DE3223468A1

DE3223468A1 - Stromleiterhaltevorrichtung und isolierteil

Info

Publication number: DE3223468A1
Application number: DE19823223468
Authority: DE
Inventors: Nobuo Fuchu Tokyo Masaki
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1981-06-24
Filing date: 1982-06-23
Publication date: 1983-01-20
Also published as: US4517405A; DE3223468C2; JPS57211910A; GB2107528B; GB2107528A

Description

3223458

-4-Stromleiterhaltevorrichtung und Isolierteil

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Stromleiterhaltevorrichtung, insbesondere auf eine Strom!eiterhaltevorrichtung zum Halten einer Vielzahl von Stromleitern, und auf ein Isolierteil zum Anbringen quer über der Vielzahl von Stromleitern.

Als Bestandteil des Standes der Technik werden zunächst "eine Stromleiterhaltevorrichtung und ein Isolierteil, das in einem metal 1 gekapselten Schaltgerät verwendet wird, als Beispiele beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine typische Konstruktion eines metallgekapselten Drei phasen-Drei'lei ter-Schal tgerätes. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Verkleidung, deren Innenraum abhängig von dem Typ der Verkleidung durch Platten in eine Vorrichtungskammer 2, eine Stromzuführungskammer und eine Verbraucherkammer 4 unterteilt ist. An der Vorderseite sowohl der Vorrichtungskammer 2 als auch der Stromzuführungskammer 3 sind Türen 5 vorgesehen. Das Bezugszeichen 6 beaeichnet eine Stromleiterhaltevorrichtung, die drei Stromleiter 21 aufweist, welche durch Isolatoren 16, beispielsweise Epoxydkunstharz-Isolatoren, gehalten werden.

.25 Die Bezugszeichen 6A bezeichnen drei Leitungszweige. Drei weitere Leitungszweige sind durch das Bezugszeichen 7 bezeichnet (es ist nur einer dieser Leitungszweige gezeigt). . Drei Stromübertrager 8 (nur einer davon ist gezeigt) sind jeweils in die drei Leitungszweige 7 eingefügt. Ein Stromkreisunterbrecher 11 mit drei Stromkreisunterbrecherabschnitten (nicht gezeigt) ist in der Vorrichtungskammer eingeschlossen. In der unterteilenden Platte 30 sind drei obere Unterbrechervorrichtungen 12 (nur eine davon ist gezeigt) zwischen der Vorrichtungskammer 2 und der Stromzuführungskammer 3 vorgesehen.

Außerdem sind in der unterteilenden Platte 30 drei untere Unterbrechervorrichtungen 13 (nur eine davon ist gezeigt)

zwischen der Vorrichtungskammer 2 und der Verbraucher.kamm.er ," 4 vorgesehen. Ein Ende jedes der Leitungszweige 6A ist mit ·' einem individuellen der Stromleiter 21 verbunden. Das je- . Γ weils andere Ende jedes der Leitungszweige 6A ist über eine'' individuelle der oberen Unterbrechervorrichtungen 12 mit ' _/β einem individuellen ersten Anschluß des Stromkreisunterbrechers 11 verbunden. Ein Ende jedes der Leitungszweige 7 ist über eine individuelle der unteren Unterbrechervorrichtungen 13 mit einem individuellen zweiten Anschluß des Stromkreisunterbrechers 11 verbunden. Das andere Ende jedes der Leitungszweige 7 ist über einen individuellen Kabelab-. '' Schluß 9 (nur einer davon ist gezeigt) mit einem individuellen Verbraucherkabel 10 (nur eines davon ist gezeigt) Λ -.» verbunden. - *

-

Vom Standpunkt der Wirtschaftlichkeit aus gesehen ist es₅ vorteilhaft, die Abmessungen des metall gekapselten Schaltgerätes zu reduzieren. Zu diesem Zwecke ist die Verri-nge-. rung der Zwischenräume zwischen den Stromleitern, die Be- - standteile der Hauptstromkreise des Schaltgerätes sind,

am wirksamsten. "■

Fig. 2(a), Fig. 2(b) und Fig. 2(c) zeigen die Stromleiter- * haltevorrichtung 6 des metallgekapselten Schaltgerätes, das in Fig. 1 gezeigt ist, im einzelnen. Fig. 2(a) ist eine Draufsicht der Stromleiterhaltevorrichtung 6, Fig. 2(-b) zeigt eine Vorderansicht der Stromleiterhaltevorrichtung 6 ^ und Fig. 2(c) zeigt eine Seitenansicht der Stromleiterhäl- Γ tevorrichtung 6. Im Falle einer Dreiphasen-Starkstromlei tung sind beispielsweise drei Stromleiter 21 parallel zu einander derart angeordnet, daß die längere Seite im Quer- ■ ~ schnitt jedes der rechteckförmigen Stromleiter senkrecht angeordnet ist, um den Phasenleiterabstand A zu vergrößern. Zum Verstärken oder Versteifen der Stromleiter 21 tst eine Isolierplatte 20, die Haltenuten hat, vorgesehen. Ein Zwi <-schenbereich jedes der Stromleiter 21 zwischen den Isolato- ," ren 16 wird in einer Nut der Isolierplatte 20 gehalten, so· daß dadurch jede mögliche plastische Verformung eines Strom-'

leiter's gl , die durch eine elektromagnetische Kraft verursacht werden könnte, vermieden wird. Der mittlere Abschnitt * jedes der Stromleiter 21 kann stramm oder lose mit kleinen

"Spalten in der betreffenden Nut der Isolierungsplatte 20 abhängig davon, wie die Stromleiterhaltevorrichtung zusammenzubauen ist, gehalten werden.

In diesem Falle, in dem angenommen wird, daß der Abstand von dem Stromleiter 21 zur Erde längs der Oberfläche eines Isolators 16 L ist, kann die Kriechstrecke M zwischen zwei beanchbarten Stromleitern 21 längs der Oberfläche der Isolierplatte 20 wegen der Differenz zwischen der Phasenspannung und der Zwischenphasenspannung wie folgt ausgedrückt

^v ,,werden:

M = /3 . L.

Die Kriechstrecke M ist erforderlich, um einen Netzausfall durch Überschlag ungeachtet der Ablagerung von Staub oder der Ansammlung von Feuchtigkeit auf der Isolierplatte 20 zu verhindern, und die Einhaltung der Beziehung von "Nl = /3 . L" ist vom Standpunkt der Isolationsanordnung wesentlich. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies in bezug auf den Stand der Technik, daß der Phasenleiterabstand A zwischen den Stromleitern 21, die von der Isolierplatte 20 gehalten werden, nicht auf ein geringeres Maß als eine Höhe B der Isolatoren 16 verringert werden kann. Selbstverständlich ist die Höhe B der Isolatoren 16 so ausgewählt, daß der zuvor erwähnte, eine Kriechstrecke darstellende Abstand L wirkungsvoll vorgesehen sein kann.

Da„die Kriechstrecke M beim Stand der Technik größer als das /3-fache des eine Kriechstrecke darstellendes Abstandes L 'gehalten werden muß, ist eine Beschränkung in der Verringerung des Phasenleiterabstandes A gegeben. Als Ergebnis können beim Stand der Technik die Abmessungen des Schaltgerätes nicht ohne Rücksicht auf ,diese Beschränkung wirtschaftlich dimensioniert werden.

Gemäß einer Aufgabe für die vorliegende Erfindung sind eine Stromleiterhaltevorrichtung und ein Isolierteil zu schaffen, durch die der Abstand zwischen den Stromleitern verringert werden kann. Desweiteren liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Stromleiterhaltevorrichtung und ein verbessertes Isolierte!1'zu -schaffen, welche weiterhin zumindest im wesentlichen eine plastische Verformung der Stromleiter aufgrund von elektromagnetischen Kräften verhindern. Außerdem liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Stromleiterhal tevorrichtung und ein Isolierteil zu schaffen, durch welche die Abmessungen eines metal 1gekapselten Schaltgerätes oder dergl . verringert werden können.

Zur Lösung dieser Aufgaben ist gemäß der vorliegenden Erfindung für eine Ausführungsform eine Strom! eiterhal'tevorrichtung vorgesehen, die eine Vielzahl von Isolatoren, eine Vielzahl von Stromleitern, die sich parallel zueinander erstrecken, wobei jeder der Stromleiter an zwei Stellen, ^r die räumlich voneinander getrennt sind, im Verlaufe ihrer Längsausdehnung durch ein Paar der Isolatoren gehalten werden, enthält. Ein Isolierteil ist im Verlaufe der Längsausdehnung zwischen den gehaltenen Positionen jedes der Stromleiter vorgesehen. Das Isolierteil weist eine Vielzahl von Zwischenraumbereichen längs einer seiner Seiten auf. Die Stromleiter sind in individuellen dieser Zwischenraumbereiche positioniert. Erfindungsgemäß ist diese Stromleiterhältevorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Breite jedes der Zwischenraumbereiche derart dimensioniert ist, daß.senk recht verlaufende Spalte zwischen den Seiten der Stromlei ter und den Seiten der Zwischenraumbereiche vorhanden sind, während zumindest im wesentlichen eine plastische Verformung der Stromleiter durch Biegung unter der Einwirkung einer elektromagnetischen Kraft zwischen den Stromleitern vermieden wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist für eine andere Ausführungsform ein Isolierteil zur Anbringung quer über einer

Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden, Abstände voneinander aufweisenden Stromleitern einer vorbestimmten Breite vorgesehen. Das Isolierteil besteht aus einer im wesentlichen ebene Isolierplatte, die eine Vielzahl von Zwischenraumbereichen längs einer ihrer Seiten zur Aufnahme der Stromleiter darin hat. Dieses erfindungsgemäße Isolierteil ist dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenraumbereiche derart dimensioniert sind, daß sie eine Breite haben, die senkrecht verlaufende Spalte zwichen den Seiten der Stromleiter und den Seiten der Zwischenraumbereiche beläßt, während zumindest im wesentlichen eine plastische Verformung der Stromleiter durch Biegung der Stromleiter unter Einwirkung einer elektromagnetischen Kraft zwischen den Stromleitern vermieden wird.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf Fig. 3(a), Fig. 3(b), Fig. 3{c), Fig. 4. Fig. 5, Fig. 6 u. Fig. 7 beschrieben.

²^ Fig. 3(a) zeigt eine Draufsicht einer Stromleiterhaltevorrichtung als ein erstes Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung.

Fig. 3(b) zeigt eine Vorderansicht der Strom!eiterhaltevorrichtung gemäß Fig. 3(a).

Fig. 3(c) zeigt eine Seitenansicht der Stromleiterhaltevorrichtung gemäß Fig. 3(a).

Fig. 4, Fig. 5 u. Fig. 6 zeigen Seitenansichten alternativer Ausführungsformen von Isolierteilen.

Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht einer Stromleiterhaltevorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung.

Ein erstes Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung wird nun im einzelnen anhand der Figuren 3(a), 3(b)

und 3(c) beschrieben, wobei dieses Ausführungsbeispiel eine Verbesserung der Vorrichtung gemäß den Figuren 2(a), 2(b) und 2(c) darstellt. Jn einer Stromleiterhaltevorrichtung 60, die in den Figuren 3(a), 3(b) und 3(c) gezeigt ist, ist ein Isolierteil 24 anstelle der Isolierplatte 20 gemäß Fig. 2 vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel verlaufen die Stromleiter 21 wie in der Stromleiterhaltevorrichtung 6 nach dem Stand der Technik parallel zueinander und mit der längeren Seite jedes von deren Querschnitten senkrecht an geordnet. Die Stromleiter 21 werden durch Epoxydkunstharz- Isolatoren 16 gehalten. Desweiteren wird in diesem Ausführungsbeispiel ein mittlerer Abschnitt im Verlaufe der Längsausdehnung jedes der Stromleiter 21 iri einem jeweils dafür vorgesehenen Zwischenraumbereich mittels Nutbereichen 26, die in dem Isolierteil 24 einer ebenen Konfiguration ausgebildet sind, gehalten. Innerhalb jedes der Nutbereiche 26, die in dem Isolierteil 24 ausgebildet sind, wird jeweils ein Spalt D zwischen den äußeren Flächen des betreffenden Stromleiters 21 und den korrespondierenden inneren Berei chen des Isolierteils 24 um den Stromleiter 21 herum auf rechterhalten.

Der Spalt D ist wie folgt ausgewählt:

Gewöhnlich wird ein Stromleiter dann, wenn eine äußere Kraft quer zu dem Stromleiter in einem mittleren Bereich davon zwischen den beiden befestigten Enden ausgeübt wird, in Querrichtung verbogen. Wenn der Betrag der Biegung kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, (bestimmt durch die

Länge des Stromleiters gemessen zwischen den befestigten

Enden und den Querschnitt des Stromleiters) kehrt der Stromleiter zu seiner originalen geradlinigen Konfiguration aufgrund der Zurücknahme der.äußeren Kraft durch seine Elastizität zurück. Wenn indessen der Betrag der Biegung den vor-

^⁵ bestimmten Wert überschreitet, tritt eine plastische Verformung ein, und der Stromleiter kehrt nicht in seine originale Konfiguration zurück, und zwar selbst dann nicht, wenn die äußere Kraft zurückgenommen wird. Der maximale

Ι Spalt D ist derart ausgewählt, daß dadurch einerseits der Betragder Biegung jedes der Stromleiter aufgrund der elektromagnetischen Kraft zwischen den Phasen dadurch in einem Bereich reguliert werden kann, der zumindest im wesentlichen keine plastische Verformung erzeugt. Andererseits ist der minimale Spalt D derart ausgewählt, daß zumindest kein Kriechstrom zwischen dem Stromleiter 21 und dem Isolierteil 24 fließt, nämlich zumindest im wesentlichen keine partielle Entladung zwischen diesen Elementen auftritt, wie dies für den Fachmann ersichtlich ist.

Da die Stromleiterhaltevorrichtung 60, die in den Figuren 3(a), 3(b) und 3(c) gezeigt ist, wie oben beschrieben konstruiert ist, wird im normalen Betrieb das Isolierteil 24 nicht in Berührung mit dem Stromleiter 21 gebracht, und es fließt im wesentlichen kein Kriechstrom längs der Oberfläche des Isolierteils 24. Deshalb kann dadurch jede Möglichkeit des Verursachens von Überschlagen aufgrund der Ablagerung von Staub oder der Ansammlung von Feuchtigkeit zumindest im wesentlichen vermieden werden. Desweiteren kann, da der Betrag der Biegung quer zur Längsrichtung jedes der Stromleiter 21 durch die elektromagnetische Kraft zwischen den Phasen innerhalbdes Spaltes D durch das Isolierteil 24 beschränkt werden kann, zumindest im wesentlichen keine plastische Verformung der Stromleiter 21 auftreten. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß die Biegung jedes der Stromleiter 21 innerhalb seines elastischen Bereiches begrenzt ist und der Stromleiter 21 zumindest im wesentlichen in seinen ursprünglichen Zustand zurückgebracht wird, bei dem der Spalt D aufgrund der Zurücknahme der elektromagnetischen Kraft zwischen den Phasen gegeben ist.

In der Stromleiterhaltevorrichtung, wie sie zuvor beschrieben worden ist, kann der Phasenleiterabstand A zwischen benachbarten Stromleitern 21 zu einem Wert gewählt werden, der nicht durch die Kriechstrecke längs des Isolierteils 24, sondern durch die Isolierungseigenschaften der Luft zwischen den Stromleitern 21 bestimmt ist. Gewöhnlich wurde

-πι der Kriechabstand (oder die Kriechstrecke) längs der Oberfläche des Isolierungsteils 24 zu einem Wert gewählt, der größer als der Abstand ist, welcher lediglich durch die Isolierungseigenschaften der Luft unter Beachtung von Schmutz oder Staub oder der Ansammlung von Feuchtigkeit bestimmt ist. In der Stromleiterhaltevorrichtung gemäß dem beschriebenen AusfUhrungsbeispiel für die vorliegende Erfindung steht das Isolierteil 24 jedoch nicht in direkter Berührung mit den Stromleitern 21. Daher kann der Abstand zwischen benachbarten Stromleitern lediglich unter Beachtung der Zwischenphasenisolierungs-Eigenschaften der Luft ausgewählt werden. Als Ergebnis kann der Phasenleiterabstand A zwischen den Phasen in der Stromleiterhaltevorrichtung 60, die in Fig. 3(a), Fig. 3(b) u. Fig. 3(c) gezeigt ist, auf angenähert 2/3 des korrespondierenden Wertes der Vorrichtung gemäß den Figuren 2(a), 2(b) u. 2(c) reduziert werden. Desweiteren kann die plastische Verformung der Stromleiter, die durch die elektromagnetische Kraft verursacht würde, zumindest im wesentlichen vermieden werden, und es kann bei Anwendung der Erfindung auf ein metallgekapseltes Schaltgerät die Größe des Schaltegerätes wesentlich reduziert werden.

Es sei angemerkt, daß die Form des Isolierteils nicht auf diejenige des Isolierteils 24, das in den Figuren 3(a), 3(b) u. 3(c) gezeigt ist, beschränkt ist.

Fig. 4 zeigt ein Isolierteil 24A gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung. In Fig. 4 sind abgerundete Kantenbereiche 27A um Nutbereiche 26A herum in dem Isolierteil 24A, die zur Aufnahme der Stromleiter 21 vorgesehen, um die elektrische Bemessung des Spaltes D zu modifizieren .

Fig. 5 zeigt ein Isolierteil 24B eines weiteren Ausführungsbeispiels für die vorliegende Erfindung. In Fig. 5 enthält das Isolierteil 24B drei längliche Durchgangslochbereiche 26B als die Zwischenraumbereiche.

Wenn dies erforderlich ist, können Kantenbereiche 27C eines Isolierteils 24C durch Metall elemente oder dergl . verstärkt werden, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist.

Fig. 7 zeigt einen Teil einer Stromleiterhaltevorrichtung 6OA gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung. Wie in Fig. 7 gezeigt, werden Stromleiter mit abgerundeten- Kanten 21A anstelle der Stromleiter 21, deren Querschnitt jeweils rechteckig ist, in der Stromleiterhaltevorrichtung 6OA benutzt. Ein Phasen!eiterabstand Al zwischen den Stromleitern mit abgerundeten Kanten 21A in der Stromleiterhaltevorrichtung 6OA kann auf angenähert die Hälfte des Phasenleiterabstandes A in der Stromleiterhaltevorrichtung 6, die in den Figuren 2(a), 2(b) u. 2(c) gezeigt ist, reduziert werden.

Gemäß den Ausführungsbeispielen für die vorliegende Erfindung kann der Abstand zwischen benachbarten Stromleitern wesentlich reduziert werden, und eine Möglichkeit der Verursachung einer plastischen Verformung der Stromleiter aufgrund einer elektromagnetischen Kraft kann zumindest im wesentlichen ausgeschlossen werden. Daher können die Abmessungen eines metallgekapselten Schaltegerätes, in dem eine derartige Stromleiterhaltevorrichtung verwendet wird, wesentlich reduziert werden.

:anwalt

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-Al-

Leerseite

Claims

TOKYO SHIBAURA DENKI KABUSHIKI KAISHA 72, Horikawa-cho, Saiwai-ku,

Kawasaki-shi , Kanagawa-ken , 210, Japan

Ansprüche: ■ , .

fK/Stromleiterhaltevorrichtung mit einer Vielzahl von Isolatoren, einer Vielzahl von Stromleitern, die sich parallel zueinander erstrecken, wobei jeder der Stromleiter an zwei Stellen, die einen räumlichen Abstand entlang der Längsausdehnung der Stromleiter voneinander haben, durch ein Paar _s» von Isolatoren gehalten wird, und mit einem IsolierteiT, das zwischen den gehaltenen Stellen jedes der Stromleiter entlang der Längsausdehnung der Stromleiter angeordnet ist, wobei das Isolierteil eine Vielzahl von Zwischenraumbereichen längs einer seiner Seiten hat und wobei die Stromlei- ■ ter in individuellen der Zwischenraumbereiche angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die "Breite jedes der Zwischenraumbereiche, derart dimensioniert ist, daß senkrecht verlaufende Spalte zwischen den Seiten der Stromleiter (21) und den Seiten der Zwischenraumbereiche, vorhanden sind, während zumindest im wesentlichen eine pla-. stische Verformung der Stromleiter (21) durch Biegung unter der Einwirkung einer elektromagnetischen Kraft zwischen den Stromleitern (21) vermieden wird.

■ . *
2. Stromleiterhaltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn z. ei chnet , daß in der Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden Stromleitern (21) drei Strom-' leiter in Übereinstimmung mit solchen eines elektrischen' Dreiphasen-Kraftstromnetzes enthalten sind.
3. Stromleiterhaltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da-

. 1 .durch gekennzeichnet, daß das Isolierteil 124B) eine Vielzahl von Durchgangslochbereichen (26B) als die Viezahl von Zwischenraumbereichen enthält.

. 5
4. Strom!eiterhaltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierteil (24 oder 24A) eine Vielzahl von Nutbereichen (26 oder 26A) _Λ als die Vielzahl von Zwischenraumbereichen hat.

1.0. 5 .^! Stroml ei terhal tevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzei chnet , daß die Stromleiter als Stromleiter mit abgerundeten Kanten (21A) ausgebildet sind.

'6. Isolierteil zur Anbringung quer über einer Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden, Abstände voneinander aufweisenden Stromleitern einer vorbestimmten Breite , wobei ^ das· Isolierteil aus einer im wesentlichen ebenen Isolierplatte besteht, die eine Vielzahl von Zwischenraumbereichen hat, welche längs einer ihrer Seiten zum Aufnehmen der Stromleiter darin vorgesehen sind, dadurch g e k e η η . ζ e i chnet , daß die Zwischenraumbereiche derart dimensioniert sind, daß sie eine Breite haben, die senkrecht verlaufende Spalte zwischen den Seiten der Stromleiter (21) und den Seiten der Zwischenraumbereiche beläßt, während zumindest im wesentlichen eine plastische Verformung der Stromleiter (21) durch Biegung der Stromleiter (21) unter Einwirkung einer elektromagnetischen Kraft zwischen den Stromleitern (21) vermieden wird.
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7. Isolierteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierteil (24B) eine Vielzahl von Durchgangslochbereichen (26B) als die Vielzahl von Zwischenraumbereichen hat.

8. Isolierteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierteil (24 oder 24A) eine Vielzahl von Nutbereichen (26 oder 26A) als die Vielzahl

von Zwischenraumbereichen hat.

9. Isolierteil nach Anspruch 8, dadurch g e. k e η η -.► .. ^- zeichnet, daß abgerundete Kantenbereiche (27A) be reits der Nutbereiche (26A) des Isolierteils (24A) vorgese hen sind . ' ■' '.

10. Isolierteil nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η - ·- ' zeichnet, daß Verstärkungselemente aus metallischen ^Λ

Material als Kantenbereiche (27C) des Isolierteils (24C),

vorgesehensind. '