EP0151692B1 - Push button operated excess current protective circuit breaker - Google Patents
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- EP0151692B1 EP0151692B1 EP84112496A EP84112496A EP0151692B1 EP 0151692 B1 EP0151692 B1 EP 0151692B1 EP 84112496 A EP84112496 A EP 84112496A EP 84112496 A EP84112496 A EP 84112496A EP 0151692 B1 EP0151692 B1 EP 0151692B1
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- H01H73/303—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism having electrothermal release and no other automatic release reset by push-button, pull-knob or slide with an insulating body insertable between the contacts when released by a bimetal element
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Definitions
- the push button is provided in the area of its housing end with a one-sided protruding partition which, when the bimetallic spring washer is not energized, acts laterally on the mating contact nipple attached to the swivel end of the bimetallic spring washer with the compression spring pretensioned.
- the bimetallic spring washer When the bimetallic spring washer is bent open, the partition glides under the pressure of the compression spring between the swivel end of the bimetallic spring washer and a fixed contact.
- the arrangement and design of the five key switch parts means that the key switch can be accommodated in the smallest space. All switching lock parts are assigned multiple tasks, for example the bimetal spring washer not only serves as an active release element, but also as a locking element for the push-button partition, which in addition to its locking function ensures reliable mutual insulation of the open switch contacts.
- the compression spring is responsible for the latching pressure as well as for moving the operating button to the "off position”.
- a flat, continuous bimetal spring washer is attached on one side to the inside of the contact end of the first contact element. This extends transversely to the direction of the contact elements through the housing and overlaps the contact end of the second contact element with its pivoting end opposite the fastening end. At this it is in the rest position under tension.
- This is a very simple construction for a movable contact arm, since the bimetallic disc acts both as a temperature sensor and as a carrier of the movable contact and current conductor.
- the switch can be installed particularly easily and, if necessary, fully automatically, since the housing consists of two identical housing half-shells lying parallel to one another and the contact elements consist of stamped and bent parts of identical design.
- Claim 2 ensures that the bimetallic snap disk does not warp under the pressure of the compression spring which drives the push button outwards.
- the particularly wide bimetallic snap disc ensures a pronounced snap effect, which leads to a defined switching behavior of the simplest switch.
- Claims 5 and 6 ensure particularly good hold of the elements which are merely inserted into the housing.
- Claim 9 teaches an integrated in the housing half-shells design of additional holding elements, which ensures support of the protruding tabs that hold the switch essentially in the fuse clipboard.
- the contact elements 6, 7 are designed as contact ends, with the bimetallic element designed as a bimetallic spring washer 15 being fastened with its fastening end 16 to one end and the other end 14 carrying a contact nipple 17, which has a mating contact nipple 18 interacts as a switch contact.
- the mating contact nipple 18 is carried by the swivel end 19 of the bimetallic spring washer 15.
- the bimetallic spring washer 15 is fastened with its fastening end 16 to the inner end 13 of the contact element 6 in such a way that in the non-excited state it presses in the direction of the arrow 27 with its mating contact nipple 18 on the contact nipple 17 and the contact path is thus closed.
- the push button 1 is provided in the region of its housing inner end 28 with a one-sided protruding partition wall 29 which lies approximately in the plane of the parting line 26 and which, when the bimetallic spring washer 15 is not energized, bears against the mating contact nipple 18 of the bimetallic spring washer 15 under prestress of the compression spring 8 from below .
- the partition 29 snaps under the pressure of the compression spring 8 between the opening contact nipples 17, 18 and ensures their safe electrical separation.
- the pushbutton 1 is furthermore eccentrically provided with a continuous groove 33 which extends into its actuating part protruding from the housing 5 and runs parallel to the plane of the parting line 26 and which engages over the upper edge 34 of the bimetallic spring washer 15 facing the actuating button 1 at least in the switched-on state.
Landscapes
- Thermally Actuated Switches (AREA)
- Breakers (AREA)
- Keying Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen druckknopfbetätigten Überstromschutzschalter mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.The invention relates to a push-button operated overcurrent protection switch with the features of the preamble of claim 1.
Ein derartiger Überstromschutzschalter ist beispielsweise aus US-A-3 361 888 bekannt und weist ein Gehäuse in Schmalbauform auf, zwischen dessen Seitenwänden (Breitseiten) zwei Kontaktelemente gehalten sowie ein Druckknopf und eine mit diesem zusammenwirkende Druckfeder längsverschieblich geführt sind. Die zwei aus dem Gehäuse herausstehenden Enden der Kontaktelemente sind als parallel nebeneinander vorzugsweise in einer Ebene liegende Steckzungen ausgebildet. Die Auslösung des bekannten Schalters erfolgt über ein Bimetall.Such an overcurrent protection switch is known, for example, from US-A-3 361 888 and has a narrow housing, between the side walls (broad sides) of which two contact elements are held and a push button and a compression spring interacting with it are guided in a longitudinally displaceable manner. The two ends of the contact elements which protrude from the housing are designed as plug-in tongues which are preferably arranged parallel to one another and in one plane. The known switch is triggered via a bimetal.
Der Druckknopf ist im Bereich seines gehäuseinneren Endes mit einer einseitig abstehenden Trennwand versehen, die bei unerregter Bimetall- Sprungscheibe mit ihrer dem Druckknopf zugewandten Kante den am Schwenkende der Bimetall-Sprungscheibe befestigten Gegenkontaktnippel unter Vorspannung der Druckfeder seitlich beaufschlagt. Bei aufgebogener, erregter Bimetall-Sprungscheibe gleitet die Trennwand unter dem Druck der Druckfeder zwischen das Schwenkende der Bimetall-Sprungscheibe und einen Festkontakt.The push button is provided in the area of its housing end with a one-sided protruding partition which, when the bimetallic spring washer is not energized, acts laterally on the mating contact nipple attached to the swivel end of the bimetallic spring washer with the compression spring pretensioned. When the bimetallic spring washer is bent open, the partition glides under the pressure of the compression spring between the swivel end of the bimetallic spring washer and a fixed contact.
Die Ausbildung des Schaltschlosses dieses vorbekannten Schalters mit seinen formunterschiedlichen Kontaktelementen und dem kompliziert gestalteten Bimetall-Element ist relativ aufwendig, so dass er nicht billig und insbesondere nicht in Kleinbauweise hergestellt werden kann.The formation of the switch lock of this known switch with its different contact elements and the complicated bimetallic element is relatively complex, so that it can not be cheap and especially not manufactured in a small size.
Weiterhin ist ein Überstromschutzschalter abweichender Bauart aus DE-A-2 917 557 bekannt. Bei diesem Schalter jedoch ist weder ein Druckknopf vergesehen, noch liegen die aus dem Gehäuse herausstehenden Enden der Kontaktelemente parallel nebeneinander. Insbesondere liegen diese nicht in einer Ebene.Furthermore, an overcurrent protection switch of a different type is known from DE-A-2 917 557. With this switch, however, neither a push button is provided, nor are the ends of the contact elements protruding from the housing parallel to one another. In particular, they are not in one plane.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalter mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 so weiterzuentwickeln, dass er als kompaktes Element an Stelle der beispielsweise aus DE-OS 31 15435 vorbekannten Flachsicherung in einen Flachsicherungs-Stecksockel eingesteckt und verwendet werden kann, ohne wesentlich mehr Raum als die Flachsicherung zu beanspruchen. Zudem soll der Überstromschutzschalter besonders einfach zu fertigen sein. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.The invention has for its object to develop a switch with the features of the preamble of claim 1 so that it can be inserted and used as a compact element in place of the flat fuse previously known, for example, from DE-OS 31 15435 in a flat fuse plug-in base, without essential to take up more space than the flat fuse. In addition, the overcurrent protection switch should be particularly easy to manufacture. This object is achieved by the characterizing features of claim 1.
Zunächst ist durch die Anordnung und Ausführung der lediglich fünf Schaltschlossteile (Kontaktelemente, Bimetall-Sprungscheibe, Druckknopf inclusive Trennwand sowie Druckfeder) das Schaltschloss auf kleinstem Raum unterbringbar. Allen Schaltschlossteilen sind Mehrfachaufgaben zugewiesen, beispielsweise dient die Bimetall-Sprungscheibe nicht nur als aktives Auslöseelement, sondern zusätzlich als Rastelement für die Druckknopftrennwand, die ihrerseits neben ihrer Rastfunktion für eine sichere gegenseitige Isolierung der geöffneten Schaltkontakte sorgt. Die Druckfeder ist für den Verrastungsdruck ebenso verantwortlich wie für die Überführung des Betätigungsknopfes in die «Aus-Stellung».First of all, the arrangement and design of the five key switch parts (contact elements, bimetal spring washer, push button including partition and pressure spring) means that the key switch can be accommodated in the smallest space. All switching lock parts are assigned multiple tasks, for example the bimetal spring washer not only serves as an active release element, but also as a locking element for the push-button partition, which in addition to its locking function ensures reliable mutual insulation of the open switch contacts. The compression spring is responsible for the latching pressure as well as for moving the operating button to the "off position".
An dem gehäuseinneren Kontaktende des ersten Kontaktelementes ist eine flächig durchgehende Bimetall-Sprungscheibe einseitig befestigt. Diese erstreckt sich quer zur Richtung der Kontaktelemente durch das Gehäuse und überlappt mit ihren dem Befestigungsende gegenüberliegenden Schwenkende das Kontaktende des zweiten Kontaktelementes. An diesem liegt sie in Ruhestellung unter Vorspannung an. Dies ist eine denkbar einfache Konstruktion für einen beweglichen Kontaktarm, da die Bimetallscheibe sowohl als Temperaturfühler als auch als Träger des beweglichen Kontaktes sowie Stromleiter fungiert.A flat, continuous bimetal spring washer is attached on one side to the inside of the contact end of the first contact element. This extends transversely to the direction of the contact elements through the housing and overlaps the contact end of the second contact element with its pivoting end opposite the fastening end. At this it is in the rest position under tension. This is a very simple construction for a movable contact arm, since the bimetallic disc acts both as a temperature sensor and as a carrier of the movable contact and current conductor.
Neben der vorteilhaften Minimierung der Anzahl und Grösse der Schaltschlossbauelemente können sämtliche Elemente auf einfachste Weise zusammengefügt und in das Schaltergehäuse eingesetzt werden, was eine Vollautomatisierung des Herstellungsvorgangs ermöglicht. Hierbei ist zu bedenken, dass die in Frage stehenden Schalter unter anderem im Kraftfahrzeugbereich eingesetzt werden sollen und somit typische Massenartikel darstellen.In addition to the advantageous minimization of the number and size of the switch lock components, all the elements can be put together in the simplest way and inserted into the switch housing, which enables the production process to be fully automated. It should be borne in mind here that the switches in question are to be used, inter alia, in the motor vehicle sector and thus represent typical mass articles.
Die Schaltermontage kann besonders einfach und gegebenenfalls vollautomatisch erfolgen, da das Gehäuse aus zwei identischen, parallel aneinanderliegenden Gehäusehalbschalen und die Kontaktelemente aus identisch ausgebildeten Stanz-Biegeteilen bestehen.The switch can be installed particularly easily and, if necessary, fully automatically, since the housing consists of two identical housing half-shells lying parallel to one another and the contact elements consist of stamped and bent parts of identical design.
Durch einfache Einlage der Schaltschlossteile in eine (untere) Gehäusehalbschale und anschliessendes Aufsetzen der zweiten Gehäusehalbschale gleichsam als Deckel wird die Schaltermontage vollzogen und abgeschlossen. Durch die Identität der angesprochenen Teile wird deren Lagerhaltung vereinfacht.The switch assembly is completed and completed by simply inserting the switch components into a (lower) housing half-shell and then fitting the second housing half-shell as a cover. The identity of the addressed parts simplifies their storage.
Durch Anspruch 2 ist sichergestellt, dass sich die Bimetall-Schnappscheibe unter dem Druck der den Druckknopf nach aussen treibenden Druckfeder nicht verzieht. Darüber hinaus sorgt die besonders breite Bimetall-Schnappscheibe für einen ausgeprägten Schnappeffekt, der zu einem definierten Schaltverhalten des einfachstausgebildeten Schaltersführt.
Die durch Anspruch 3 gelehrte Ausbildung und Anordnung der Trennwand am Druckknopf unterstützt die Druckknopfführung und sorgt insbesondere dafür, dass der in Verriegelungsstellung einseitig auf Kippung belastete Druckknopf bei seiner Ausschalt-Öffnungsbewegung nicht verhakt. Da die Druckfeder einen Führungszapfen übergreift, der parallel neben der Trennwand angeordnet ist, wird die Bauhöhe der Druckfeder-Druckknopf-Baueinheit in axialer Druckknopf-Verschieberichtung minimiert, was zu einer Verkleinerung der Gesamthöhe des Schalters in Einsteckrichtung führt; dadurch ist der erfindungsgemässe Schalter nicht sehr viel höher als die herkömmlichen Schmelz-Einstecksicherungen.The design and arrangement of the partition wall on the push button, which is taught by
Eine weitere Verringerung der Bauhöhe sowie Verbesserung der Führungseigenschaften des Druckknopfes wird durch Anspruch 4 erreicht, da der Druckknopf in eingedrücktem Zustand die relativ breite Bimetall-Schnappscheibe förmlich übergreift.A further reduction in the overall height and improvement of the guiding properties of the push button is achieved by
Durch Ansprüche 5 und 6 wird ein besonders guter Halt der lediglich in das Gehäuse eingelegten Elemente gewährleistet. Ein besonders ferster Halt der Kontaktzungen, die beim Einstecken häufig Dreh-/Biegebelastungen ausgesetzt sind, wird durch die Ansprüche 7 und 8 sichergestellt.
Anspruch 9 lehrt eine in die Gehäusehalbschalen integrierte Ausbildung von zusätzlichen Halteelementen, die eine Unterstützung der aus dem Gehäuse herausstehenden Steckzungen sichert, die den Schalter im wesentlichen in dem Sicherungsklemmbrett halten.Claim 9 teaches an integrated in the housing half-shells design of additional holding elements, which ensures support of the protruding tabs that hold the switch essentially in the fuse clipboard.
Anspruch 10 gewährleistet eine zusätzliche Aussteifung des Gehäuses in Querrichtung sowie eine dauerhafte Abstandsfestlegung zwischen den beiden Kontaktelementen.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in den Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Breitseite des Ü berstromschutzschalters,
- Fig. 2 eine Ansicht der Schutzschalter-Schmalseite
- Fig. 3 eine Ansicht des Schalters gemäss Fig. 1 mit abgenommener Gehäusehälfte,
- Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3 durch den eingeschalteten Schutzschalter,
- Fig. 5 eine Ansicht gemäss Fig. 3, jedoch in ausgelöster Stellung,
- Fig. 6 einen Schnitt gemäss Fig. 4, jedoch in ausgelöster Stellung,
- Fig. 7 eine «Explosionsdarstellung» des Überstromschutzschalters.
- 1 is a plan view of a broad side of the overcurrent protection switch,
- Fig. 2 is a view of the circuit breaker narrow side
- 3 is a view of the switch of FIG. 1 with the housing half removed,
- 4 shows a section along the line IV-IV in FIG. 3 through the circuit breaker switched on,
- 5 is a view according to FIG. 3, but in the triggered position,
- 6 shows a section according to FIG. 4, but in the triggered position,
- Fig. 7 is an "exploded view" of the overcurrent protection switch.
Der durch einen Druckknopf 1 betätigbare Überstromschutzschalter (nachfolgend kurz als Schutzschalter 2 bezeichnet) weist ein aus zwei parallel aneinanderliegenden, aus Isolierwerkstoff gefertigten Halbschalen 3, 4 bestehendes Gehäuse 5 auf, in dem zwei Kontaktelemente 6, 7 gehalten und der Druckknopf 1 zusammen mit einer Druckfeder 8 in Längsrichtung 9 des Gehäuses 5 geführt sind. Die aus der Unterseite 10 des Gehäuses 5 herausstehenden Enden der Kontaktelemente 6, 7 sind als parallel und gleichebig nebeneinanderliegende Steckzungen 11, 12 ausgebildet. An ihren gehäuseinneren Enden 13, 14 sind die Kontaktelement 6, 7 als Kontaktenden ausgebildet, wobei an dem einen das als Bimetall- Sprungscheibe 15 ausgebildete Bimetallelement mit seinem Befestigungsende 16 befestigt ist und das andere Ende 14 einen Kontaktnippel 17 trägt, der mit einem Gegenkontaktnippel 18 als Schaltkontakt zusammenwirkt. Der Gegenkontaktnippel 18 wird vom Schwenkende 19 der Bimetall- Sprungscheibe 15 getragen.The overcurrent circuit breaker (hereinafter referred to as circuit breaker 2), which can be actuated by a push button 1, has a
In ihrem Mittelbereich 20, 21 sind die beiden Kontaktelemente 6, 7 mit Z-stufenförmigen Abbiegungen 22, 23 versehen, die dazu führen, dass die gehäuseinneren Enden 13,14 an jeweils einer der Innenseiten 24, 25 der Halbschalen 3, 4 dann anliegen, wenn die Kontaktelemente 6, 7 im Bereich ihrer Steckzungen 11, 12 gleichebig im Bereich der Trennfuge 26 des Gehäuses 5 befestigt sind. Dabei können sogar sowohl die beiden Halbschalen 3, 4 als auch die mit den Abbiegungen 22, 23 versehenen Kontaktelemente 6, 7 identisch ausgebildet sein.In their
Die Bimetallsprungscheibe 15 ist mit ihrem Befestigungsende 16 so am gehäuseinneren Ende 13 des Kontaktelementes 6 befestigt, dass es in nichterregtem Zustand unter Andrücken in Pfeilrichtung 27 mit seinem Gegenkontaktnippel 18 am Kontaktnippel 17 anliegt und die Kontaktstrecke somit geschlossen ist.The
Der Druckknopf 1 ist im Bereich seines gehäuseinneren Endes 28 mit einer einseitig abstehenden, in etwa der Ebene der Teilfuge 26 liegenden Trennwand 29 versehen, die bei unerregter Bimetall-Sprungscheibe 15 am Gegenkontaktnippel 18 der Bimetall-Sprungscheibe 15 unter Vorspannung der Druckfeder 8 von unter anliegt. Bei aufgebogener, erregter Bimetall-Sprungscheibe . 15 schnellt die Trennwand 29 unter dem Druck der Druckfeder 8 zwischen die sich öffnenden Kontaktnippel 17, 18 und sorgt für deren sichere elektrische Trennung.The push button 1 is provided in the region of its housing
Da die Bimetall-Sprungscheibe 15 bei eingeschaltetem Schutzschalter 2 dem seitlich auf sie einwirkenden Druck der Druckfeder 8 ausgesetzt ist, weist sie aus Festigkeitsgründen in Längsrichtung 9 eine Breite auf, die etwa ihrer Erstrekkungslänge zwischen Befestigungsende 16 und Schwenkende 19 entspricht.Since the
Die Trennwand 29 ist etwa L-förmig ausgebildet, wobei ein erster L-Schenkel 30 etwa parallel zu einem in die Druckfeder 8 eintauchenden Führungszapfen 31 und ein zweiter L-Schenkel 32 etwa rechtwinklig dazu verläuft. Letzterer bildet die Trennwand 29.The
Der Druckknopf 1 ist weiterhin aussermittig mit einer bis in sein aus dem Gehäuse 5 herausstehendes Betätigungsteil hineinreichenden, parallel zur Ebene der Teilfuge 26 verlaufenden, durchgehenden Nut 33 versehen, die die dem Betätigungsknopf 1 zugewandte Oberkante 34 der Bimetall-Sprungscheibe 15 zumindest im Einschaltzustand übergreift.The pushbutton 1 is furthermore eccentrically provided with a
Zur Montagevereinfachung und funktionsfähigen Führung der bewegten Teile sind die Halbschalen 3, 4 des Gehäuses 5 sowohl mit Einlegeausnehmungen 35 für die Kontaktelemente 6, 7 als auch mit in Längsrichtung 9 sich gegenüberliegenden Führungsnuten 36 versehen. Die Druckfeder 8 liegt in einer der beiden Führungsnuten 36 ein und wird bei ihrer Längsbewegung von dieser geführt. Mit ihrem dem Druckknopf 1 abgewandten Ende stützt sich die Druckfeder 8 auf der dem Druckknopf 1 zugewandten Plättchenfläche 51 eines aus Isolierwerkstoff bestehenden Querversteifungselementes 48 ab, das zwischen den beiden Kontaktelementen 6, 7 einliegt und diese mit sich diagonal gegenüberliegenden Ausnehmungen 49, 50 im Bereich der Abbiegungen 22, 23 übergreift und voneinander distanziert. Ein unterer Gehäuseabschnitt 37 umfasst die eingelegten oberen Enden der Steckzungen 11, 12 jeweils beidseitig und sorgt für sicheren Halt. An dem Gehäuseabschnitt 37 sind Haltezapfen 38 sowie korrespondierende Gegenausnehmungen 39 derart angeordnet, dass bei Aneinanderlegen der identischen Halbschalen 3, 4 in Montageendstellung die Haltezapfen 38 in die Gegenausnehmungen 39 eintauchen. Dabei greifen sie durch Rundlöcher 40 hindurch, die in den Steckzungen 11, 12 vorgesehen sind. An den Schmalseiten 41, 42 des Gehäuseabschnitts 37 sind federnde Haken 43, 44 angebracht, zwischen deren Rückseiten 45, 46 ein das Einfedern der Haken zulassender Abstand 47 vorgesehen ist.In order to simplify assembly and functionally guide the moving parts, the half-
Auch am oberen, mit dem Druckknopf 1 versehenen Ende des Schalters 2 sind an den Halbschalen 3, 4 Haltezapfen 52 und Gegenausnehmungen 53 zur gegenseitigen Endbefestigung der Halbschalen 3, 4 aneinander vorgesehen.Also at the upper end of the
- 1 Druckknopf1 push button
- 2 Schutzschalter2 circuit breakers
- 3 Halbschale3 half-shell
- 4 Halbschale4 half-shell
- 5 Gehäuse5 housing
- 6 Kontaktelement6 contact element
- 7 Kontaktelement7 contact element
- 8 Druckfeder8 compression spring
- 9 Längsrichtung9 longitudinal direction
- 10 Unterseite10 bottom
- 11 Steckzunge11 tongue
- 12 Steckzunge12 tongue
- 13 Ende von 613 end of 6
- 14 Ende von 714 end of 7
- 15 Bimetall-Sprungscheibe15 Bimetal spring washer
- 16 Befestigungsende16 fastening ends
- 17 Kontaktnippel17 contact nipples
- 18 Gegenkontaktnippel18 mating contact nipple
- 19 Schwenkende19 swiveling end
- 20 Mittelbereich20 mid-range
- 21 Mittelbereich21 middle section
- 22 Abbiegung22 Turn
- 23 Abbiegung23 Turn
- 24 Innenseite24 inside
- 25 Innenseite25 inside
- 26 Teilfuge26 parting line
- 27 Pfeilrichtung27 direction of arrow
- 28 gehäuseinneres Ende von 128 inner end of 1
- 29 Trennwand29 partition
- 30 erster L-Schenkel30 first L-leg
- 31 Führungszapfen31 guide pins
- 32 zweiter L-Schenkel32 second L-leg
- 33 Nut33 groove
- 34 Oberkante34 top edge
- 35 Einlegeausnehmungen35 insertion recesses
- 36 Führungsnuten36 guide grooves
- 37 Gehäuseabschnitt37 housing section
- 38 Haltezapfen38 holding pin
- 39 Gegenausnehmungen39 counter-exceptions
- 40 Rundlöcher40 round holes
- 41 Schmalseite41 narrow side
- 42 Schmalseite42 narrow side
- 43 Haken43 hooks
- 44 Haken44 hooks
- 45 Rückseite45 back
- 46 Rückseite46 back
- 47 Abstand47 distance
-
48 Querversteifungselement 49 Ausnehmung48
cross stiffening element 49 recess - 50 Ausnehmung50 recess
- 51 Plättchenfläche51 plate area
- 52 Haltezapfen52 holding pins
- 53 Gegenausnehmung53 counter recess
Claims (10)
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