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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abisolationsvorrichtung zum Abisolieren eines elektrischen Leiters, der von einer elektrischen Isolation umfasst ist, umfassend ein ringartiges Führungselement, durch welches der isolierte elektrische Leiter in die Abisolationsvorrichtung einführbar ist, und eine Mehrzahl von dem Führungselement nachgeschalteten Messern, welche jeweils eine Schneide aufweisen, die zum Abisolieren mit der elektrischen Isolation des elektrischen Leiters in Eingriff bringbar sind, wobei die Messer in dem Führungselement gehalten sind und die Schneiden der Messer beim axialen Bewegen des elektrischen Leiters durch das Führungselement axial versetzt zueinander in die elektrische Isolation des elektrischen Leiters eingreifen.
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Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden.
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Für die Entwicklung von elektrischen Maschinen, insbesondere von elektrischen Maschinen für hybrid oder vollelektrisch betreibbaren Kraftfahrzeugen oder auch für Radnabenantriebe, sind grundsätzlich verschiedene Wicklungstechnologien für einen Stator einer elektrischen Maschine bekannt.
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Hierbei werden die eine Wicklung ausbildenden elektrischen Leiter häufig mit einem Isolationslack überzogen, um deren elektrische Isolierung gegeneinander und/oder zu anderen Bauteilen der elektrischen Maschine sicherzustellen. Um eine elektrische Verschaltung einer derartigen Wicklung zu ermöglichen, muss folglich vor der Verschaltung die elektrische Isolierung von den Enden der elektrischen Leiter entfernt werden.
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Hierzu sind beispielsweise automatisierte Systeme bekannt, welche auf Fliehkraftbasis eine Isolierung von einem elektrischen Leiter entfernen. Ein Beispiel für ein solches Abisolationssystem ist in
DE 29 42 530 C2 gezeigt. Derartige Systeme weisen aber noch eine Reihe von Problemen auf, die einem wirtschaftlichen Einsatz entgegenstehen, wie beispielsweise die zu ungenaue Einstellbarkeit der Messer, einer nicht optimalen Geometrie der Messer und die zu geringen erzielbaren Vorschub-Geschwindigkeiten bei der Abisolierung. Ferner sind derartige fliehkraftbetriebe Abisolationsvorrichtung stark abhängig von der Drehzahl sowie von der Härte von Lack und Draht, wodurch sich in der Regel ein nicht definierter Abisolierdurchmesser einstellt, was regelmäßig unerwünscht ist.
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Die
EP 1 096 628 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Einrichtung zum Abtrennen der Abschirmung von einem Kabel, wobei zuvor das Isolationsmaterial abgetrennt wird.
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Die
DE 12 67 299 A offenbart eine Vorrichtung zum Verdrillen elektrischer Litzen- oder Drahtenden, wobei drei um je 120° gegeneinander versetzte, vorn zu Greiffingern abgekröpfte Stäbe aus Stahl um die eigene Längsachse in einem Winkelbereich verdrehbar und dadurch die Greiffinger bis zum Erfassen der in ihrer Mitte eingesteckten Litzen oder Drähte verschwenkbar sind. Die Vorrichtung kann auch zum Abisolieren elektrischer Litzen- oder Drahtenden eingesetzt werden, wobei anstelle der Greiffinger angelötete Hartmetallmesser vorhanden sind.
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In einer großindustriellen Fertigung von elektrischen Maschinen besteht regelmäßig die Anforderung, dass eine Vielzahl von Drahtenden pro Zeiteinheit abisoliert werden müssen, so dass eine entsprechend sichere Zufuhr dieser Drahtenden zu einer Abisolationsvorrichtung realisiert werden muss. Ferner ist es bei einer großindustriellen Anwendung in der Regel erforderlich, den abgetragenen Lackdraht abzusaugen, was eine entsprechende Führung eines Luftstroms bedarf.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Abisolationsvorrichtung zum Abisolieren eines elektrischen Leiters, der von einer elektrischen Isolation umfasst ist, zu realisieren, die ein qualitativ gutes sowie gleichbleibendes Abisolierungsergebnis bei einer hohen Taktung ermöglicht. Ferner ist es die Aufgabe der Erfindung, das Fangen der Enden der elektrischen Leiter zu vereinfachen und eine sichere Zufuhr der elektrischen Leiter zu den Messern der Abisolationsvorrichtung zu erlauben.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Abisolationsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1. Die Abisoliervorrichtung zum Abisolieren eines elektrischen Leiters, der von einer elektrischen Isolation umfasst ist, umfasst ein ringartiges Führungselement, durch welches der isolierte elektrische Leiter in die Abisolationsvorrichtung einführbar ist, und eine Mehrzahl von dem Führungselement nachgeschalteten Messern, welche jeweils eine Schneide aufweisen, die zum Abisolieren mit der elektrischen Isolation des elektrischen Leiters in Eingriff bringbar sind, wobei die Messer in dem Führungselement gehalten sind und die Schneiden der Messer beim axialen Bewegen des elektrischen Leiters durch das Führungselement axial versetzt zueinander in die elektrische Isolation des elektrischen Leiters eingreifen.
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Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die im Wesentlichen gleichteilig ausgebildeten Messer in dem Führungselement in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind und die Schneiden der Messer eine voneinander abweichende Schneidengeometrie aufweisen, so dass die Schneiden der Messer beim axialen Bewegen des elektrischen Leiters durch das Führungselement axial versetzt zueinander in die elektrische Isolation des elektrischen Leiters eingreifen. Es kann hierdurch erreicht werden, dass ein axial besonders kompakt bauendes Führungselement realisiert werden kann.
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Erfindungsgemäß sind die Messer in dem Führungselement gehalten. Durch diese Integration ist es ermöglicht, den Abisolierdurchmesser sehr genau einzustellen und auf einem definierten Durchmesser zu arretieren. Ferner wird durch den axialen Versatz der Schneiden ein mehrschneidiges Werkzeug definiert, was sowohl eine hohe Abisolierungsqualität als auch eine hohe Prozessgeschwindigkeit bzw. Schnittleistung erlaubt.
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Ferner kann die Montage zur Inbetriebnahme der Abisolationsvorrichtung vereinfacht werden, da ein Ausrichten der Einzelmesser nicht erforderlich ist.
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Auch erlaubt die erfindungsgemäße Abisolationsvorrichtung es in einer besonders kompakten Baugröße ausgeführt zu werden. Hierdurch wird es beispielsweise möglich, auch die Enden von elektrischen Leitern, die einen geringen Abstand voneinander aufweisen, abzuisolieren oder auch eine Mehrzahl von Abisolationsvorrichtungen zeitgleich zur Abisolierung derartig eng benachbarter Enden von elektrischen Leitern zu verwenden. Derartige Situationen können insbesondere bei der Abisolierung von elektrischen Leitern von Wicklungen elektrischer Maschinen vorgefunden werden.
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Dabei erlaubt die Abisolationsvorrichtung eine Abisolierung durch ein Bewegen des Drahtendes hin zum Werkzeug als auch eine Bewegung des Werkzeuges hin zum Drahtende.
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Auch kann durch einen radialen Formschluss der Messer der Einfluss von bei der Abisolierung entstehenden Verschmutzungen, beispielsweise durch Lack- und Kupferreste, deutlich reduziert werden.
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Die Abisolationsvorrichtung ist grundsätzlich für eine manuelle und/oder eine automatisierte Abisolation geeignet.
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Es ist bevorzugt, dass die Anzahl der in dem Führungselement gehaltenen Messer wenigsten drei beträgt. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die Anzahl der in dem Führungselement gehaltenen Messer höchstens sieben, besonders bevorzugt höchstens fünf beträgt.
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Ferner ist es bevorzugt, dass die Schneide eines Messers einteilig ist.
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Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass das Führungselement einen trichterförmigen Einzugsbereich aufweist, durch welchen der elektrische Leiter in Richtung der Messer bewegt wird. Die vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist darin begründet, dass das Fangen der Enden der elektrischen Leiter durch die Trichterform des Einzugsbereichs vereinfacht wird, insbesondere wenn die Position der Enden toleranzbehaftet ist. Die Trichterform begünstigt ferner auch eine größere Einfädelgeschwindigkeit des elektrischen Leiters in das Führungselement.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Führungselement einen zylinderringförmigen Halteabschnitt besitzt, welcher eine Mehrzahl von umfänglich verteilten Öffnungen aufweist, wobei jede der Öffnungen von jeweils einem der Messer durchgriffen ist, wodurch eine sehr genaue Festlegung der Schneiden relativ zum Führungselement realisiert werden kann.
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Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass die Messer jeweils ein erstes Formschlussmittel aufweisen, welche mit einem korrespondierenden zweiten Formschlussmittel in oder an dem Führungselement in Eingriff stehen, so dass wenigstens die axiale Position jeweils eines Messers zum Führungselement festgelegt ist, wodurch die Positionierung und Festlegung der Messer bzw. der Schneiden zum Führungselement weiter verbessert werden kann.
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In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass das erste Formschlussmittel als ein sich in radialer Richtung aus dem Messer herauserstreckender Stift und das dazu korrespondierende zweite Formschlussmittel als eine sich radial in das Führungselement hineinerstreckende Öffnung ausgebildet ist. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Messer sehr einfach und auf intuitive Weise in dem Führungselement angeordnet werden können.
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Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Messer beim axialen Bewegen des elektrischen Leiters durch das Führungselement eine Drehbewegung relativ zum elektrischen Leiter vollziehen. Diese Drehbewegung kann beispielsweise durch einen elektrischen oder pneumatischen Antrieb bewirkt sein.
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Das Führungselement kann insbesondere auch in einem Adapter aufgenommen sein, welcher seinerseits, insbesondere lösbar, mit dem Antrieb zur Drehung des Führungselements gekoppelt ist. Der Adapter kann beispielsweise als ein Kegeladapter oder zylindrischer Adapter ausgebildet sein. Ferner ist es grundsätzlich auch möglich, dass das Führungselement fest - also ohne lösbaren Adapter - mit dem Antrieb verbunden ist.
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Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass das Führungselement wenigstens einen Absaugkanal aufweist, mittels dessen die von dem elektrischen Leiter entfernte Isolation aus dem Führungselement entfernbar ist, wodurch die Lebensdauer der Schneiden verlängert werden kann.
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Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass das Führungselement aus einem Kunststoff gefertigt ist, was fertigungstechnisch besonders günstig ist. Grundsätzlich wäre es aber auch denkbar, dass das Führungselement beispielsweise aus Keramik oder einem anderen Werkstoff gebildet ist.
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Die Abisolationsvorrichtung umfasst in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung während des Abisolationsvorgangs den elektrischen Leiter, wobei die Isolation als ein auf den elektrischen Leiter aufgetragener Lack ausgeführt ist. D.h., dass der elektrische Leiter in diesem Betriebszustand der Abisolationsvorrichtung Teil dieser ist.
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Der elektrische Leiter kann bevorzugt eine im Querschnitt kreisrunde Form aufweisen.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
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Es zeigt:
- 1 eine Abisolationsvorrichtung in einer perspektivischen Darstellung,
- 2 eine Abisolationsvorrichtung in einer Axialschnittansicht,
- 3 eine Abisolationsvorrichtung in einer Querschnittsansicht,
- 4 eine Detailansicht des Führungselements mit einem Messer in einer Axialschnittdarstellung,
- 5 ein Führungselement in einer perspektivischen und einer Seitenansicht,
- 6 Messer mit jeweils verschiedenen Schneiden in jeweils einer Seitenansicht und einer Aufsicht,
- 7 einen elektrischen Leiter mit einer Isolation in einer Querschnittsansicht.
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Die 1 zeigt eine Abisolationsvorrichtung 1 zum Abisolieren eines elektrischen Leiters 2, der von einer elektrischen Isolation 3 umfasst ist.
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Wie aus der 2 ersichtlich, besitzt diese aus der 1 bekannte Abisolationsvorrichtung 1 ein ringartiges Führungselement 4, durch welches der isolierte elektrische Leiter 2 in die Abisolationsvorrichtung 1 einführbar ist. Eine Mehrzahl von dem Führungselement 4 nachgeschalteten Messern 5, welche jeweils eine Schneide 6 aufweisen, können dann zum Abisolieren mit der elektrischen Isolation 3 des elektrischen Leiters 2 in Eingriff gebracht werden. Die Abisolationsvorrichtung 1 umfasst also während des Abisolationsvorgangs den elektrischen Leiter 2, wobei in den gezeigten Beispielen die Isolation 3 als ein auf den im Querschnitt kreisrunden elektrischen Leiter 2 aufgetragener Lack ausgeführt ist, was auch in der 7 skizziert ist.
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Die Messer 5 sind hierbei in dem aus Kunststoff (oder einem anderen Werkstoff) geformten Führungselement 4 gehalten. Die Schneiden 6 der Messer 5 greifen beim axialen Bewegen des elektrischen Leiters 2 durch das Führungselement 4 axial versetzt zueinander in die elektrische Isolation 3 des elektrischen Leiters 2 ein. Erfindungsgemäß sind die im Wesentlichen gleichteilig ausgebildeten Messer 5 in dem Führungselement 4 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet und die Schneiden 6 der Messer 5 weisen eine voneinander abweichende Schneidengeometrie auf, so dass die Schneiden 6 der Messer 5 beim axialen Bewegen des elektrischen Leiters 2 durch das Führungselement 4 axial versetzt zueinander in die elektrische Isolation 3 des elektrischen Leiters 2 eingreifen. Dies wird insbesondere aus der Zusammenschau mit der 6 ersichtlich, in der insgesamt fünf im Wesentlichen gleichteilige Messer 5 mit unterschiedlichen Schneiden 6, welche unterschiedliche axiale Eingriffspunkte gegenüber dem elektrischen Leiter 2 bzw. der Isolation 3 ausbilden, gezeigt sind.
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Die Messer 5 vollziehen beim axialen Bewegen des elektrischen Leiters 2 durch das Führungselement 4 eine durch einen elektrischen oder pneumatischen Antrieb bewirkte Drehbewegung relativ zum elektrischen Leiter 2, wodurch das Abisolieren der Isolation 3 vom elektrischen Leiter 2 erfolgt. Das Führungselement 4 besitzt wenigstens einen Absaugkanal 14, mittels dessen die von dem elektrischen Leiter 2 entfernte Isolation 3 aus dem Führungselement 4 entfernbar ist. Hierzu ist der Absaugkanal 14 über die Absaugung 17 (siehe 1) an einen Saugventilator angebunden. Im Führungselement 4 sind je nach Erfordernissen auch Zuluftkanäle auf die Schneiden 6 ausgerichtet, wodurch eine Partikelabfuhr in Richtung zentrischer Bohrung des Führungselementes 4 und des Absaugkanals 17 realisiert werden kann. Diese Zuluftkanäle sind allerdings in der 1 nicht gezeigt.
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Zum vereinfachten Fangen der Enden der elektrischen Leiter 2 weist das Führungselement 4 einen trichterförmigen Einzugsbereich 7 auf, durch welchen der elektrische Leiter 2 in Richtung der Messer 5 bewegt wird. Dies kann beispielsweise durch ein Aufsetzen der Abisolationsvorrichtung 1 auf den elektrischen Leiter 2 erfolgen oder aber durch ein Zuführen des elektrischen Leiters 2 zur Abisolationsvorrichtung 1. Das Führungselement 4 ist drehfest in einem Adapter 15 aufgenommen, welcher durch einen Antrieb in Rotation versetzbar ist. Der Adapter 15 ist seinerseits in dem Gehäuse 16 der Abisolationsvorrichtung 1 angeordnet.
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Die aus der 2 bekannte Abisolationsvorrichtung 1 ist in der 3 in einem Querschnitt gezeigt. Man erkennt hier gut die Anordnung der Messer 5 innerhalb des Führungselements 4 sowie die mit der Isolation 3 des elektrischen Leiters 2 in Eingriff stehenden Schneiden 6. Zum Abisolieren rotieren die Messer 5 in dem Führungselement 4 um den im Querschnitt kreisrunden elektrischen Leiter 2. Es versteht sich, dass die unterschiedlichen Schneiden 6 der in 6 gezeigten Messer 5 so in dem Führungselement 4 angeordnet werden, dass der axiale Eingriff der Schneiden 6 über den Umfang hin sequentiell erfolgt, so dass sich eine schraubenartige Schneidbahn ausbildet.
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Wie insbesondere gut aus der 5 zu erkennen ist, besitzt das Führungselement 4 einen zylinderringförmigen Halteabschnitt 8, welcher eine Mehrzahl von umfänglich verteilten Öffnungen 9 aufweist, wobei jede der Öffnungen 9 von jeweils einem der Messer 5 durchgriffen ist, wie es beispielsweise auch in der 4 gezeigt ist.
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Die Messer 5 besitzen jeweils ein erstes Formschlussmittel 10, welche mit einem korrespondierenden zweiten Formschlussmittel 11 in oder an dem Führungselement 4 in Eingriff stehen, so dass wenigstens die axiale Position jeweils eines Messers 5 zum Führungselement 4 festgelegt ist. Das erste Formschlussmittel 10 ist in den gezeigten Ausführungsbeispielen als ein sich in radialer Richtung aus dem Messer 5 herauserstreckender Stift 12 und das dazu korrespondierende zweite Formschlussmittel 11 als eine sich radial in das Führungselement 4 hineinerstreckende Öffnung 13 ausgebildet.
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Hierdurch können die Messer 5 aus der 6 auf einfache und sichere Weise von radial außen in das Führungselement 4 gesteckt und dort positionsfixiert werden. Eine radiale Festlegung der Messer 5 kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Messer 5 an einem konusförmig ausgebildeten stirnseitigen Ende eines Adapters 15 anliegen, wobei die Anlagefläche der Messer an das konusförmige stirnseitige Ende angepasst sind, so dass ein Herausrutschen der Messer 5 aus dem Führungselement radial nach Außen, insbesondere durch die Fliehkrafteinwirkung beim Rotieren des Führungselements 4 und der Messer 5, oder auch durch radiale Kräfte, die durch den Abisolierprozess auftreten, verhindert ist. In dem in der 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Führungselement 4 in einem als Kegeladapter ausgeführten Adapter 15 drehfest aufgenommen.
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Ein fester Sitz kann auch dadurch begünstigt werden, indem der Stift 12 in radialer Richtung mit einer radial nach außen wirkenden Federkraft beaufschlagt wird, beispielsweise durch eine in die Öffnung 13 eingesetzte vorgespannte Feder, die allerdings in der 4 nicht gezeigt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Abisolationsvorrichtung
- 2
- Leiter
- 3
- Isolation
- 4
- Führungselement
- 5
- Messer
- 6
- Schneide
- 7
- Einzugsbereich
- 8
- Halteabschnitt
- 9
- Öffnungen
- 10
- Formschlussmittel
- 11
- Formschlussmittel
- 12
- Stift
- 13
- Öffnung
- 14
- Absaugkanal
- 15
- Adapter
- 16
- Gehäuse
- 17
- Absaugung
