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Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitspumpe, insbesondere zur Versorgung einer Kupplung oder eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs, mit einem Pumpengehäuse aus Kunststoff, einem Antriebsmotor und einer den Antriebsmotor ansteuernden Steuereinheit.
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Eine solche Flüssigkeitspumpe kann dafür verwendet werden, ein Getriebe, eine Kupplung oder andere Bauteile in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs in einer gewünschten Weise mit einem Schmiermittel, beispielsweise mit Öl, oder einem Hydraulikfluid zu versorgen, um Aktoren etc. zu betätigen.
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Mindestens die Steuereinheit der Flüssigkeitspumpe ist mit der elektrischen Masse des Fahrzeugs verbunden. Dies kann, wenn das Pumpengehäuse aus Metall besteht, über das Pumpengehäuse und dasjenige Bauteil erfolgen, an dem die Flüssigkeitspumpe angebracht ist, beispielsweise ein Getriebegehäuse.
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Alternativ kann der Kabelstrang, über den die Steuereinheit der Flüssigkeitspumpe mit einer fahrzeugseitigen Steuerung verbunden ist, einen Masseleiter enthalten, der an einem Massekontakt der Steuereinheit angeschlossen ist. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn über das Pumpengehäuse selbst kein Massekontakt möglich ist.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Steuereinheit mit geringem Aufwand an die Masse des Fahrzeugs anzuschließen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer Flüssigkeitspumpe der eingangs genannten Art vorgesehen, dass ein elektrisch leitendes Distanzelement innerhalb des Pumpengehäuses angeordnet ist. Dabei ist das Distanzelement elektrisch leitend mit einem Masseanschluss der Steuereinheit verbunden. Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, mindestens eines (und möglicherweise mehrere) der bei einem Pumpengehäuse aus Kunststoff ohnehin vorhandenen Distanzelemente als Masseleiter zu verwenden. Die Distanzelemente werden bei einem Kunststoffgehäuse dazu verwendet, ein stabiles Widerlager für die Befestigungsschrauben zu bilden, mit denen die Flüssigkeitspumpe montiert wird, beispielsweise an einem Getriebegehäuse. Diese Widerlager ermöglichen, die Befestigungsschrauben mit dem gewünschten hohen Anzugsmoment einzuschrauben, ohne dass die Gefahr besteht, dass das Material des Pumpengehäuses fließt. Im Hinblick auf die nötige Festigkeit sind die Distanzelemente üblicherweise aus einem elektrisch leitenden Metall ausgeführt. Außerdem ergibt sich unter der Wirkung der Schraubenkräfte ein elektrischer Kontakt zwischen dem Getriebegehäuse und der daran anliegenden Seite des Distanzelements. Der elektrische Kontakt zwischen dem Masseanschluss der Steuereinheit (genauer gesagt: einem Massekontakt einer Leiterplatte der Steuereinheit) und dem Distanzelement kann mit geringem Aufwand hergestellt werden, so dass insgesamt der Masseanschluss der Steuereinheit mit geringem Aufwand mit der elektrischen Masse des Fahrzeugs verbunden werden kann. Insbesondere ist keine zusätzliche Masseader in dem Kabelstrang nötig, mit dem die Flüssigkeitspumpe elektrisch an eine Steuerung im Fahrzeug angeschlossen wird.
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Ein Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das zumindest eine Distanzelement aus Stahl besteht. Die hohe Festigkeit von Stahl ermöglicht es, das Distanzelement mit einem kleinen Querschnitt auszuführen, so dass wenig Platz erforderlich ist, um es im Pumpengehäuse unterzubringen.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Distanzelement eine Distanzhülse, so dass sie zentrisch eine Befestigungsschraube aufnehmen kann.
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Das Distanzelement kann auf einer Seite mit einer Kontaktierungsgestaltung versehen sein, die dazu ausgebildet ist, die Flächenpressung beim Kontakt mit einem Gehäuse einer Kupplung oder eines Getriebes lokal zu erhöhen. Die Kontaktierungsgestaltung kann ein Rändel, eine Verzahnung, eine Vielzahl von Zacken etc. sein, so dass der elektrische Kontakt zwischen Distanzelement und Gehäuse auch dann sichergestellt wird, falls das Distanzelement und/oder die zugeordnete Oberfläche des Bauteils, an dem die Flüssigkeitspumpe montiert wird, nicht elektrisch blank sein sollte.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist ein elektrisches Anschlussmittel direkt mit der Steuereinheit und direkt mit dem Distanzelement verbunden. Mit anderen Worten ist nur ein zusätzliches Bauteil notwendig, um den elektrischen Kontakt zwischen Steuereinheit und Distanzelement zu gewährleisten.
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Das Anschlussmittel kann einen Kontaktstift aufweisen, der mit der Steuereinheit verbunden ist. Dies ermöglicht es, das Anschlussmittel in die Steuereinheit, konkret eine Leiterplatte der Steuereinheit, einzustecken und somit mit üblichen, lange erprobten Montageverfahren zu verbinden, insbesondere in einer Richtung senkrecht zu einer Oberfläche der Steuereinheit einzustecken. Als Nebeneffekt ergibt sich, dass das Anschlussmittel automatisch positioniert wird.
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Der Kontaktstift kann an einen U-förmigen Abschnitt des Anschlussmittels angeformt sein, so dass das Anschlussmittel quer zur Längsrichtung des Kontaktstifts elastisch nachgiebig ist.
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Das Anschlussmittel kann mit einer Kontaktfläche versehen sein, die mit einem Massekontakt der Steuereinheit verlötet (oder, falls der Massekontakt eine ausreichende Dicke aufweist, auch verschweißt) ist. Bei dieser Ausgestaltung wird das Anschlussmittel mit dem Massekontakt durch ein Verfahren verbunden, das auch zum Bestücken der Leiterplatte der Steuereinheit verwendet wird. Hierdurch ergeben sich geringe Montagekosten.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Anschlussmittel einen Abschnitt auf, der eine Ausnehmung hat und der auf das Distanzelement aufgepresst ist. Auf diese Weise wird ein zuverlässiger elektrischer Kontakt zwischen Distanzelement und Anschlussmittel sichergestellt, wobei gleichzeitig das Anschlussmittel mechanisch fest mit dem Distanzelement verbunden ist.
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Um die elektrische Kontaktierung zwischen dem Anschlussmittel und dem Distanzelement zu verbessern, kann das Anschlussmittel angrenzend an die Ausnehmung mit Federlaschen versehen sein, die elastisch vorgespannt am Distanzelement anliegen.
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Das Anschlussmittel kann mit einer Kontaktfläche ausgeführt sein, die mit dem Distanzelement verlötet oder verschweißt ist. Auf diese Weise wird dauerhaft ein guter elektrischer Kontakt zwischen dem Distanzelement und dem Anschlussmittel sichergestellt.
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Beispielsweise ist das Anschlussmittel mittels Punktschweißen an dem Distanzelement befestigt.
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Das elektrische Anschlussmittel kann auch ein Bonddraht sein, insbesondere aus Aluminium. Auch auf diese Weise kann mit geringem Aufwand und mit erprobten Verfahren zuverlässig ein elektrischer Kontakt von der Steuereinheit zum Distanzelement hergestellt werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die im Folgenden Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Flüssigkeitspumpe,
- - 2 eine Querschnittsansicht durch die Flüssigkeitspumpe der 1 entlang der Schnittlinie II-II von 1,
- - 3 in vergrößertem Maßstab das Detail III von 2,
- - 4 eine perspektivische Ansicht eines Distanzelements und eines elektrischen Anschlussmittels, die bei der Flüssigkeitspumpe von 2 verwendet werden,
- - 5 in einer Ansicht entsprechend derjenigen von 3 eine Flüssigkeitspumpe gemäß einer ersten Ausführungsvariante;
- - 6 in einer Ansicht entsprechend derjenigen von 4 das Distanzelement und das elektrische Anschlussmittel der Flüssigkeitspumpe gemäß der ersten Ausführungsvariante,
- - 7 in einer Ansicht entsprechend derjenigen von 3 eine Flüssigkeitspumpe gemäß einer zweiten Ausführungsvariante;
- - 8 in einer Ansicht entsprechend derjenigen von 4 das Distanzelement und das elektrische Anschlussmittel der Flüssigkeitspumpe gemäß der zweiten Ausführungsvariante,
- - 9 in einer Ansicht entsprechend derjenigen von 3 eine Flüssigkeitspumpe gemäß einer dritten Ausführungsvariante;
- - 10 in einer Ansicht entsprechend derjenigen von 4 das Distanzelement und das elektrische Anschlussmittel der Flüssigkeitspumpe gemäß der dritten Ausführungsvariante,
- - 11 in einer Ansicht entsprechend derjenigen von 10 ein Distanzelement mit Anschlussmittel gemäß einer vierten Ausführungsvariante; und
- - 12 in einer Ansicht entsprechend derjenigen von 3 eine Flüssigkeitspumpe gemäß einer fünften Ausführungsvariante.
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Die 1 und 2 zeigen eine Flüssigkeitspumpe 10, die dafür vorgesehen ist, an einem Getriebe oder einer Kupplung eines Kraftfahrzeugs angebracht zu werden. Hierfür sind mehrere Befestigungsschrauben 12 vorgesehen, die in Aufnahmen an einem schematisch angedeuteten Gehäuse 14 des Getriebes oder der Kupplung eingeschraubt werden können.
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Die Flüssigkeitspumpe 10 weist einen elektrischen Antriebsmotor mit einem Stator 16 und einem Rotor 18 auf, wobei die Drehung des Rotors 18 über eine Welle 20 auf einen Pumpenrotor 22 übertragen wird. Der Pumpenrotor 22 ist hier Teil einer Zahnringpumpe, die einen Außenring 24 hat. Der Pumpenrotor 22 kämmt mit dem Außenring 24. Die Pumpe kann aber auch in konstruktiv anderer Weise ausgeführt sein.
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Der elektrische Antriebsmotor 16, 18 wird von einer Steuereinheit 26 angesteuert, von der hier insbesondere eine Leiterplatte 28 zu sehen ist, auf der verschiedene elektrische Bauteile angeordnet sind.
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Der elektrische Antriebsmotor, die Steuereinheit 26 und der Pumpenrotor 22 sind in einem Pumpengehäuse 30 angeordnet. Das Pumpengehäuse 30 ist mehrteilig und weist in der Ausführungsform der 1 und 2 einen dem Pumpenrotor 22 zugeordneten Pumpengehäuseabschnitt 32 und einen dem Antriebsmotor und der Steuereinheit 26 zugeordneten Motorgehäuseabschnitt 34 auf. Mindestens einer der Gehäuseabschnitte ist aus Kunststoff ausgeführt.
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Die Flüssigkeitspumpe weist ferner einen Anschlussstutzen 36 (1) auf, der die Druckseite der Flüssigkeitspumpe darstellt. Weiterhin ist ein Steckanschluss 38 vorgesehen, der einen Anschlussstecker eines Kabelstrangs oder Anschlusskabels aufnimmt, mit dem die Flüssigkeitspumpe 10 elektrisch im Fahrzeug angeschlossen wird.
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Im Hinblick darauf, dass mindestens ein Teil des Pumpengehäuses 30 aus Kunststoff besteht, sind im Pumpengehäuse 30 mehrere Distanzelement 40 angeordnet, die die Spannkraft der Befestigungsschrauben aufnehmen und in das Gehäuse ableiten. So ist gewährleistet, dass die Befestigungsschrauben 12 mit dem gewünschten Anzugsmoment eingeschraubt werden können und der Kunststoff mit der Zeit nicht fließt.
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In der Ausführungsform der 1 und 2 sind die Distanzelemente 40 als Distanzhülsen mit zylindrischem Querschnitt ausgeführt, durch die sich die Befestigungsschrauben 12 hindurcherstrecken.
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Im Hinblick auf die gewünschte Festigkeit bei geringen Abmessungen bestehen die Distanzelemente 40 aus Stahl.
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Wie insbesondere in 3 gezeigt ist, ist an dem Distanzelement 40 ein elektrisch leitendes Anschlussmittel 44 vorgesehen. Das Anschlussmittel 44 stellt eine unmittelbare, direkte elektrische Verbindung zwischen dem Distanzelement 40 und der Steuereinheit 26 her.
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Das Anschlussmittel 44 ist in der gezeigten Ausführungsform im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet und weist ein erstes, dem Distanzelement 40 zugeordnetes Ende 46 und ein zweites, der Steuereinheit 26 zugeordnetes Ende 48 auf.
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Das erste Ende 46 des Anschlussmittels 44 weist zwei gekrümmte Arme auf, die zwischen sich eine Aufnahme definieren, in der das Distanzelement 40 aufgenommen ist. Die beiden Arme umgreifen das Distanzelement 40 um etwas mehr als 180°, so dass das Anschlussmittel 44 mechanisch am Distanzelement 40 verrastet ist.
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Das Anschlussmittel 44 ist vorzugsweise ein Stanz-/Biegeteil, so dass es zu geringen Kosten hergestellt werden kann.
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Das Distanzelement 40 kann mit einer Umfangsnut versehen sein, in die das Anschlussmittel 44 einrastet.
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Das zweite Ende 48 des Anschlussmittels 44 ist mit einem Kontaktstift 50 versehen, der in eine Kontaktöffnung 52 der Leiterplatte 28 eingesteckt ist. Der Kontaktöffnung 52 der Leiterplatte 28 ist ein Massekontakt 49 auf der Leiterplatte 28 zugeordnet. Der Kontaktstift 50 ist elektrisch mit dem Massekontakt 49 verbunden.
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Der elektrische Kontakt zwischen dem Massekontakt 49 und dem Kontaktstift 50 kann, wenn die Metallisierung des Massekontakts 49 bis auf die Innenfläche der Kontaktöffnung 52 reicht, allein durch das Einpressen des Kontaktstifts 50 in die Kontaktöffnung 52 erfolgen. Es ist auch möglich, den Kontaktstift 50 mit dem Massekontakt 49 zu verlöten.
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Wie in den 3 und 4 zu sehen ist, ist der Kontaktstift 50 mittels eines U-förmigen Abschnitts 54 mit dem Rest des Anschlussmittels 44 verbunden. Der U-förmige Abschnitt dient aufgrund seiner Elastizität dazu, Toleranzen zwischen der Lage des Distanzelements 40 und der Position der Kontaktöffnung 52 auszugleichen.
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Das elektrische Anschlussmittel 44 stellt also einen elektrischen Kontakt zwischen dem Massekontakt 49 der Steuereinheit 26 und dem elektrisch leitenden Distanzelement 40 her. Das Distanzelement 40 kontaktiert wiederum das metallische Gehäuse 14 der Kupplung oder des Getriebes (2), welches auf dem Nullpotential liegt. Ein separater Masseleiter, der über den Steckanschluss 38 angeschlossen werden muss, ist daher nicht nötig.
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Auf der Stirnseite des Distanzelements 40, die dem Gehäuse 14 zugeordnet ist, kann eine Kontaktierungsgestaltung 64 vorgesehen sein, die die Flächenpressung beim Kontakt mit dem Gehäuse 14 lokal erhöht, so dass ein guter elektrischer Kontakt zwischen dem Gehäuse 14 und dem Distanzelement 40 gewährleistet ist.
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Die Kontaktierungsgestaltung 64 kann ein Rändel etc. sein.
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Anhand der 5 bis 12 werden im Folgenden weitere Ausgestaltungen des elektrischen Anschlussmittels 44 erläutert. Für die von der anhand der 1 bis 4 erläuterten Ausführungsform bekannten Einzelheiten werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
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In den 5 und 6 ist eine erste Ausführungsvariante gezeigt. Der Unterschied zur Ausführungsform der 1 bis 4 besteht darin, dass das erste Ende 46 des Anschlussmittels 44 in der Ausgestaltung der 5 und 6 ringförmig ausgeführt ist, so dass eine Ausnehmung 56 umschlossen wird. Durch diese hindurch erstreckt sich das Distanzelement 40.
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In die Ausnehmung 56 ragen mehrere Federlaschen 58 hinein, die am Ende 46 des Anschlussmittels 44 vorgesehen sind und die elastisch vorgespannt am Distanzelement 40 anliegen, wodurch eine guter elektrischer Kontakt gewährleistet ist. Außerdem sperren sie eine Bewegung des Anschlussmittels 44 nach oben, bezogen auf die Darstellung in den 5 und 6.
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Die Bewegung des Anschlussmittels 44 in die entgegengesetzte Richtung wird durch eine Abstützfläche 60 (5) an dem Pumpengehäuse 30 verhindert, auf der ein Teil des ersten Endes 46 des Anschlussmittels 44 aufliegt.
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Die Abstützfläche 60 ist beispielsweise durch eine Ausnehmung im Pumpengehäuse 30 gebildet.
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In den 7 und 8 ist eine zweite Ausführungsvariante gezeigt. Der Unterschied zur Ausführungsform der 1 bis 4 ist das Anschlussmittel 44 hier stoffschlüssig mit dem Distanzelement 40 verbunden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden zwei Schweißpunkte 62 verwendet. Alternativ könnte das Anschlussmittel 44 auch mit dem Distanzelement 40 verlötet sein.
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Ein weiterer Unterschied zur Ausführungsform der 1 bis 4 und auch gegenüber der Ausführungsvariante der 5 und 6 besteht darin, dass auf den U-förmigen Abschnitt 54 verzichtet ist. Hieraus ergibt sich eine besonders kompakte Gestaltung.
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In den 9 und 10 ist eine dritte Ausführungsvariante gezeigt. Im Unterschied zur zweiten Ausführungsvariante wird hier am zweiten Ende 48 kein Kontaktstift verwendet, sondern eine plattenförmige Kontaktfläche, die mit dem Massekontakt 49 der Leiterplatte 28 verbunden ist, beispielsweise verlötet.
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Am ersten Ende 46 ist das Anschlussmittel 44 mit dem Distanzelement 40 verschweißt.
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In einer (nicht gezeigten) weiteren Variante kann auf der Leiterplatte 28 ein Z-förmiger Massekontakt vorgesehen sein. Mit diesem ist dann das Anschlussmittel 44 verbunden, entweder durch Verlöten oder Verschweißen oder auch durch Aufstecken oder Einstecken.
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In 11 ist eine vierte Ausführungsvariante gezeigt. Im Unterschied zur dritten Ausführungsvariante kontaktiert das erste Ende 46 des Anschlussmittels 44 das Distanzelement 40 tangential; es ist dort seitlich angeschweißt.
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Das Anschlussmittel 44 ist mittig umgebogen, so dass sich das zweite Ende 48 parallel zur Oberfläche der Leiterplatte 28 erstreckt und mit deren Massekontakt 49 in derselben Weise verbunden werden kann wie in der dritten Ausführungsvariante.
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In 12 ist eine fünfte Ausführungsvariante gezeigt. Hier ist das elektrische Anschlussmittel 44 ein elektrisch leitender Draht 66, der durch Bonden mit dem Massekontakt 49 der Leiterplatte 28 und dem Distanzelement 40 verbunden ist.
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Der Bonddraht 66 kann aus einer Aluminiumlegierung bestehen.
