daß seine schrägen Flächen in Einsteckrichtung geneigt sind. Die Finger der Tellerfeder untergreifen damit definierte Vorsprünge und verriegeln den Nippel 36 formschlüssig innerhalb des Kupplungsblockes 1o. Ein Lösen von Kupplungsplatte 26 und Kupplungsblock 1o ist ohne Zerstörung der Tellerfeder 48 nicht möglich. Die Verriegelung bleibt so lange bestehen, wie die mit Nippel 36 verbundene Leitung unter Druck steht.

Wenn die mit Nippel 36 in Verbindung stehende Leitung entlüftet wird und dementsprechend auch die Gegenkraft des Kolbens 4o auf die Tellerfeder 48 abnimmt, schiebt die Tellerfeder 48 den Kolben 4o wieder in seine Ausgangslage zurück, der lichte Innendurchmesser der Tellerfeder erweitert sich auf ein Maß, das ein freies Durchtreten des Nippels 36 ermöglicht. Die Kupplungsplatte 26 und der Kupplungsblock 1o können ohne Schwierigkeiten getrennt werden.

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Anstelle der beschriebenen und gezeigten Tellerfeder können selbstverständlich auch andere Federelemente verwendet werden, die im unbelasteten Zustand einen größeren lichten Durchmesser freigeben, als im belasteten Zustand.

Sämtliche beschriebenen und gezeigten Einzelheiten sind von erfindungswesentlicher Bedeutung.

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Claims

Patentansprüche

1y Mehrfache Pneumatik-Steckverbindung mit einem mit Bohrungen versehenen Kupplungsblock und einer mit entsprechenden rohrförmigen Einstecknippeln versehenen Kupplungsplatte zum gleichzeitigen Verbinden bzw. Lösen mehrerer pneumatischer Leitungen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Bohrung (38), die einen Zuluft führenden Nippel (36) aufnimmt, radial bis zu einer bestimmten Tiefe aufgeweitet ist und in der Bohrung ein loser Kolben (40) dichtend gleitet und der Kolben (40) eine Durchgangsbohrung (44) aufweist, in welche der Nippel (36) dichtend eingeführt ist und in Einsteckrichtung vor dem Kolben (40) ein Federelement (48) mit elastischen Fingern (51) so angeordnet ist, daß es im unbelasteten Zustand den Nippel (36) nicht berührt, aber sich bei axialem Druck durch den Kolben (40) mit den Fingern an die Außenfläche des Nippels (36) anlegt, der in diesem Bereich ein sägezahnartiges umlaufendes Rillenprofil (50) aufweist und das Federelement (48) durch einen Anschlag (22) axial festgelegt ist.
2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement eine Tellerfeder (48) ist, die in Richtung der Mantelerzeugenden von innen nach außen eingeschnitten ist, wodurch einzelne Finger (51) gebildet werden.

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3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Sägezahnprofil (50) so angeordnet ist, daß seine schrägen Flanken zum Neppelende hin gerichtet sind.
4. Steckverbindung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag zum Festlegen des Federelements (48) eine Befestigungsplatte (22) mit einer Öffnung ist, deren Durchmesser kleiner als der der Bohrung (38) ist und die auf den Kupplungsblock (10) aufgeschraubt ist.
5. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichne-, daß der KoI-ben (40) mittels in entsprechende Nuten eingelegter O-Ringe (42, 46) einerseits gegen die Wand der Bohrung und andererseits gegen die Außenfläche des Nippels (36) abgedichtet ist.
6. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsplatte (26) zwei Sucherstifte (34) verschiedenen Durchmessers aufweist, die länger als die Nippel (28, 36) und in gleicher Richtung wie die Nippel (28, 36) gerichtet sind und beim Zusammenstecken in entsprechende Führungslöcher (37) im Kupplungsblock (10) eingreifen.
7. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichne t,daß jeweils auf der der Kupplungsebene abgekehrten Seite des Kupplungs-

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blocks (10) und der Kupplungsplatte (26), rohrförmige Nippel (14) angeordnet ist, auf welche die Schlauchenden der pneumatischen Leitungen aufgesteckt sind.
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8. Steckverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Nippel (14) konisch abgeschrägt sind und die auf die Nippel (14) aufgesteckten Schlauchenden durch eine mit entsprechenden Bohrungen (18, 32) versehene Spannplatte (16, 30) fixiert werden, indem die Spannplatte (16, 30) nach dem Aufstecken der Schläuche mit Kupplungsblock (10) bzw. Kupplungsplatte (26) verschraubt wird.
9. Steckverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ender der Nippel (14) eine Hinterschneidung zum Halten der Schlauchenden aufweisen.
10. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis

9, dadurch gekennzeichnet, daß der kupplungsblock (10) mit der Rückwand eines Einschubes für einen Schaltschrank und die Kupplungsplatte (26) mit der Rückwand des Schaltschrankes verschraubt ist.
11. Steckverbindung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Kupplungsblock (10) und Kupplungsplatte (26) in der Befestigungsebene in Grenzen beweglich befestigt sind.

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