DE1944236A1

DE1944236A1 - Elektrische Steuereinrichtung fuer Motoren

Info

Publication number: DE1944236A1
Application number: DE19691944236
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl-Ing Haese; Dieter Hidde
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-08-27
Filing date: 1969-08-27
Publication date: 1971-03-04
Also published as: FR2059095A5; GB1318445A; DE1944236B2; BE754943A

Description

AKTIENGESELLSOHAJi¹T Erlangen, 27, 6. 1969 Berlin, und München Werner_-von-Siemens-Str,

Unser Zeichen: PLA 69/0120 Eb/Zp

Elektrische Steuereinrichtung für Motoren.

Zur Steuerung von motorischen Antrieben im Bergbau unter Tage, wie sie beispielsweise bei Hobeln, Schrämmaschinen, Transporteinrichtungen und dgl ο vorhanden sind, ist es bekannt, für jeden Antrieb ein gesondertes Motorsteuergerät zu verwenden» Derartige MotorSteuergeräte bestehen aus einer je nach dem Anwendungszweck verschiedenen Anzahl von Schützen, Überstromauslösern, Stromwandlern und v/eiteren Bauelementen= Diese Geräte können zu einem auswechselbaren Einsatz für ein druckfestes Gehäuse zusammengefaßt sein (deutsche Patentschrift .977 7H).

Wegen der zunehmenden Mechanisierung des Bergbaues hat die Anzahl der benötigten Motorsteuergeräte beträchtlich zugenommen» Deshalb sind bereits große druckfeste Gehäuse mit einem nutzbaren Inhalt bis zu 400 Litern geschaffen worden, in denen mehrere Motorsteuergeräte untergebracht werden können»

Die spezifischen Kosten für den Einbauraum in druckfesten Gehäusen sind infolge der hohen Anforderungen an die Sicherheit verhältnismäßig hoch. Man ist deshalb bestrebt, den vorhandenen Einbauraum möglichst gut zu nutzen. Diea bringt aber die Gefahr mit sich, daß die Schaltgeräte, Stromwandler und sonstige benötigte Bauelemente in dem Gehäuse unübersichtlich und schlecht zugänglich angeordnet sind, TIm Betriebsunter brechungen so kurz wie möglich zu halten, ist es aber wesentlich, evtl. auftretende Fehler rasch auffinden und beheben zu können.

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Die Erfindung befaßt sich mit einer elektrischen Steuereinrichtung für Motoren mit Schützen, Stromwandlern und weiteren Bauelementen, die zu einem auswechselbaren Einsatz für ein zur Vervrendung in Schlagwetter- oder explosionsgefahrdeter Umgebung bestimmtes druckfestes Gehäuse zusammengefaßt sind« Die Erfindung besteht darin, daß der Einsatz als Rahmen "mit schmaler rechteckiger Grundform ausgebildet ist, der die für die vorgesehenen Anwendungsfälle benötigten Stromwandler, Stromschienen und Kleramstellen in fester Anordnung trägt und der mit Steckkontaktvorrichtungen für Schütze und entsprechendes Zubehör zur lösbaren elektrischen Verbindung dieser Geräte mit den an dem Rahmen fest angeordneten Bauelementen versehen ist ο Der Rahmen läßt sich verhältnismäßig leicht in das druckfeste Gehäuse einsetzen, da die Schütze, deren Gewicht im allgemeinen beträchtlich ist, von dem Rahmen abnehmbar sind» Die Schütze brauchen erst nach dem Einsetzen und Anschließen des Rahmens im druckfesten Gehäuse auf den Rahmen aufgesetzt zu v/erden. Ist bei einer Störung nur ein Schütz betroffen, so kann man das Schütz herausnehmen, während der Rahmen in dem Gehäuse verbleibt und Kabel und Leitungen nicht abgeklemmt zu werden- brauchen.

Die schmale rechteckige Grundform des Rahmens kommt dem Wunsch nach, leichter Einsetzbarkeit in das G-ehäuse entgegen« Zweckmäßig wird man die Höhe des Rahmens entsprechend der Höhe des Eiribauraumes bemessen. Die Breite des Rahmens kann auf die Breite des Sinbauraumes derart abgestimmt sein, daß sich je nach der Gehäusebreite zwei, drei und mehr Rahmen nebeneinander aufstellen lassen.

In Weiterbildung der Erfindung können die Stromwandler, Stromschienen sowie Klemmstellen für zu- und abführende Leitungen an der Rückseite des Rahmens und die Schütze an der Vorder- . seite des Rahmens angeordnet sein. Dadurch erhält der Einbau-. raum eine übersichtliche Gliederung, und die Fläche des RaE-

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mens kann auf etwa die Summe der Grundflächen der Schütze beschränkt werden.

Ein weitgehend einheitlicher Aufbau der Rahmen läßt sich dadurch erzielen, daß der Rahmen für die Hauptstrombahnen von zwei übereinander angeordneten Schützen mit Steckkontaktvorrichtungen versehen ist, die an der Vorderseite des Rahmens Kontaktmesser und an der Rückseite des Rahmens Klemiastellen besitzen. Die Schütze lassen sich so schalten, daß entweder zwei Antriebe unabhängig voneinander mit gleichbleibender Drehrichtung gesteuert werden können oder andererseits ein Antrieb mit wechselnder Drehrichtung, d, h, im Wendebetrieb gesteuert werden kann« Der Übergang von der einen Betriebsart zur anderen kann dadurch erleichtert werden, daß die Stromzuführung zu den Schützen ausgehend von gemeinsamen Klemmstellen über Stromschienen an der Oberseite des oberen Schützes und an der Unterseite des unteren Schützes erfolgt, wobei zwei der zu dem einen Schütz führenden Stromschienen gekreuzt sind, und daß die Klemmstellen der den abgehenden Anschlüssen der Schütze zugeordneten Steckkontaktvorrichtungen in zwei parallelen Reihen zwischen den Schützen angeordnet sindo Beim übergang zur Steuerung eines Antriebes im Wendebetrieb genügt es dann, die zwischen den Schützen übereinander liegenden Klemmstellen paarweise miteinander zu verbinden und an die Verbindungsstellen über eine*n Satz der vorgesehenen Stromwandler den Antrieb anzuschließen.

Durch v/eitere Maßnahmen kann die Handhabung des Rahmens und seine Montage in dem druckfesten Gehäuse erleichtert werden» Beispielsweise kann der Rahmen mit Führungsschienen versehen sein, auf welche die Schütze mit Gleitstücken aufgesetzt werden können. Diese Führungsschienen nehmen das Gewicht der Schütze auf und führen die Schütze in der richtigen Stellung auf die Steckkontaktvorrichtungen zu. Je nach dem Gewicht der

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Schütze kann man die Rahmen "beidseitig oder nur einseitig mit Führungsschienen versehen. Ferner können die Rahmen mit Füßen versehen sein, die eine keilförmige Ausnehmung zum Übergreifen einer Schiene besitzen., Am oberen Ende können die Rahmen mit Laschen für Befestigungsschrauben versehen sein=

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in aen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Rahmen in einer Vorderansicht und einer Rückansicht. Figur 3 zeigt den Rahmen von der Seite teilweise im Schnitt und teilweise in der Ansicht entlang der Linie III-III in Figur 2»

Die Figuren 4 und 5 dienen zur Erläuterung, wie die an der Rückseite des Rahmens befindlichen Klemmstellen bei der Umstellung des Rahmens auf Wendebetrieb geschaltet werden»

Die Figuren 6 und 7 zeigen den Aufbau von Steckerleisten, mit denen die Schütze versehen sein können, um sie auf die Steckkontaktvorrichtungen des Rahmens aufsetzen zu können» Ben Aufbau der Steckerleisten an den Schützen zeigen die.Figuren 8 und 9 ο

Der in Figur 1 gezeigte Rahmen 1, der aus Stahlblech hergestellt sein kann, hat eine rechteckige Grundform und ist an seinen Längsseiten durch abgewinkelte Schenkel 2 und 3 begrenzt» An dem Rahmen 1 sind Steckkontaktvorrichtungen 4, 5, 6 und 7 angebracht, die zur Führung der Hauptströme von zwei Schützen 10- und 11 (Figur 3) zur Steuerung von Drehstrommotoren vorgesehen sind. Dementsprechend weist je.de dieser Vorrichtungen drei Kontaktmesser 12 auf, die mit Steckerleisten der Schütze zusammenwirken, wie noch erläutert wird. Die Steckkontaktvorrichtungen 4 und 7 befinden sich in der Nähe der Ober- bzw, der Unterkante des Rahmens 1 und die Steck-

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kontakt vorrichtungen 5 und 6 etwa in der Mitte des Rahmens 1 Das Schütz 10 ist hierbei zwischen den Steckkontaktvorrichtungen 4 und 5 und das Schütz 11 zwischen den Steckkontaktvorrichtungen β und 7 angeordnet.

An der Rückseite des Rahmens 1 (Figur 2) sind die Steckkontaktvorrichtungen 4, 5, 6 und 7 mit Klemmsteilen versehen, die schematisch als Kreise dargestellt und mit 13 "bezeichnet sind. Diese Klemmstellen können als Schraubverbindungen für Kabelschuhe und Schienen ausgebildet sein» Die Stromeinspeisung zu den Schützen 10 und 11 geschieht über gemeinsame Klemmstellen 14, die im Zuge von Stromschienen 15, 16 und 17 angeordnet sind. Diese Stromschienen sind in Figur 2 abgebrochen dargestellt, um die darunter befindlichen Stromwandler sichtbar zu machen.

An die Steckkontaktvorrichtungen 5 und 6, über welche die Hauptströme die Schütze 10 und 11 verlassen, sind Stromwandler für die Überstromüberwachung und die Strommessung angeschlossen. Diese Wandler sind fest an der Rückseite des Rahmens 1 aufgebaut. Wie die Figur 2 zeigt, sind an die Klemmstellen 13 der Steckkontaktvorrichtungen 5 drei Stromwandler 20 für die Überstromüberwaehung angeschlossen, wobei zwecks Erreichung ausreichend großer Abstände zwischen aen anzuschließenden Leitungen der linke Wandler 20 an die mittlere Klemmstelle 13 angeschlossen ist. Auf den linken Wandler 20 folgt ein weiterer, auf dem Rahmen 1 fest angeordneter Stromwandler 21 für die Strommessung,, Die freien Primärenden der Stromwandler 20 und 21 bilden Klemmetellen 22 für die Zuleitungen zu einem Hotor.

Die gleiche Anordnung von Stromwandlern befindet sich unterhalb der Steckkontaktvorrichtung 6. Demgemäß Bind an die Klemmeteilen 13 der Steckkontaktvorrichtung 6 spiegelbildlich

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zu der beschriebenen Anordnung drei Stromwandler 23 für die Überströmüberwachung und unterhalb des linken Stromwandlers 23 ein weiterer Stromwandler 24 für die Strommessung angeordnet. Die für den Anschluß eines weiteren Antriebes vorgesehenen Klemmstellen an den zuletzt genannten Wandlern sind mit 25 bezeichnet. Die Sekundäranschlüsse der genannten "Stromwandler sind ebenso wie die zugehörigen Überstromauslöser nicht dargestellt. Jie Auslöser, die vorzugsweise elektronischer Bauart sein können, lassen sich ebenfalls auf dem Rahmen 1 oder außerhalb dieses Rahmens anordnen.

Die Stromschienen 15 und 16 sind kurz vor dem Anschluß an die Klemmstellen 13 der Steckkontaktvorrichtung 7 gekreuzt, so daß die mittlere und die rechte der Klemmsteilen 13 der Steckkontaktvorrichtung 6 gegenüber den entsprechenden Klemmstellen der Steckkontaktvorrichtung 5 in der Phasenlage vertauscht sind. Sollen daher die Schütze 10 und 11 zur Steuerung eines Antriebes im Wendebetrieb benutzt werden, so genügt es, die übereinanderliegenden Klemmstellen 13 der Steckkontaktvorrichtungen 5 und 6 durch je ein Verbindungsstück 26 zu verbinden, wie dies in den Figuren 4 und 5 gezeigt ist. Das Verbindungsstück 26 besitzt einen Ansatz 27 > dessen Höhe ebenso groß wie die der zu den Wandlern führenden Anschlußschienen 30 ist ο Dadurch kann das Verbindungsstück 26 sowohl benutzt werden, wenn die Besetzung des Rahmens 1 mit Stromwandlern von vornherein auf den Wendebetrieb ausgelegt ist, wobei nur ein Satz der beschriebenen Stromwandleranordnung benötigt wirdο Dieser Pail liegt der Figur 4 zugrunde, in der Strom schienen 30 nur nach unten, d. h. zu den Wandlern 23 und 24 führen. -

Andererseits kann der Rahmen auch so ausgerüstet sein, daß er im Bedarfsfall zur Steuerung von zwei Antrieben verwendbar ist, wobei beide Sätze von Strorawandlern 20 und 21 sowie 23 und 24 benötigt werden und das Verbindungsstück 26 wegge-

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lassen wird» Will man dennoch den Rahmen für den Wendebetrieb benutzen, so kann das Verbindungsstück 26 in gegenüber Figur 4 umgedrehter Lage verwendet werden, so daß sowohl die zu den Stromwandlern 20 und 21 führenden Stromschienen 28 als auch die zu den Wandlern 23 und 24 führenden Stromschienen 30 angeschlossen werden können. Dies ist in Figur 5 dargestellt. Der Ansatz 27 weist dabei nach außen.

Der Rahmen 1 ist mit Durchbrechungen 31 und 32 (Figur 1) versehen, durch die hindurch die Stromwandler 20, 21 sowie 23, 24 bei abgenommenen Schützen 10 und 11 zugänglich sind» Zur Verbesserung der Übersichtlichkeit sind in Figur 1 die Stromwandler und Stromschienen nicht eingezeichnet. Der Rahmen 1 besitzt eine weitere ovale Durchbrechung 33, die mit einer Grummimanschette 34 ausgekleidet ist, um Leitungen für Steuerzwecke und eventuell vorgesehene Hilfssehalter der Schütze durch den Rahmen führen zu können= Zum Anschluß dieser Leitungen an die Schütze können ebenfalls Steckverbindungen dienen.

Um die Schütze 10 und 11 auf einfache Weise mit den Kontaktmessern 12 der Steckkontaktvorrichtungen 4 bis 7 in Verbindung bringen zu können, sind die Schütze mit Steckerleisten 40 versehen, wie sie in den Figuren 6 und 7 dargestellt sind₀ Die Steckerleisten 40 besitzen ein Gehäuse 41 aus Isolierstoff, das Füße 39 mit einseitig offenen Langlöchern 43 zur Befestigung am Rahmen der Schütze besitzt» Das Gehäuse 4"! hat drei Kammern 48, die beidseitig offen sind, wobei die untere öffnung 44 trichterartig erweitert ist„ Diese Erweiterungen übernehmen die Führung der Schütze 10 und 11 beim Aufsetzen auf den Rahmen. Jede der Kammern 48 enthält zwei Reihen von je drei Kontaktstücken 46, deren Enden 47 abgerundet oder ballig geformt sind. Blattfedern 50, die sich gegen die Wandungen der Kammern 48 abstützen, sorgen für den Anpreßdruck zwischen den Kontaktstücken 46 und den Kontaktmessern 12. Z\Tischen die Blattfedern 50 und die Kontakt-

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stücke 46 ist jeweils ein Isolierstück 51 eingelegte In den Kammern 48 sind die Kontaktstücke 46 durch eine Isolierstoffplatte -49 gesichert, die eine öffnung zum Durchtritt eines der Kontaktmesser 12 besitzt» In Figur 6 ist die Isolierstoffplatte 49 der rechten Kammer 48 fortgelassen, um die Kontaktstücke 46 vollständig zu zeigen,,

Wie die Figuren 8 und 9 zeigen, sind die Steckerleisten 40 auf gegenüberliegenden Seiten der Schütze 10 bzw„ 11 angeordnet» Die elektrische Verbindung der Kleramstellen 53 des Schützes mit &en Kontaktstückeη 46 ist durch Winkelstücke 54 hergestellt, die zwischen die Kontaktstücke 46 eingreifen» Ist ein mit einer Steckerleiste 40 versehenes Schütz auf die Kontaktmesser 12 aufgesetzt, so ergeben sich an der Verbindungsstelle durch die paarweise Anordnung der Kontaktstücke 46 jeweils zwei parallele Strombahnen_c Überlast- oder Kurzschlußströiae führen daher zu einer Erhöhung der Kontaktkraft, so daß auch bei derartigen hohen Strömen eine sichere Kontaktgabe aufrechterhalten wird«

An dem Rahmen 1 sind beidseitig Führungsschienen 60 mit abgeschrägten Vorderkanten 61 angebracht, um das Aufsetzen der Schütze 10 und 11 zu erleichtern_o Hierzu sind die Schütze mit je zwei Gleitstücken 42 versehen, die auf die Führungsschienen 60 aufgesetzt werden können» Die Führungsschienen übernehmen das Gewicht der Schütze und führen das Schütz derart gegen den Rahmen, daß die Steckerleisten 40 in der richtigen Stellung auf die Kontaktmesser 12 gelangen= Die endgültige Befestigung der Schütze geschieht mittels-Schrauben, die durch Augen 64 am Rahmen der Schütze in Gewindelöcher- 65 am Rahmen 1 (Figur 1) eingeschraubt werden,, Je nach dem Gewicht der Schütze können eine oder beide Führungsschienen weggelassen werden»

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Zur Befestigung in einem druckfesten Gehäuse ist der Rahmen 1 an seinem unteren Ende mit Füßen 70 versehen, die je eine keilförmige Ausnehmung 71 besitzen (Figur % Die eine Kante 72 dieser Ausnehmungen verläuft dabei parallel zu den Längskanten des Rahmens 1, so daß beim Aufsetzen des Rahmens auf eine Schiene 73, die fest im Inneren des- druckfesten Gehäuses angeordnet sein kann, der Rahmen mit dieser Kante 72 gegen die Schiene 73 gezogen werden kann. An seinem oberen Ende hat der Rahmen 1 Laschen 74 mit nach oben offenen Langlöchern 75, durch die Schrauben in entsprechende Gewindelöcher im Inneren des druckfesten Gehäuses eingeschraubt werden können»

In dem Raum zwischen den Füßen 70 und den Lasehen 74 besitzt der Rahmen 1 Auf lage fläche η 76 (Figur 1) für Kabel bzw=, Leitungen 80, die, wie in Figur 3 gezeigt ist, mittels Schellen 78 festgebunden sein können=

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Rahmen mit zwei Schützen versehen. Man kann jedoch auch drei oder mehr Schütze je Rahmen vorsehen, um eine noch größere Vielfalt in der Funktion zu erzielen»

11 Ansprüche
9 Figuren

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Claims

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Patentansprüche,

V 1o/Slektrische Steuereinrichtung für Motoren mit Schützen, Stromwandlern und Atfeiteren Bauelementen, die zu einem auswechselbarem Einsatz für ein zur Verwendung in schlag\-/etter- oder explosionsgefährdeter Umgebung bestimmtes druckfestes Gehäuse zusammengefaßt sind, dadurctygekennze ichne1. daß der Einsatz als Rahmen (1) mit schmaler rechteckiger Jrundform ausgebildet ist, der die für die vorgesehenen Anwendungsfälle benötigten Stromwandler (20, 21, 23, 24), Stromschienen (15, 16, 1?) und Klemmstellen (13, 22, 25) in fester Anordnung trägt und der mit Steckkontaktvorrichtungen (4, 5, 6, 7) für Schütze (10, 11) und entsprechendes Zubehör zur lösbaren elektrischen Verbindung dieser Geräte mit den an dem Rahmen (1) fest angeordneten Bauelementen versehen ist (Fig« 1, 2, 3).

2 ο Elektrische Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromwandler (20, 21, 23, 24), Stromschienen (15, 15, 17) sowie Klemmstellen (13, 22, 25) für zu- und abführende Leitungen an der Rückseite des Rahmens (1) und die Schütze (10, 11) an der Vorderseite des Rahmens (1) angeordnet sind (Fig- 3)ο

3c Elektrische Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (1) für die Hauptstrombahnen von zwei übereinander angeordneten Schützen. (10, 11) mit Steckkontaktvorrichtungen (4, 5, 6, 7) versehen ist, die an der Vorderseite des Rahmens (1) Kontaktmesser (12) und an der Rückseite des Rahmens (1) Klemmstellen (13) besitzen 1,2).

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4o Elektrische Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführung zu den Schützen (10, 11) ausgehend von gemeinsamen Klemmsteilen (14) über Stromschienen (15, 16, 17) an der Oberseite des oberen Schützes (10) und an der Unterseite des unteren Schützes (11) erfolgt, wobei zwei der £U dem einen Schütz (11) führenden Stromschienen (15, 16) gekreuzt sind, und daß die Kleramstellen (13) der den abgehenden Anschlüssen der Schütze (10, 11) zugeordneten Steckkontaktvorrichtungen (5, 6) in zv/ei parallelen Reihen zwischen den Schützen (10, 11) angeordnet sind (Figo i)o

5. Elektrische Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (1) Durchbrüche (31, 32) besitzt, durch die bei abgenommenen Schützen (10, 11) die Stromwandler (20, 21, 23, 24) zugänglich sind=

'6c Elektrische Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (1) mit Führungsschienen (60) und die Schütze (10, 11) mit einem Gleitstück (42) zum Aufsetzen auf die Führungsschienen (60) versehen sind,

7 ο Elektrische Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 die Schütze (10, 11) mit Steckerleisten (40) versehen sind, deren 3-ehäuse an den zum Aufsetzen auf die Kontaktnesser (12) der Steckkontaktvorriehtungen (4, 5> 6, 7) bestimmten Enden (44) trichterförmig erweitert sind (Fig_c 7)ο

8c Elektrische Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (1) an seinem unteren Ende Füße (70) zum Aufstellen auf entsprechenden Aufnahmeteilen des druckfesten Gehäuses und an seinem oberen Ende laschen (74) für Befestigungsschrauben besitzt (Fig_e 1,3)=

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ORIGINAL

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9o Elektrische Steuereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die PUOe* eine keilförmige Ausnehmung (71) zum übergreifen einer Schiene (73) "besitzen (Figo 3)«

1Oo Elektrische Steuereinrichtung nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß eine Begrenzungskante (72) der keilförmigen Ausnehmung (71) parallel zu den längskanten des Rahmens (1) verläuft (Figo 3)<,

11. Elektrische Steuereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (1) an seiner Ober- und seiner Unterseite von den laschen (74) bzw« den Füßen (70) seitlich begrenzte Anlageflächen (76) für Leitungen bzv/o Kabel (80) besitzt (Fig. 2, 3)«

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