CH625638A5 - - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE 8. Gasdichte Durchführung nach Anspruch 1 oder 2,

1. Gasdichte Durchführung einer eine Wand eines Gasbe- dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Gleitdichtung (8) hältnisses in Achsrichtung beweglich durchsetzenden und und der zweiten Anschlagdichtung ( 13) im Dichtungsflansch (3) hierbei in wenigstens einer Gleitführung gelagerten Betäti- ein zweites Abstreifelement (19a) angeordnet ist.

gungsstange, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens in 5

zwei Teile, ein Dichtungsgehäuse (2) bzw. eine Wand (2) des

Gasbehältnisses sowie einen Dichtungsflansch (3), quer zur

Achsrichtung (4) unterteilte Durchführung ( 1 ) im Unterteilungsbereich (5) wenigstens eine den Spalt (6) zwischen dem

Dichtungsgehäuse (2) bzw. der Wand (2) sowie dem Dichtungs-10 Die Erfindung betrifft eine gasdichte Durchführung einer flansch (3) einerseits und der Betätigungsstange (7) anderer- eine Wand eines Gasbehältnisses in Achsrichtung beweglich seits gasdicht verschliessende, überwiegend radial wirksame durchsetzenden und hierbei in wenigstens einer Gleitführung

Gleitdichtung (8) aufweist, wobei mindestens eine zwischen gelagerten Betätigungsstange.

dem Dichtungsgehäuse (2) bzw. der Wand (2) und dem Dich- Der Zweck der Erfindung liegt vor allem in einer erhebli-tungsflansch (3) überwiegend axial wirksame sowie im Unter- 15 chen Erhöhung der Sicherheit einer solchen gasdichten Durchteilungsbereich (5) die Gleitdichtung (8) umgebende Flansch- führung bei gleichzeitiger beträchtlicher Vereinfachung einer dichtung (9) zusätzlich angeordnet ist, und dass an jeder der im Bedarfsfall sich ergebenden Wartung der Durchführung, beiden Stirnseiten der Durchführung (1), einerseits in einer Nut Aus der DT-AS 2315 732 ist eine gasdichte Durchführung an dem Dichtungsgehäuse (2) bzw. der Wand (2) wenigstens eines relativ zur Wandung eines Gasbehälters beweglichen eine erste überwiegend axial wirksame Anschlagdichtung (12) 20 Stössels für mit Druckgas arbeitende elektrische Schaltgeräte und andererseits in einer Nut an dem Dichtungsflansch (3) min- bekannt. Diese Durchführung weist zwei den Stössel umfas-destens eine zweite überwiegend axial wirksame Anschlagdich- sende Ringkörper mit je einem Gleitlager bzw. Gleitführung tung (13) angeordnet ist, und dass durch Zusammenwirken der und mindestens je zwei gummielastische Dichtungsringe auf, ersten Anschlagdichtung ( 12) mit einem an der Betätigungs- wobei die Ringkörper derart in axialer Richtung versetzt Stange (7) angeordneten ersten Stangendichtungsfiansch (14) in 25 angeordnet sind, dass sie einen den Stössel umgebenden Hohl-deren einen Bewegungsendlage der Spalt (6) im Bereich (16) räum zur Aufnahme eines Fettpolsters bilden. Ausserdem sind seines einen Endes und durch Zusammenwirken der zweiten bei der letztgenannten Durchführung gegebenenfalls noch Anschlagdichtung (13) mit einem an der Betätigungsstange (7) zwei Flanschränder notwendig, die unter Zwischenlage je eines angeordneten zweiten Stangendichtungsfiansch (15) in deren Dichtungselementes gegen die Wandung des Gasbehälters anderen Bewegungsendlage der Spalt (6) im Bereich (17) seines 30 gepresst sind. Demnach sind bei dieser Durchführung minde-anderen Endes zusätzlich gasdicht abgeschlossen ist. stens vier gummielastische Dichtungsringe notwendig, die

2. Gasdichte Durchführung nach Anspruch 1, dadurch infolge ihrer Gleichartigkeit eine gleichartige Fehleranfällig-gekennzeichnet, dass im Dichtungsgehäuse (2) bzw. der Wand keit aufweisen und deshalb unvorhersehbar gleichzeitig versa-(2) für die Betätigungsstange (7) eine Gleitführung (18) gen können. Überdies ist die Verwendung eines Fettpolsters, angeordnet ist, und dass zwischen der Gleitführung ( 18) und 35 also die Fettschmierung der Durchführung bzw. der Gleitlager der ersten Anschlagdichtung ( 12) ein erstes Abstreifelement sowie der Dichtungsringe sehr problematisch, da diese Teile

( 19) insbesondere gegen den Staub aus dem Gasraum (22) vor- der Einwirkung des Gases, wie insbesondere Schwefelhexafluo-

gesehen ist. rid, ausgesetzt sind, durch dessen primäre sowie sekundäre Zer-

3. Gasdichte Durchführung nach Anspruch 1 oder 2, setzungsprodukte das Fett zerstört wird. Darüber hinaus kann dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsflansch (3) zusam- 40 von den beiden primär dem Verschleiss unterworfenen Dich-men mit einem Teil (11) des Dichtungsflansches (3) unter axia- tungsringen unter Beibehaltung des Druckes im Druckgasraum 1er Pressung der Gleitdichtung (8), der Flanschdichtung (9) nur der dem Fettpolster näher angeordnete Dichtungsring aus-sowie der zweiten Anschlagdichtung ( 13) mittels Schrauben gewechselt werden. Endlich tragen die zwischen den Flansch-(21) am Dichtungsgehäuse (2) bzw. der Wand (2) des Gasbehält- rändern und der Wandung vorgesehenen Dichtungselemente nisses lösbar befestigt ist. 45 nichts zur Abdichtung des Spaltes zwischen Wandung und

4. Gasdichte Durchführung nach Anspruch 1 oder 2, Stössel bei.

dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil ( 10) des Dichtungsge- Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, zwecks häuses (2) unter axialer Pressung der ersten Anschlagdichtung Erhöhung der Sicherheit gasdichter Durchführungen die Gas-

( 12) mittels Schrauben (20) am Dichtungsgehäuse (2) bzw. der dichtheit der Durchführung gemäss der Erfindung erheblich zu

Wand (2) des Gasbehältnisses lösbar befestigt ist. 50 erhöhen und gleichzeitig zumindest die beiden am stärksten

5. Gasdichte Durchführung nach Anspruch 1 oder 2, belasteten Dichtungen in einfachster Weise auswechselbar zu dadurch gekennzeichnet, dass an der der ersten Anschlagdich- machen.

tung ( 12) zugekehrten Seite des ersten Stangendichtungsflan- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass sches ( 14) sowie an der der zweiten Anschlagdichtung (13) die wenigstens in zwei Teile, ein Dichtungsgehäuse bzw. eine zugekehrten Seite des zweiten Stangendichtungsflansches (15) 55 Wand des Gasbehältnisses sowie einen Dichtungsflansch, quer je ein auf die jeweilige Anschlagdichtung (12) bzw. (13) in der zur Achsrichtung unterteilte Durchführung im Unterteilungsjeweiligen Bewegungsendlage der Betätigungsstange (7) in bereich wenigstens ein den Spalt zwischen dem Dichtungsge-Achsrichtung (4) pressendes erstes bzw. zweites Dichtungspro- häuse bzw. Wand sowie dem Dichtungsflansch einerseits und fil ( 14a) bzw. (15a) angeordnet ist. der Betätigungsstange andererseits gasdicht verschliessende,

6. Gasdichte Durchführung nach Anspruch 1 oder 2, 60 überwiegend radial wirksame Gleitdichtung aufweist, wobei dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitdichtung (8) als eine mindestens eine zwischen dem Dichtungsgehäuse bzw. der überwiegend in radialer Richtung wirksame, im wesentlichen Wand und dem Dichtungsflansch überwiegend axial wirksame V-förmige Doppellippendichtung ausgebildet ist. sowie im Unterteilungsbereich die Gleitdichtung umgebende

7. Gasdichte Durchführung nach Anspruch 6, dadurch Flanschdichtung zusätzlich angeordnet ist, und dass an jeder gekennzeichnet, dass zumindest die Doppellippe der Gleitdich- 65 der beiden Stirnseiten der Durchführung, einerseits in einer tung (8) im Dichtungsgehäuse (2) angeordnet und mit der Nut an dem Dichtungsgehäuse bzw. der Wand wenigstens eine Flanschdichtung (9) im Unterteilungsbereich (5) hintereinan- erste überwiegend axial wirksame Anschlagdichtung und dergeschaltet ist. andererseits in einer Nut an dem Dichtungsflansch mindestens

eine zweite überwiegend axial wirksame Anschlagdichtung angeordnet ist, und dass durch Zusammenwirken der ersten Anschlagdichtung mit einem an der Betätigungsstange angeordneten ersten Stangendichtungsfiansch in deren einen Bewegungsendlage der Spalt im Bereich seines einen Endes und durch Zusammenwirken der zweiten Anschlagdichtung mit einem an der Bestätigungsstange angeordneten zweiten Stangendichtungsfiansch in deren anderen Bewegungsendlage der Spalt im Bereich seines anderen Endes zusätzlich gasdicht abgeschlossen ist.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist im Dichtungsgehäuse bzw. der Wand für die Betätigungsstange eine Gleitführung angeordnet und zwischen der Gleitführung und der ersten Anschlagdichtung ein erstes Abstreifelement insbesondere gegen den Staub aus dem Gasraum vorgesehen.

Besonders vorteilhaft ist es, den Dichtungsflansch zusammen mit einem Teil des Dichtungsflansches unter axialer Pressung der Gleitdichtung, der Flanschdichtung sowie der zweiten Anschlagdichtung mittels Schrauben am Dichtungsgehäuse bzw. der Wand des Gasbehältnisses lösbar zu befestigen.

Weiter ist es vorteilhaft, einen Teil des Dichtungsgehäuses unter axialer Pressung der ersten Anschlagdichtung mittels Schrauben am Dichtungsgehäuse bzw. der Wand des Gasbehältnisses lösbar zu befestigen.

Gemäss einer weiteren Ausgestaltung empfiehlt es sich, an der der ersten Anschlagdichtung zugekehrten Seite des ersten Stangendichtungsflansches sowie an der der zweiten Anschlagdichtung zugekehrten Seite des zweiten Stangendichtungsflansches je ein auf die jeweilige Anschlagdichtung in der jeweiligen Bewegungsendlage der Betätigungsstange in Achsrichtung pressendes erstes bzw. zweites Dichtungsprofil anzuordnen.

Ferner ist es vorteilhaft, die Gleitdichtung als eine überwiegend in radialer Richtung wirksame, im wesentlichen V-förmige Doppellippendichtung auszubilden, wobei die Doppellippen im Dichtungsgehäuse angeordnet sind.

Von Vorteil ist es auch, wenn zwischen der Gleitdichtung und der zweiten Aufschlagdichtung im Dichtungsflansch ein zweites Abstreifelement angeordnet ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Durchführung auch unter extremen Temperaturverhältnissen über Jahre hinaus eine hohe Dichtigkeit gewährleistet, wobei ein eventuell auftretender Gasverlust des Gasbehältnisses wenige Gramm pro Jahr nicht übersteigt. Die gasdichte Durchführung gemäss der Erfindung zeichnet eine hohe Funktionssicherheit und somit Betriebssicherheit aus.

Dies wird durch die gemeinsame Anwendung von zwei voneinander völlig unabhängig wirkenden Dichtungsprinzipien erreicht, nämlich mittels wenigstens einer dauernd zumindest radial wirkenden Gleitdichtung, die durch mindestens je eine in den beiden Bewegungsendlagen bzw. Endstellungen der Betätigungsstange zumindest axial wirkende Anschlagdichtung unterstützt wird. Trotz der konstruktiv erreichten Erhöhung der Dichtheit und Zuverlässigkeit der gasdichten Durchführung gemäss der Erfindung, zeichnet sich diese weiter durch Einfachheit ihres Aufbaues mit der dadurch bedingten einfachen Wartungsmöglichkeit aus, die es insbesondere gestattet, zumindest alle hochbeanspruchten Dichtungen, wie die Gleitdichtung sowie die zweite Anschlagdichtung, wenn überhaupt notwendig, in einfachster Weise bei einem Arbeits- bzw. Zeitminimum auszutauschen, worauf nachstehend bei der Beschreibung des Ausführungsbeispieles noch näher eingegangen wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachstehend erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht einer gasdichten Durchführung in Anwendung bei einem elektrischen Schalter, wobei eine Betätigungsstange mit einem ersten und einem zweiten Stangendichtungsfiansch in der Aus-Stellung oder Offen-Stel-lung, die übrigen Durchführungsteile in einem axialen Schnitt

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dargestellt sind,

Figur 2 die gleiche Durchführung wie in Figur 1, wobei jedoch die Betätigungsstange in der Ein-Stellung oder Geschlossen-Stellung des Schalters dargestellt ist,

Figur 3 eine Zusammenstellungs-Zeichnung einer bevorzugten Ausführungsform in einem axialen Schnitt mit der Betätigungsstange in der Aus-Stellung,

Figur 4 die Zusammenstellungs-Zeichnung nach der Figur 3, jedoch mit der Betätigungsstange in der Ein-Stellung, und

Figur 5 ein Detail der Durchführung gemäss den Figuren 3 und 4 mit einem zusätzlichen weiteren Abstreifelement.

In der schematischen Figur 1 ist die gasdichte Durchführung in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnet. Das Dichtungsgehäuse 2, das in der Figur 1 durch die Wand 2 des Gasbehältnisses des Schalters repräsentiert wird, schliesst zugleich einen Gasraum 22 ein. Mit 3 ist ein Dichtungsflansch, mit 4 die Achse bzw. Achsrichtung der Betätigungsstange 7 benannt. Unter dem Unterteilungsbereich 5 der gasdichten Durchführung ist eine Zone im Bereich des Dichtungsgehäuses 2, wie dieses in den Figuren 3 und 4 zum Teil auch strichliert angedeutet ist bzw. der Wand 2 des Gasbehältnisses sowie des Dichtungsflansches 3 zu verstehen. Der Spalt zwischen dem Dichtungsgehäuse 2 bzw. der Wand 2 sowie dem Dichtungsflansch 3 einerseits und der Betätigungsstange 7 andererseits trägt die Position 6. Eine im Unterteilungsbereich 5 den Spalt 6 abdichtende überwiegend radial wirksame Gleitdichtung ist mit 8, eine die Gleitdichtung 8 im Unterteilungsbereich 5 gegen den das Dichtungsgehäuse 2 bzw. die Wand 2 aussen umgebenden Aussen-raum 23 absichernde überwiegend axial wirksame Flanschdichtung ist mit 9 bezeichnet. Eine erste dichtungsgehäuse- bzw. wandseitige, überwiegend axial wirksame Anschlagdichtung 12 ist in der dargestellten Aus-Stellung des Schalters durch einen ersten Stangendichtungsfiansch 14 in Achsrichtung 4 gegen das Dichtungsgehäuse 2 bzw. die Wand 2 gepresst, wodurch der Spalt 6 im Bereich 16 seines einen Endes zusätzlich gasdicht abgeschlossen wird. Die zweite Anschlagdichtung 13 ist in dieser Schalterstellung vom zweiten Stangendichtungsfiansch 15 freigegeben, so dass die letztgenannte Anschlagdichtung in der dargestellten Weise in axialer Richtung expandiert. In dieser Schalterstellung ist die konstruktive Durchführungsausbildung von besonderem Vorteil. Sollte nämlich während des Betriebes eine der beiden oder beide am meisten beanspruchten Dichtungen, also die Gleitdichtung 8 sowie die rzweite Anschlagdichtung 13, wegen in der Ein-Stellung auftretenden unzulässig hohen Gasverlustes ausgewechselt werden müssen, so kann dieser Austausch der beiden Dichtungen in der in Figur 1 dargestellten Betriebsstellung bzw. Aus-Stellung des Schalters vorgenommen werden, ohne dass hierbei die Gasfüllung des Gasraumes 22, wie zum Beispiel Schwefelhexafluorid (SFs), abgelassen werden muss. Dieser Dichtungsaustausch lässt sich demnach in der Aus-Stellung des Schalters nach Entkuppeln des nicht weiter dargestellten Schalterantriebes unter Freiluftbedingungen durchführen. Die ebenfalls nicht abgebildete Schaltersäule muss dabei weder demontiert noch vom Traggerüst abgehoben werden. Nach in an sich bekannter trivialer Weise erfolgter Demontage des zweiten Stangendichtungsflansches 15 kann der Dichtungsflansch 3 zusammen mit den beiden Dichtungen 8 und 13 abgezogen werden und hiernach gegebenenfalls auch die Auswechslung der Flanschdichtung 9 erfolgen.

In der schematischen Figur 2 sind die den Teilen der Figur 1 entsprechenden Teile wieder wie in Figur 1 bezeichnet. Die Betätigungsstange 7 ist hierbei in der Ein-Stellung dargestellt, so dass der Spalt 6 im Bereich 17 seines anderen Endes durch den zweiten Stangendichtungsfiansch 15 im Zusammenwirken mit der zweiten Anschlagdichtung 13 zusätzlich gasdicht abgeschlossen ist. Aus der Figur 2 ist weiter ersichtlich, dass bei einem normalerweise etwa 95 Prozent seines Schalterlebens

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eingeschalteten Schalter die erste Anschlagdichtung 12 dementsprechend nicht belastet ist und deshalb im allgemeinen auf Schalterlebenszeit ordnungsgemäss ihren Dienst leistet. Sollten es jedoch besondere Umstände erfordern, so ist auch diese Anschlagdichtung auswechselbar, wobei jedoch die Gasfüllung des Gasraumes 22 abgelassen werden muss.

In Sicht auf die Figuren 1 und 2 sowie das Vorausgeführte kann als weiterer Vorteil der Erfindung angeführt werden, dass bei Versagen der Gleitdichtung 8 in der Ein- oder der Ausstellung des Schalters die jeweils zugeordnete Anschlagdichtung im Zusammenwirken mit dem zugeordneten Stangendichtungsfiansch die Dichtfunktion der Gleitdichtung 8 übernimmt, wobei möglicherweise zusätzlich auch noch die Flanschdichtung 9 wirksam werden kann, so dass zufolge des Versagens der Dichtung 8 keine Betriebsunterbrechung eintritt, weil sowohl im Spalt 6 als auch im Unterteilungsbereich 5 der gasdichten Durchführung 1 jeweils der radial wirksamen Gleitdichtung 8" eine axial wirksame Anschlagdichtung 12 oder 13 bzw. axial wirksame Flanschdichtung 9 in Serie geschaltet ist.

In Figur 3 ist die Zusammenstellungs-Zeichnung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Hierbei sind die den Figuren 1 und 2 entsprechenden Teile wieder gleich bezeichnet. In Figur 3 ist nun angedeutet, dass die gasdichte Durchführung gemäss der Erfindung nicht nur unter Integration der Wand 2 des Gasbehältnisses zum Beispiel eines Schalters, sondern zweckentsprechend nach Bedarf auch anderwärtig Verwendung finden kann, wofür das zum Teil strichliert dargestellte Dichtungsgehäuse 2 vorgesehen ist. Aus Figur 3 ist weiter die lösbare axiale Einspannung der ersten Anschlagdichtung 12 mittels eines Teiles 10 des Dichtungsgehäuses 2 sowie Schrauben 20 ersichtlich. Die Betätigungsstange 7 ist mittels der Gleitführung oder Gleitlager 18 geführt, wobei zum Schutze der Gleitdichtung 8 im gasraumseitigen Ende des Dichtungsflansches 3 ein den Spalt 6 verschliessendes Abstreifelement 19 vorgesehen ist, das insbesondere das Vordringen von Staub aus dem Gasraum 22 bis zur Gleitdichtung 8 verhindert. An dem ersten Stangendichtungsfiansch 14 ist ein erstes Dichtungsprofil 14a vorgesehen, welches Profil im ausgeschalteten Zustand durch die zum Beispiel ringförmigen Freilassungen zwischen dem Teil 10 des Dichtungsgehäuses 2 und dem Dichtungsgehäuse 2 in Achsrichtung 4 eine zusätzliche Pressung auf die erste Anschlagdichtung 12 bewirkt, wobei die Randwirkung dieses Profiles 14a in vorteilhafter Weise eine sichere Abdichtung des Spaltes 6 im Bereich 16 des einen Spaltendes gewährleistet.

In Figur 4 sind die einzelnen Teile wieder wie in Figur 3 bezeichnet. Aus dieser Figur ist nun die lösbar axiale Einspannung der zweiten Anschlagdichtung 13 mittels eines Teiles 11 des Dichtungsflansches 3 sowie Schrauben 21 zu ersehen, mit Hilfe derer zugleich auch der Dichtungsflansch 3, die Gleitdichtung 8 und die Flanschdichtung 9 am Dichtungsgehäuse 2 lösbar befestigt bzw. axial eingespannt sind. Am zweiten Stangendichtungsfiansch 15 ist ein zweites Dichtungsprofil 15a angeordnet, das im eingeschalteten Zustand durch die insbesondere ringförmige Freilassung zwischen dem Teil 11 und dem Dichtungsflansch 3 mit seinem stirnseitigen Rand in Achsrichtung 4 zusätzlich die zweite Anschlagdichtung 13 gegen den Dichtungsflansch 3 presst und dadurch im Bereich 17 des anderen Endes des Spaltes 6 dessen sichere Abdichtung bewirkt. Ausserdem sitzt die Gleitdichtung 8 mit ihrem Doppellippenprofil derart im Dichtungsgehäuse 2, dass nicht nur der Spalt 6, sondern auch der Unterteilungsbereich 5 bzw. ein in diesem Bereich auftretender Spalt unabhängig von der Flanschdichtung 9 abgedichtet und dadurch eine Hintereinanderschaltung bestehend aus der Gleitdichtung 8 und der Flanschdichtung 9 gegeben ist.

Nach einer in Figur 5 im Detail dargestellten Variante der Erfindung kann auch zwischen der Gleitdichtung 8 und der zweiten Anschlagdichtung 13 ein weiteres Abstreifelement 19a im Dichtungsflansch 3 angeordnet sein, das ein Eindringen der Atmosphäre aus dem Aussenraum 23 in den Spalt 6 verhindert und dadurch die Gleitdichtung 8 schützt.

Da die Betriebssicherheit zum Beispiel eines elektrischen Schalters, wie insbesondere eines SFe-Schalters, in grossem Masse von seiner Gasdichtheit abhängt, ist die gasdichte Durchführung nach der Erfindung nach bisher umfangreichen Versuchen besonders geeignet, im Zusammenhang mit solchen Schaltern ein schon lange bestehendes Bedürfnis zu befriedigen.

Bezeichnungsliste

1

gasdichte Durchführung

2

Dichtungsgehäuse bzw. Wand des Gasbehältnisses zum

Beispiel eines Schalters

3

Dichtungsflansch

4

Achse bzw. Achsrichtung der Betätigungsstange 7

5

Unterteilungsbereich der gasdichten Durchführung 1

6

Spalt zwischen Dichtungsgehäuse 2 bzw. Wand 2 sowie

Dichtungsflansch 3 und Betätigungsstange 7

7

Betätigungsstange

8

Gleitdichtung

9

Flanschdichtung

10

Teil des Dichtungsgehäuses 2

11

Teil des Dichtungsflansches 3

12

erste Anschlagdichtung

13

zweite Anschlagdichtung

14

erster Stangendichtungsfiansch

14a erstes Dichtungsprofil

15

zweiter Stangendichtungsfiansch

15a zweites Dichtungsprofil

16

Bereich des einen Endes des Spaltes 6

17

Bereich des anderen Endes des Spaltes 6

18

Gleitführung oder Gleitlager

19

erstes Abstreifelement

19a zweites Abstreifelement

20

Schrauben

21

Schrauben

22

Gasraum

23

Aussenraum

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3 Blatt Zeichnungen