EP1839322B1 - Griffverbinder zur kopplung von bedienelementen zweier module und schaltgerät mit griffverbinder - Google Patents

Griffverbinder zur kopplung von bedienelementen zweier module und schaltgerät mit griffverbinder Download PDF

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EP1839322B1
EP1839322B1 EP05850504.1A EP05850504A EP1839322B1 EP 1839322 B1 EP1839322 B1 EP 1839322B1 EP 05850504 A EP05850504 A EP 05850504A EP 1839322 B1 EP1839322 B1 EP 1839322B1
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EP
European Patent Office
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handle connector
module
control element
longitudinal body
handle
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EP1839322A1 (de
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Josef Herschberger
Bernhard Schmid
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/50—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release
    • H01H71/52—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release actuated by lever
    • H01H71/521—Details concerning the lever handle
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/1009—Interconnected mechanisms
    • H01H71/1018—Interconnected mechanisms with only external interconnections

Definitions

  • the invention relates to a handle connector for coupling control elements of two modules. Moreover, the invention relates to a switching device with two modules and such a handle connector.
  • protective switching devices in industrial applications and in plant construction are modular and include in addition to the main module in the form of the actual protection switching unit and other freely attachable add-on modules, such as an auxiliary power switch unit, an error signal switch unit, a shunt trip unit or an undervoltage release unit.
  • These modules each contain a control element for triggering a switching operation. The switching process should be triggered jointly on the main module and in all additional modules.
  • the controls on a handle-projection, which engages in a handle bore of the control element of the adjacent module.
  • the object of the invention is therefore to provide a cost-effective way to couple two spaced-apart controls.
  • the handle connector according to the invention increases the flexibility in the design of a circuit-breaker composed of several modules.
  • the handle connector can be easily manufactured and can also be designed for different constellations, in particular for different distances to be bridged (one or more dividing units). This eliminates the otherwise necessary and much more complex conversions to the modules themselves.
  • the use of the handle connector allows In addition, an attachment of the additional module to a not actually provided for this side of the main module, where, for example, the control of the main module does not reach to the side edge.
  • the handle connector thus significantly reduces the required effort and at the same time increases the design freedom in device development and configuration.
  • the main module, the additional module and the possibly existing intermediate module it can be largely arbitrary units with different functionalities and uses.
  • the main module can be designed as a single or multi-pole protection switching unit.
  • a variant in which the longitudinal body has a longitudinal axis running perpendicular to an actuating direction of the two operating elements is favorable. This results in a particularly efficient mechanical coupling. In principle, however, another operating direction, for example, parallel to the longitudinal axis possible.
  • the longitudinal body may be formed as a plastic part. This allows a simple and inexpensive production.
  • the handle connector then has a particularly low weight. This is advantageous because the controls and their bearings have to carry the extra weight of the handle connector.
  • the connector projection is designed as a pin formed on the longitudinal body, in particular as a plastic pin, or as a pin subsequently inserted in the longitudinal body, in particular as a metal pin.
  • a metal pin is also characterized by a high mechanical stability.
  • a guide element is provided on the longitudinal body on the main module facing end side, whose inner contour is adapted to the outer contour of the first control element, so that the guide element engages around the first control element in the assembled state at least partially positively.
  • the guide element extends in the same direction as the connector projection and at least partially surrounds the connector projection, which protects the latter from being damaged, for example, from kinking.
  • the form-fitting fitting on the first control element guide prevents twisting or twisting of the handle connector in an off-center actuation of the composite of the two controls and the handle connector. It is achieved a higher torsional rigidity.
  • abutment surfaces effect a positional fixation of the handle connector in the lateral direction, i. in the direction of its longitudinal axis.
  • the handle connector by means of a corresponding variation of the distance between the two contact surfaces can be exactly adapted to be bridged by the handle connector lateral distance between the control elements to be coupled. In this regard, variants with different distance values can be maintained.
  • Another object of the invention is to provide a switching device with a cost-effective coupling of two spaced-apart controls.
  • the switching device according to the invention essentially offers the same advantages that have already been described in connection with the handle connector according to the invention. In addition, it can be configured in the same advantageous manner as the handle connector.
  • a handle connector 1 in two different perspective views, which comprises a longitudinal body 2 made of plastic with a longitudinal axis 3 and two end faces 4 and 5.
  • a connector projection in the form of a subsequently pressed into the longitudinal body 2 metal pin 7 is provided on the front side 4 .
  • the connector bore 6 is continuous, so that it also serves on the end face 5 for receiving the metal pin 7.
  • this embodiment is not mandatory, a realization with two separate holes on both end faces 4 and 5 is also possible.
  • the handle connector 1 comprises a guide element 8 in the form of a half-shell, which partially surrounds the metal pin 7 at its projecting end.
  • the guide element 8 is a molded-on part of the longitudinal body 2 and therefore also consists of plastic.
  • the handle connector On the front side 4, the handle connector on a first bearing surface 9. Another contact surface 10 is located the point at which the metal pin 7 is pressed into the longitudinal body 2. In the direction of the longitudinal axis 3, the two contact surfaces 9 and 10 are arranged at a distance D from each other.
  • a switching device 11 which in addition to the handle connector 1 also includes a main module 12 in the form of a protective switching unit, an additional module 13, for example in the form of an error signal switch unit and an unspecified intermediate module 14.
  • a main module 12 in the form of a protective switching unit
  • an additional module 13 for example in the form of an error signal switch unit
  • an unspecified intermediate module 14 in the illustration according to Fig. 3 is the switching device 11 in a state during assembly, whereas in Fig. 4 the assembled state is reproduced.
  • the modules 12, 13 and 14 are arranged side by side laterally, with the intermediate module 14 being placed between the main module 12 and the additional module 13.
  • the main module 12 and the additional module 13 are each provided with a control element 15 or 16 in the form of a foldable elongated control handle. Both operating elements 15 and 16 each extend to the lateral edges of the respective modules 12 and 13.
  • the intermediate module 14 has no such operating element.
  • the handle connector 1 establishes a mechanical coupling between the two operating elements 15 and 16.
  • the actuating direction of the convertible control elements 15 and 16 is approximately perpendicular to the longitudinal axis 3 of the handle connector.
  • the handle connector 1 thus bridges the present due to the intermediate module 14 lateral distance between the two controls 15 and 16 effectively.
  • the distance D between the two contact surfaces 9 and 10 of the handle connector 1 is the same size as the lateral dimension of the intermediate module 14.
  • the handle connector 1 is fixed on both sides in its position in the direction of the longitudinal axis 3, whereby the stability of the mechanical coupling between the two operating elements 15 and 16 is increased.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Griffverbinder zur Kopplung von Bedienelementen zweier Module. Außerdem betrifft die Erfindung ein Schaltgerät mit zwei Modulen und einem derartigen Griffverbinder.
  • Häufig sind Schutzschaltgeräte bei industriellen Anwendungen und im Anlagenbau modular aufgebaut und umfassen neben dem Hauptmodul in Form der eigentlichen Schutzschalteinheit auch weitere frei anbaubare Zusatzmodule, beispielsweise eine Hilfsstromschaltereinheit, eine Fehlersignalschaltereinheit, eine Arbeitsstromauslösereinheit oder eine Unterspannungsauslösereinheit. Diese Module enthalten jeweils ein Bedienelement zur Auslösung einer Schalthandlung. Der Schaltvorgang soll am Hauptmodul und in allen Zusatzmodulen gemeinsam ausgelöst werden. Zur mechanischen Kopplung weisen die Bedienelemente einen Griff-Vorsprung auf, der in eine Griff-Bohrung des Bedienelements des benachbarten Moduls eingreift.
  • Um die Kopplung zu gewährleisten, ist es bislang erforderlich, dass die miteinander zu verbindenden Bedienelemente unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sind. Problematisch sind Ausführungsformen, bei denen ein Zwischenmodul ohne eigenes Bedienelement vorgesehen ist oder bei denen die Bedienelemente nicht bis unmittelbar an den seitlichen Rand des jeweiligen Moduls heranreichen. Oft ist ein Anbau eines Zusatzmoduls nur an einer Seite des Hauptmoduls vorgesehen, so dass es zu Schwierigkeiten führt, wenn das Zusatzmodul anlagenbedingt auf der anderen Seite platziert werden muss. Eine Kopplung der Bedienelemente ist dann entweder gar nicht oder nur durch kostenträchtigen Zusatzaufwand möglich, wie beispielsweise durch den Anbau eines für die Funktion des Zwischenmoduls nicht benötigten Bedienelements oder durch eine komplette Umkonstruktion des Hauptmoduls und/oder des Zusatzmoduls. Ein Griffverbinder dieser Art ist aus dem GB 2 285 890 bekannt.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine kostengünstige Möglichkeit zur Kopplung zweier voneinander beabstandeten Bedienelemente anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1.
  • Der erfindungsgemäße Griffverbinder erhöht die Flexibilität bei der Konzeption eines aus mehreren Modulen zusammengesetzten Schutzschaltgeräts. Der Griffverbinder lässt sich einfach herstellen und kann auch für verschiedene Konstellationen, insbesondere für verschiedene zu überbrückende Abstände (eine oder mehrere Teilungseinheiten), ausgelegt werden. Damit erübrigen sich die ansonsten erforderlichen und sehr viel aufwändigeren Umkonstruktionen an den Modulen selbst. Die Verwendung des Griffverbinders ermöglicht außerdem einen Anbau des Zusatzmoduls an einer hierfür eigentlich nicht vorgesehenen Seite des Hauptmoduls, an der beispielsweise das Bedienelement des Hauptmoduls nicht bis an den seitlichen Rand heranreicht. Der Griffverbinder reduziert also den erforderlichen Aufwand erheblich und erhöht zugleich die konstruktive Freiheit bei der Geräteentwicklung und -konfiguration. Bei den beteiligten Modulen, also dem Hauptmodul, dem Zusatzmodul und auch dem eventuell vorhandenen Zwischenmodul, kann es sich um weitgehend beliebige Einheiten mit verschiedenen Funktionalitäten und Verwendungszwecken handeln. Insbesondere kann das Hauptmodul als ein- oder mehrpolige Schutzschalteinheit ausgeführt sein.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Griffverbinders ergeben sich aus den Merkmalen der von Anspruch 1 abhängigen Ansprüche.
  • Günstig ist eine Variante, bei der der Längskörper eine senkrecht zu einer Betätigungsrichtung der beiden Bedienelemente verlaufende Längsachse aufweist. Dann ergibt sich eine besonders effiziente mechanische Kopplung. Grundsätzlich ist aber auch eine andere Betätigungsrichtung, beispielsweise parallel zur Längsachse möglich.
  • Weiterhin kann der Längskörper als Kunststoffteil ausgebildet sein. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung. Außerdem weist der Griffverbinder dann ein besonders geringes Eigengewicht auf. Dies ist vorteilhaft, da die Bedienelemente und deren Lagerungen das zusätzliche Gewicht des Griffverbinders zu tragen haben.
  • Gemäß anderen Varianten ist der Verbinder-Vorsprung als an den Längskörper angeformter Zapfen, insbesondere als Kunststoffzapfen, oder als in den Längskörper nachträglich eingesetzter Stift, insbesondere als Metallstift, ausgebildet. Diese Varianten erfüllen sowohl die geforderte Funktionalität und lassen sich auch gut fertigen. Ein Metallstift zeichnet sich außerdem durch eine hohe mechanische Stabilität aus.
  • Vorzugsweise ist am Längskörper auf der dem Hauptmodul zugewandten Stirnseite ein Führungselement vorgesehen, dessen Innenkontur an die Außenkontur des ersten Bedienelementes angepasst ist, so dass das Führungselement das erste Bedienelement im montierten Zustand zumindest teilweise formschlüssig umgreift. Das Führungselement erstreckt sich insbesondere in die gleiche Richtung wie der Verbinder-Vorsprung und umgibt den Verbinder-Vorsprung zumindest teilweise, wodurch letzterer vor einer Beschädigung beispielsweise vor einem Abknicken geschützt wird. Außerdem verhindert das formschlüssig am ersten Bedienelement anliegende Führungselement ein Verdrehen oder Verwinden des Griffverbinders bei einer außermittigen Betätigung des Verbundes aus den beiden Bedienelementen und dem Griffverbinder. Es wird eine höhere Verwindungssteifigkeit erreicht.
  • Bei weiteren Ausgestaltungen sind am Längskörper in Richtung seiner Längsachse wirkende Anlageflächen vorgesehen. An einer ersten Anlagefläche liegt im montierten Zustand des Griffverbinders eine Stirnseitenfläche des ersten Bedienelementes an. An einer zweiten Anlagefläche liegt im montierten Zustand eine Stirnseitenfläche des zweiten Bedienelementes an. Die Anlageflächen bewirken eine Positionsfixierung des Griffverbinders in seitlicher Richtung, d.h. in Richtung seiner Längsachse. Außerdem lässt sich der Griffverbinder mittels einer entsprechenden Variation des Abstands zwischen den beiden Anlageflächen exakt an den durch den Griffverbinder zu überbrückenden seitlichen Abstand zwischen den zu koppelnden Bedienelementen anpassen. Diesbezüglich können Varianten mit verschiedenen Abstandswerten vorgehalten werden.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Schaltgerät mit einer kostengünstigen Kopplung zweier voneinander beabstandeten Bedienelemente anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 9.
  • Das erfindungsgemäße Schaltgerät bietet im Wesentlichen die gleichen Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Griffverbinder beschrieben worden sind. Außerdem lässt es sich in gleicher vorteilhafter Weise ausgestalten wie der Griffverbinder.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt:
    • Fig. 1
    ein Ausführungsbeispiel eines Griffverbinders in einer perspektivischen Ansicht,
    Fig. 2
    den Griffverbinder gemäß Fig. 1 in einer anderen perspektivischen Ansicht,
    Fig. 3
    ein Ausführungsbeispiel eines Schaltgeräts mit mehreren Modulen und dem Griffverbinder gemäß Fig. 1 während der Montage und
    Fig. 4
    das Schaltgerät gemäß Fig. 3 im montierten Zustand.
  • Einander entsprechende Teile sind in den Figuren 1 bis 4 mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • In den Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines Griffverbinders 1 in zwei verschiedenen perspektivischen Darstellungen gezeigt, der einen aus Kunststoff gefertigten Längskörper 2 mit einer Längsachse 3 und zwei Stirnseiten 4 und 5 umfasst. An der Stirnseite 4 ist eine in Richtung der Längsachse 3 verlaufende Verbinder-Bohrung 6 und an der Stirnseite 5 ein Verbinder-Vorsprung in Gestalt eines nachträglich in den Längskörper 2 eingepressten Metallstifts 7 vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel ist die Verbinder-Bohrung 6 durchgehend, so dass sie auf der Stirnseite 5 zugleich zur Aufnahme des Metallstifts 7 dient. Diese Ausgestaltung ist jedoch nicht zwingend, eine Realisierung mit zwei getrennten Bohrungen auf beiden Stirnseiten 4 und 5 ist ebenfalls möglich.
  • Auf der Stirnseite 5 umfasst der Griffverbinder 1 ein Führungselement 8 in Gestalt einer Halbschale, die den Metallstift 7 an seinem herausragenden Ende teilweise umgibt. Das Führungselement 8 ist ein angeformter Bestandteil des Längskörpers 2 und besteht demzufolge ebenfalls aus Kunststoff.
  • An der Stirnseite 4 weist der Griffverbinder eine erste Anlagefläche 9 auf. Eine weitere Anlagefläche 10 befindet sich an der Stelle, an der der Metallstift 7 in den Längskörper 2 eingepresst ist. In Richtung der Längsachse 3 sind die beiden Anlageflächen 9 und 10 in einem Abstand D voneinander angeordnet.
  • In den Fig. 3 und 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines Schaltgeräts 11, das neben dem Griffverbinder 1 auch ein Hauptmodul 12 in Form einer Schutzschalteinheit, ein Zusatzmodul 13 beispielsweise in Form einer Fehlersignalschaltereinheit sowie ein nicht näher spezifiziertes Zwischenmodul 14 enthält. In der Darstellung gemäß Fig. 3 befindet sich das Schaltgerät 11 in einem Zustand während der Montage, wohingegen in Fig. 4 der montierte Zustand wiedergegeben ist.
  • Die Module 12, 13 und 14 sind seitlich nebeneinander angeordnet, wobei das Zwischenmodul 14 zwischen dem Hauptmodul 12 und dem Zusatzmodul 13 platziert ist.
  • Das Hauptmodul 12 und das Zusatzmodul 13 sind jeweils mit einem Bedienelement 15 bzw. 16 in Form eines umlegbaren länglichen Schaltgriffs versehen. Beide Bedienelemente 15 und 16 erstrecken sich jeweils bis zu den seitlichen Rändern der jeweiligen Module 12 bzw. 13. Das Zwischenmodul 14 weist kein derartiges Bedienelement auf.
  • Für die Funktionsweise des Schaltgeräts 11 ist es erforderlich, dass die Bedienelemente 15 und 16 nur gemeinsam betätigt werden können. Um dies zu gewährleisten, stellt der Griffverbinder 1 eine mechanische Kopplung zwischen den beiden Bedienelementen 15 und 16 her. Ein am Bedienelement 16 seitlich angeformter Griff-Vorsprung 17 greift in die Verbinder-Bohrung 6 ein. Gleiches gilt für den Metallstift 7, der in eine in den Fig. 3 und 4 nicht näher dargestellte Griff-Bohrung des Bedienelements 15 eingreift.
  • Zwischen dem Bedienelement 15 und dem Griffverbinder 1 besteht außerdem eine weitere Verbindung mittels des Führungselements 8, dessen Innenkontur gerade so an die Außenkontur des Bedienelements 15 angepasst ist, dass eine formschlüssige Verbindung resultiert. Dadurch wird eine besonders stabile mechanische Kopplung erreicht. Insbesondere wird ein Verwinden oder Verdrehen des Griffverbinders 1 bei einer Betätigung der Bedienelemente 15 oder 16 verhindert. Im Ausführungsbeispiel ist die Betätigungsrichtung der umlegbaren Bedienelemente 15 und 16 in etwa senkrecht zur Längsachse 3 des Griffverbinders 1.
  • Der Griffverbinder 1 überbrückt also den aufgrund des Zwischenmoduls 14 vorhandenen seitlichen Abstand zwischen den beiden Bedienelementen 15 und 16 wirksam. Der Abstand D zwischen den beiden Anlageflächen 9 und 10 des Griffverbinders 1 ist genauso groß wie die seitliche Abmessung des Zwischenmoduls 14. Im montierten Zustand liegen die Anlageflächen 9 und 10 des Griffverbinders 1 an den jeweiligen seitlichen Stirnflächen der Bedienelemente 16 bzw. 15 an. Dadurch wird der Griffverbinder 1 in Richtung der Längsachse 3 beidseitig in seiner Position fixiert, wodurch die Stabilität der mechanischen Kopplung zwischen den beiden Bedienelementen 15 und 16 erhöht wird.

Claims (8)

  1. Griffverbinder zur mechanischen Kopplung eines ersten und eines zweiten Bedienelementes (15, 16), wobei
    a) die Bedienelemente (15, 16) einen gewissen Abstand voneinander aufweisen und
    b) das erste Bedienelement (15) an einem als Schutzschalteinheit ausgebildeten Hauptmodul (12) vorgesehen ist und das zweite Bedienelement (16) an einem Zusatzmodul (13), das seitlich neben dem Hauptmodul (12) angeordnet ist,
    umfassend
    c) einen den Abstand überbrückenden Längskörper (2),
    d) eine am Längskörper (2) auf der dem Zusatzmodul (13) zugewandten Stirnseite (4) vorgesehene Verbinder-Bohrung (6), in die ein auf der dem Hauptmodul (12) zugewandten Seite des zweiten Bedienelementes (16) vorgesehener Griff-Vorsprung (17) eingreift,
    e) einen am Längskörper (2) auf der dem Hauptmodul (12) zugewandten Stirnseite (5) vorgesehenen Verbinder-Vorsprung (7), der in eine auf der dem Zusatzmodul (13) zugewandten Seite des ersten Bedienelementes (15) vorgesehene Griff-Bohrung eingreift, und
    f) ein am Längskörper (2) auf der dem Hauptmodul (12) zugewandten Stirnseite (5) vorgesehenes Führungselement (8), dessen Innenkontur an die Außenkontur des ersten Bedienelementes (15) angepasst ist, so dass das Führungselement (8) das erste Bedienelement (15) im montierten Zustand zumindest teilweise formschlüssig umgreift.
  2. Griffverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Längskörper (2) eine senkrecht zu einer Betätigungsrichtung der beiden Bedienelemente (15, 16) verlaufende Längsachse (3) aufweist.
  3. Griffverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Längskörper (2) als Kunststoffteil ausgebildet ist.
  4. Griffverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder-Vorsprung (7) als an den Längskörper angeformter Zapfen, insbesondere als Kunststoffzapfen, ausgebildet ist.
  5. Griffverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder-Vorsprung als in den Längskörper nachträglich eingesetzter Stift, insbesondere als Metallstift (7), ausgebildet ist.
  6. Griffverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Längskörper (2) eine in Richtung seiner Längsachse (3) wirkende erste Anlagefläche (10) vorgesehen ist, an der eine Seitenfläche des ersten Bedienelementes (15) im montierten Zustand anliegt.
  7. Griffverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Längskörper (2) eine in Richtung seiner Längsachse (3) wirkende zweite Anlagefläche (9) vorgesehen ist, an der eine Seitenfläche des zweiten Bedienelementes (16) im montierten Zustand anliegt.
  8. Schaltgerät mit einem Hauptmodul (12), einem Zusatzmodul (13) und einem Griffverbinder (1) node Anspruch 1.
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