EP1341938A1 - Verfahren und vorrichtung zum gluehen von rohren - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum gluehen von rohren

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EP1341938A1
EP1341938A1 EP01987818A EP01987818A EP1341938A1 EP 1341938 A1 EP1341938 A1 EP 1341938A1 EP 01987818 A EP01987818 A EP 01987818A EP 01987818 A EP01987818 A EP 01987818A EP 1341938 A1 EP1341938 A1 EP 1341938A1
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EP
European Patent Office
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plug
openings
patrix
connector
protective gas
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EP01987818A
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Friedhelm Kuehn
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LOI Thermprocess GmbH
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LOI Thermprocess GmbH
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    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
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    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire

Definitions

  • the invention ensures that each coil is rinsed separately and that different leak losses can be compensated for.
  • the emerging protective gas can be monitored with regard to its content of impurities, so that there is the possibility of supplying the individual coils individually with the respectively adapted protective gas throughput.
  • the invention also achieves a significant additional advantage.
  • the contaminated protective gas was introduced into the furnace, which resulted in contamination of the furnace interior and the cold coil surfaces. These disadvantages are eliminated, since the contaminated protective gas is derived directly from the coil.
  • the invention In order to carry out the method according to the invention, the "docking" of the coils to the separate protective gas lines is required, specifically on the inlet and outlet side. In order to be able to carry out this method step with minimal effort, namely with a single handling, the invention also provides a device for connecting a plurality of coils wound from tubes to a device for supplying and / or removing protective gas a matrix plug assigned to the coils with an insertion opening and a plurality of through openings, each of which can be connected to an associated coil,
  • a patrix connector assigned to the device for supplying and / or discharging protective gas, which fits into the insertion opening of the matrix connector and has a plurality of through openings, each of which can be connected to an associated separate protective gas line,
  • a plurality of pipe sockets which are each axially displaceable in an associated through-opening of the one plug and can be inserted sealingly into an associated through-opening of the other plug, and
  • the matrix connector is attached to one of the glow racks, usually the lowest glow rack, and the patrix connector forms the actual docking station inside the furnace.
  • the Patrix connector and the actuating element are controlled from the outside, provided that the coils are in the docking station.
  • the actuating element has a head with a continuously tapering circumference, which is axially displaceable in a recess of the Patrix plug, which has a complementary, continuously tapering circumference, the head being a plurality of through openings for receiving the pipe socket and with side openings
  • 1.0 is provided, which lead from the through openings to the associated peripheral surface and each contain a displaceable clamping element protruding from the peripheral surface, preferably in the form of a ball.
  • the actuating element is held in its clamping position during the glow and then moved in the opposite direction to release the connection.
  • the head of the actuating element can be any suitable material.
  • the operating rod is sealed through the furnace wall and can be arranged outside the furnace.
  • Angular position of the actuator relative to the Patrix connector is automatically fixed.
  • a construction which is also preferred from this point of view is one in which the head of the actuating element and the recess of the patrix plug have frustoconical peripheral surfaces and are connected to one another in a rotationally fixed manner.
  • the insertion opening of the matrix connector has a circumference which widens continuously in the direction of the patrix connector and that the patrix connector is provided with an insertion end which has a complementary, continuously expanding scope.
  • a polygonal, pyramid-shaped configuration is conceivable, which ensures an automatic location assignment, but for manufacturing reasons, frustoconical configurations with devices for fixing the mutual insertion position are preferred.
  • Figure 1 shows an axial section through the connector.
  • Figure 1 shows a matrix connector 1 for attachment to the lowest glow rack of a coil stack and a Patrix connector 2, which has been inserted into an insertion opening 3 of the matrix connector at the docking station.
  • the insertion opening 3 has a conical 'peripheral surface 4, while the Patrix connector 2 is provided with a complementary conical peripheral surface 5 at its insertion end.
  • Means, not shown, are also provided which permit the insertion of the patrix connector 2 into the insertion opening 3 of the matrix connector 1 only in one or more, predetermined angular positions.
  • the matrix connector 1 has a plurality of through openings 6, which can be connected to the individual coils and in which pipe sockets 7 are arranged displaceably.
  • the pipe sockets 7 extend through a head 8 of an actuating element 9 and are tightly clamped by the latter into through openings 10 of the patrix plug 2.
  • the entry areas of the through openings 10 are flared, as shown.
  • the through openings 10 can be connected to separate protective gas lines.
  • the actuating element 9 has an actuating rod 11, which is preferably connected in one piece to the head 8 and is guided centrally through the Patrix plug 2. Its through openings 10 are distributed in a circle around the actuating rod 11 of the actuating element 9.
  • the head 8 of the actuating element 9 also has through openings 12 through which the pipe sockets 7 pass.
  • the through openings 12 are flared at their entry ends, as shown.
  • the head 8 of the actuating element 9 has a conical peripheral surface 13 and works in a recess 14 of the Patrix connector 2, the recess 14 being provided with a complementary conical peripheral surface 15. Side openings 16 of the head 8 lead from the peripheral surface 13 to the through openings 12 and serve to receive balls 17 which have the function of clamping elements.
  • the through openings 6 of the matrix connector 1 and the associated through openings 10 of the Patrix connector 2 can be connected to protective gas supply lines or to protective gas discharge lines. Two such plug connections are then required to carry out the method according to the invention. Alternatively, it is possible to connect half of the through openings to shielding gas supply lines and the other half to shielding gas discharge lines. A single plug connection is sufficient. Modifications are quite possible within the scope of the invention. Above all, the orientation of the conical surfaces 13 and 15 of the head 8 of the actuating element 9 or the associated recess 14 can be reversed. The pipe sockets 7 then form part of the Patrix connector 2 and are inserted into corresponding sealing areas of the through openings 6 of the matrix connector 1.

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Description

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nur darauf zurückzuführen sein kann, daß die einzelnen Coils mit unterschiedlichen Spülgasmengen beaufschlagt werden. Da die parallelen Versorgungsbedingungen einheitlich sind und auch die Strömungswiderstände der einzelnen Coils sich nicht wesentlich voneinander unterscheiden, sind die Mengenunterschiede darauf zurückzuführen, daß die unvermeidbaren Leckverluste unterschiedlich sind.
Die Erfindung sorgt dafür, daß jedes Coil separat gespült wird und daß unterschiedliche Leckverluste ausgegli- chen werden können. Außerdem kann das austretende Schutzgas hinsichtlich seines Gehalts an Verunreinigungen überwacht werden, so daß die Möglichkeit besteht, die einzelnen Coils individuell mit dem jeweils angepaßten Schutzgasdurchsatz zu versorgen. Ferner besteht die Möglichkeit, neben dem Schutzgasdurchsatz auch die Spülzeit und die Coiltemperatur zu steuern. Nicht nur der Gehalt an Verunreinigungen kann der Steuerung zugrundegelegt werden, sondern auch deren Zusammensetzung, beispielsweise deren Kohlenstoffgehalt. Ferner ist eine gezielte Anpassung an unterschiedliche zulässige Rest-Belegungen möglich, und zwar innerhalb ein und derselben Charge.
Die Erfindung erzielt darüber hinaus einen wesentlichen zusätzlichen Vorteil. Bisher wurde das verunreinigte Schutzgas in den Ofen eingeleitet, wodurch es zu einer Verunreini- gung des Ofeninnenraums und der kalten Coiloberflächen kam. Diese Nachteile entfallen, da das verunreinigte Schutzgas direkt aus dem Coil abgeleitet wird.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gehört das "Andocken" der Coils an die separaten Schutzgasleitun- gen, und zwar zu- und abführseitig. Um diesen Verfahrensschritt mit minimalem Aufwand, nämlich mit jeweils einer einzigen Handhabung durchführen zu können, schafft die Erfindung eine Vorrichtung zum Anschließen einer Mehrzahl von aus Rohren gewickelten Coils an eine Einrichtung zum Zu- und/oder Abführen von Schutzgas, mit - einem den Coils zugeordneten Matrix-Stecker mit einer Einstecköffnung und einer Mehrzahl von Durchgangsöffnungen, die jeweils an ein zugehöriges Coil anschließbar sind,
- einem der Einrichtung zum Zu- und/oder Abführen von Schutzgas zugeordneten Patrix-Stecker, der in die Einstecköffnung des Matrix-Steckers paßt und eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen aufweist, die jeweils an eine zugehörige separate Schutzgasleitung anschließbar sind,
- einer Mehrzahl von Rohrstutzen, die jeweils in einer zugehörigen Durchgangsöffnung des einen Steckers axial verschiebbar und abdichtend in eine zugehörige Durchgangsöffnung des anderen Steckers einschiebbar sind, und
- einem dem Patrix-Stecker zugeordneten Betätigungselement zum Verschieben der Rohrstutzen bei in den Matrix-Stek- ker eingestecktem Patrix-Stecker.
Der Matrix-Stecker wird an einem der Glühgestelle, in der Regel am untersten Glühgestell befestigt, und der Patrix-Stecker bildet die eigentliche Andock-Station innerhalb des Ofens. Die Steuerung des Patrix-Steckers und des Betätigungselements erfolgt von außen, allerdings unter der Voraussetzung, daß sich die Coils in der Andock-Station befinden.
Es besteht durchaus die Möglichkeit, mit einem einzigen Steckerpaar auszukommen, wobei dann die Durchgangsöffnungen zur Hälfte zum Zuführen und zur anderen Hälfte zum Abführen des Schutzgases dienen. In der Regel hingegen wird man mit zwei Steckerpaaren arbeiten, die in beliebiger Orientierung zueinander angeordnet und vorzugsweise von einer gemeinsamen Betätigungsstation aus bedient werden können. Dabei wird nach dem Einstecken des jeweiligen Patrix-Steckers in den Matrix-Stecker das zugehörige Betätigungselement in Betrieb gesetzt, um an den Rohrstutzen anzugreifen und diese abdichtend in die zugehörigen Durchgangsöffnungen einzuschieben. Letztere sind vorzugsweise mit einem sich konisch verjüngen- den Eintrittsbereich versehen, gegen den der zugehörige Rohrstutzen vom Betätigungselement verspannt wird.
In wesentlicher Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Betätigungselement einen Kopf mit einem 5 sich stetig verjüngenden Umfang aufweist, der in einer Ausnehmung des Patrix-Steckers, die einen komplimentären, sich stetig verjüngenden Umfang aufweist, axial verschiebbar ist, wobei der Kopf eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen zur Aufnahme der Rohrstutzen aufweist und mit Seitenöffnungen
1.0 versehen ist, die von den Durchgangsöffnungen zur zugehörigen Umfangsflache führen und je ein verschiebbares, aus der Umfangsfläche vorstehendes Spannelement, vorzugsweise in Form einer Kugel, enthalten.
Beim Andocken wird der Patrix-Stecker in die Ein-
15 stecköffnung des Matrix-Steckers eingesteckt. Sodann wird das Betätigungselement verschoben, und zwar in derjenigen Richtung, in der sich sein Umfang und der der Ausnehmung verjüngen. Die Spannelemente treten dabei mit dem Umfang der Ausnehmung in Berührung und werden nach innen in Richtung
20 auf die Durchgangsöffnung'en des Betätigungselementes verschoben, durch die die Rohrstutzen hindurchgehen. Sie greifen, an den Rohrstutzen an und nehmen diese in deren abdichtende Position mit, wobei sie sich in die Rohrstutzen hineindrücken. Etwaige Positionsunterschiede der Rohrstutzen
25 werden automatisch ausgeglichen. Das Betätigungselement wird während des Glühens in seiner Spannposition festgehalten und anschließend zum Lösen der Verbindung in Gegenrichtung verschoben.
Der Kopf des Betätigungselements kann -eine Betätigungs-
30 stange aufweisen, die zentral durch den Patrix-Stecker hindurchgeführt ist und um die herum die Durchgangsöffnungen des Kopfes vorzugsweise kreisförmig angeordnet' sind. Die Betätigungsstange ist abgedichtet durch die Ofe wand hindurchgeführt und läßt sich über eine außerhalb des Ofens angeord-
35 nete Kolbenarbeitsmaschine bedienen.
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Winkelposition des Betätigungselements relativ zum Patrix- Stecker automatisch fixiert ist. Fertigungstechnisch einfacher hingegen ist eine unter diesem Gesichtspunkt auch bevorzugte Konstruktion, bei der der Kopf des Betätigungsele- ents und die Ausnehmung des Patrix-Steckers kegelstumpfför- mige Umfangsflachen aufweisen und drehfest miteinander verbunden sind.
Ferner wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Einstecköffnung des Matrix-Steckers einen sich in Richtung auf den Patrix-Stecker stetig erweiternden Umfang aufweist und daß der Patrix-Stecker mit einem Einstekkende versehen ist, das einen komplementären, sich stetig erweiternden Umfang aufweist. Auch hier gilt, daß eine polygonale, pyramidenförmige Konfiguration denkbar ist, die eine automatische Lagezuordnung sicherstellt, daß aber aus fertigungstechnischen Gründen kegelstumpfförmige Konfigurationen mit Einrichtungen zum Fixieren der gegenseitigen Einstecklage vorzuziehen sind.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Steckervorrichtung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:
Figur 1 einen Axialschnitt durch die Steckverbindung. Figur 1 zeigt einen Matrix-Stecker 1 zur Befestigung am untersten Glühgestell eines Coil-Stapels und einen Patrix- Stecker 2, der an der Andock-Station in eine Einstecköffnung 3 des Matrix-Steckers eingeführt worden ist. Die Einstecköffnung 3 weist eine konische 'Umfangsflache 4 auf, während der Patrix-Stecker 2 an seinem Einsteckende mit einer komplementären konischen Umfangsflache 5 versehen ist. Ferner sind nicht dargestellte Mittel vorgesehen, die das Einführen des Patrix-Steckers 2 in die Einstecköffnung 3 des Matrix-Steckers 1 nur in einer oder mehreren, definiert vorgegebenen Winkelpositionen gestattet. Der Matrix-Stecker 1 weist eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 6 auf, die an die einzelnen Coils anschließbar sind und in denen Rohrstutzen 7 verschieblich angeordnet sind. Die Rohrstutzen 7 erstrecken sich durch einen Kopf 8 eines Betätigungselements 9 hindurch und sind von diesem abdichtend in Durchgangsöffnungen 10 des Patrix-Steckers 2 hineinverspannt. Die Eintrittsbereiche der Durchgangsöffnungen 10 sind hierzu, wie dargestellt, konisch erweitert. Die Durchgangsöffnungen 10 sind an separate Schutzgasleitungen anschließbar.
Das Betätigungselement 9 weist eine Betätigungsstange 11 auf, die vorzugsweise einteilig mit dem Kopf 8 verbunden und zentral durch den Patrix-Stecker 2 hindurchgeführt ist. Dessen Durchgangsöffnungen 10 liegen kreisförmig verteilt um die Betätigungsstange 11 des Betätigungselements 9.
Der Kopf 8 des Betätigungselements 9 weist ebenfalls Durchgangsöffnungen 12 auf, durch die die Rohrstutzen 7 hindurchgehen. Um beim Herstellen der Steckverbindung das Eintreten der Rohrstutzen 7 in die Durchgangsöffnungen 12 des Kopfes 8 zu erleichtern, sind die Durchgangsöffnungen 12, wie dargestellt, an ihren Eintrittsenden konisch erweitert.
Der Kopf 8 des Betätigungselements 9 weist eine konische Umfangsfläche 13 auf und arbeitet in einer Ausnehmung 14 des Patrix-Steckers 2, wobei die Ausnehmung 14 mit einer komple- mentären konischen Umfangsfläche 15 versehen ist. Seitenöffnungen 16 des Kopfes 8 führen von der Umfangsfläche 13 zu den Durchgangsöffnungen 12 und dienen zur Aufnahme von Kugeln 17, die die Funktion von Spannelementen haben.
Wenn der Patrix-Stecker 2 in die Einstecköffnung 3 des Matrix-Steckers 1 eingesteckt wird, treten die im Matrix- Stecker 1 angeordneten Rohrstutzen 7 in die Durchgangsöffnungen 12 des Betätigungselements 9 ein. Der Kopf 8 des Betätigungselements 9 befindet sich dabei in der Nähe des Bodens der Einstecköffnung 3 des Matrix-Steckers 1. Sodann wird das Betätigungselement 9 verschoben, und zwar nach un- ten in Figur 1. Die Kugeln 17 kommen dabei an der Umfangsfläche 15 der Ausnehmung 14 zur Anlage, drücken sich fortschreitend in die Rohrstutzen 7 ein und nehmen diese mit, bis sie an den konischen Eintrittsbereichen der Durchgangs- Öffnungen 10 des Patrix-Steckers 2 abdichtend zur Anlage kommen. Letzterer wird dabei festgehalten. Nicht dargestellte Mittel sorgen dafür, daß das Betätigungselement 9 eine fixierte Position relativ zum Patrix-Stecker 2 beibehält. Die Durchgangsöffnungen 6 des Matrix-Steckers 1 und die zugehörigen Durchgangsöffnungen 10 des Patrix-Steckers 2 können an Schutzgas-Zuführungsleitungen oder an Schutzgas- Abführungsleitungen angeschlossen sein. Es bedarf dann zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zweier solcher Steckerverbindungen. Alternativ besteht die Möglichkeit, die Hälfte der Durchgangsöffnungen an Schutzgaszuführungsleitungen und die andere Hälfte an Schutzgas-Abführungsleitungen anzuschließen. Dabei genügt eine einzige Steckerverbindung. Im Rahmen der Erfindung sind durchaus Abwandlungsmög- lichkeiten gegeben. Vor allen Dingen kann die Orientierung der konischen Flächen 13 und 15 des Kopfes 8 des Betätigungselements 9 bzw. der zugehörigen Ausnehmung 14 umgekehrt werden. Die Rohrstutzen 7 bilden sodann einen Bestandteil des Patrix-Steckers 2 und werden in entsprechende Dichtungs- bereiche der Durchgangsöffnungen 6 des Matrix-Steckers 1 eingeschoben.

Claims

Patent ansprüche
1. Verfahren zum Glühen von Rohren, die zu Coils gewik- kelt sind, wobei eine Mehrzahl von Coils gemeinsam geglüht und dabei mit Schutzgas gespült wird, dadurch ge kennzeichnet , daß jedes Coil an eine gesondert steuerbare Schutzgaszu- führung und eine gesonderte Schutzgasabführung angeschlossen wird.
2. Vorrichtung zum Anschließen einer Mehrzahl von aus Rohren gewickelten Coils an eine Einrichtung zum Zu- und/oder Abführen von Schutzgas, mit
- einem den Coils zugeordneten Matrix-Stecker (1) mit einer Einstecköffnung (3) und einer Mehrzahl von Durchgangs- Öffnungen (6), die jeweils an ein zugehöriges Coil anschließbar sind,
- einem der Einrichtung zum Zu- und/oder Abführen von Schutzgas zugeordneten Patrix-Stecker (2), der in die Ein- stecköffnung (3) des Matrix-Steckers (19 paßt und eine Mehrzahl von 'Durchgangsöffnungen (10) aufweist, die jeweils an eine zugehörige separate Schutzgasleitung anschließbar sind,
- einer Mehrzahl von Rohrstutzen (7), die jeweils in einer zugehörigen Durchgangsöffnung des einen Steckers axial verschiebbar und abdichtend in eine zugehörige Durchgangsöffnung des anderen Steckers einschiebbar sind, und
- einem dem Patrix-Stecker (2) Zugeordneten Betätigungselement (9) zum Verschieben der Rohrstutzen (7) bei in den Matrix-Stecker (1) eingestecktem Patrix-Stecker.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die DurchgangsÖffnungen (10), in die die Rohrstutzen (7) abdichtend einschiebbar sind, einen sich konisch verjüngenden Eintrittsbereich aufweisen, gegen den der zugehörige Rohrstutzen (7) verspannbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (9) einen Kopf (8) mit einem sich stetig verjüngenden Umfang aufweist, der in einer Ausnehmung (14) des Patrix-Steckers (2) , die einen komplementären, sich stetig verjüngenden Umfang aufweist, axial verschiebbar ist, wobei der Kopf (8) eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen (12) zur Aufnahme der Rohrstutzen (7) aufweist und mit Seitenöffnungen (16) versehen ist, die von den Durchgangsöffnungen (12) zur zugehörigen Umfangsfläche führen und je ein verschiebbares, aus der Umfangsfläche vorstehendes Spannelement, vorzugsweise in Form einer Kugel (17) , enthalten.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (8) des Betätigungselements (10) eine Betätigungsstange (11) aufweist, die zentral durch den Patrix- Stecker (2) hindurchgeführt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Umfang des Kopfes (8) und der der Ausnehmung (14) in Richtung fort vom Matrix-Stecker (1) stetig verjüngen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnungen (12) des Kopfes (8) sich an ihren Eintrittsenden in Richtung auf den Matrix-Stecker (1) konisch erweitern.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (8) des Betätigungselements (9) und die Ausnehmung (14) des Patrix-Steckers (2) kegelstumpfförmige Umfangsflachen (13 bzw. 15) aufweisen und drehfest miteinander verbunden sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstecköffnung (3) des Matrix-Stekkers (1) einen sich in Richtung auf den Patrix-Stecker (2) stetig erweiternden Umfang aufweist und daß der Patrix-Stek- ker (2) mit einem Einsteckende versehen ist, das einen komplementären, sich stetig erweiternden Umfang aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstecköffnung (3) des Matrix-Steckers (1) und das Einsteckende des Patrix-Steckers kegelstumpfförmige Umfangs- flachen (4 bzw. 5) aufweisen und mit Einrichtungen zum Fixieren der gegenseitigen Einsteckorientierung versehen sind.
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