DE2632986A1

DE2632986A1 - Verfahren zur herstellung eines kabels mit einer leitenden mantelschicht und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2632986A1
Application number: DE19762632986
Authority: DE
Inventors: Hans Jawggi
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1976-07-02
Filing date: 1976-07-22
Publication date: 1978-01-05
Also published as: FR2357043B1; GB1547035A; DE2632986B2; DK145149C; CH601901A5; DE2632986C3; YU156077A; FI61585B; DK292877A; FR2357043A1; FI61585C; JPS5336682A; NL7707342A; DK145149B; FI771958A; IT1079258B; SE7707585L

Description

Belegexemplar

Darf nicht geändert wjrdsn

Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

2I.O7.76 Stu 1

Verfahren zur Herstellung eines Kabels mit einer leitenden Mantelschicht und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahr ens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kabels mit einer leitenden Mantelschicht, bei dem zur Bildung der letzteren mehrere Leiter mit wechselnder Schlagrichtung einer Verseilstelle zugeführt, im Bereich der letzteren durch ein endloses Halteband geführt und zusammengehalten werden, das in einigen schraubenlinienförmigen Windungen um sie herumläuft, und mit einem zusätzlichen Leiterband derart umwickelt werden, dass dieses schraubenlinienförmig entlang dem Kabel verläuft.

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Bei Hochspannungskabeln ist der Mantel normalerweise mit einem mit einer metallischen, elektrisch leitenden, zum Schutz dienenden Mantelschicht versehen. Solche leitenden Mantelschichten weisen häufig eine Schicht von Drähten auf, die mäander- oder wellenlinienförmig entlang dem Kabel verlaufen. Diese von Drähten gebildete Schicht ist mit einem leitenden, schraubenlinienförmig verlaufenden Band umwickelt.

Bei bekannten Verfahren für die Herstellung eines solchen Kabels wird auf die Kabelseele ein weicher, plastisch deformierbarer Hilfsmantel aufgebracht. Die zur Bildung der leitenden Mantelschicht dienenden Drähte werden dann in den Hilfsmantel eingebettet und dadurch beim Umwickeln des Leiterbandes gehalten. Dieser weiche, plastisch deformierbare Hilfsmantel wäre an sich für das Kabel nicht erforderlich und dient ausschliesslich als Fabrikationshilfe. Er hat daher eine beträchtliche Verteuerung des Kabels zur Folge.

Bei einem der vorbekannten Verfahren wird ein endloses, flaches Halteband verwendet, das einige Male schraubenlinienförmig um die Drähte herumgewickelt ist. Das Halteband wird dabei so geführt und um die Drähte herumgewickelt, dass es parallel zum Leiterband in der Mitte zwischen den von diesem gebildeten Windungen verläuft·

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Die Führungsorgane zum Zuführen des Leiterbandes und die Führungsrillen zum Führen des Haltebandes sind dabei auf einem scheibenförmigen Träger montiert, der koaxial zur Kabelseele drehbar gelagert ist.

Bei diesem vorbekannten Verfahren werden die Drähte ebenfalls in einen plastisch deformierbaren Hilfsmantel eingebettet, der vorher auf die Kabelseele auf-

gebracht worden ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, bei dem auf das Anbringen eines Hilfsmantels verzichtet werden kann. Diese Aufgabe wird, ausgehend vom zuletzt, beschriebenen Verfahren, durch ein Verfahren der einleitend genannten Art gelöst, das erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass das Halteband derart zugeführt wird, dass es eine andere Steigung Und/oder Drehrichtung aufweist als das Leiterband, so dass es dieses stellenweise überdeckt und an die Leiter andrückt.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit Mitteln zur Zuführung und zum Transport einer Kabelseele, einem ersten, koaxial schwenkbar um die Kabelseele-gelagerten, mit Führungsorganen versehenen Träger, um mit abwechselnder Sohlag-

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richtung Leiter zuzuführen, einem zweiten, koaxial zur Kabelseele drehbar gelagerten, mit mindestens einem Pührungsorgan versehenen Träger, um die von den Leitern gebildete Schicht mit einem sehraubenlinienförmig verlaufenden Leiterband zu umwickeln, mindestens einer Führungsrolle, deren Drehachse entlang einer Kreisbahn um die Kabelseele drehbar ist, und einer Antriebsvorrichtung, um den zweiten Träger und jede Führungsrolle um die Kabelseele herum zu drehen. Die Vorrichtung ist erfindungsgemäss.dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter, um die Kabelseele drehbar gelagerter Träger vorhanden ist, der die Führungsrolle bzw. die Führungsrollen trägt, und dass die Antriebsvorrichtung derart ausgebildet und mit dem zweiten und dritten Träger verbunden ist, dass sie diese beiden Träger beim Betrieb mit unterschiedlicher Drehzahl und/oder Drehrichtung dreht.

Dies wird nun anhand eines in der Zeichnung dagestellten Ausführungsbeispiels und Varianten davon erläutert. In der Zeichnung zeigen

die Figur 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung eine· Kabels, mit zwei Führungsrollen,

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die Figur 2 eine axonometrische Ansioht eines Kabels,

und

die Figur 3 einen schematischen Querschnitt durch eine Variante einer Vorrichtung mit drei Führungsrollen.

Die in der Figur 1 dargestellte Vorrichtung dient zur Herstellung eines Kabels 1, das in grösserem Massstab in der Figur 2 dargestellt ist. Das für Hochspannungen vorgesehene Kabel 1 weist eine Kabelseele 2 mit beispielsweise drei isolierten Leitern 3 auf, die in eine Isoliermasse 4 mit kreiszylindrischer Aussenfläche eingebettet sind. Die Isoliermasse 4 ist von einem inneren Isoliermantel 5 umhüllt. An diesen schliesst eine Schicht von Leitern 6, nämlich Drähten, an, die konzentrisch um die Kabelseele 2 herum angeordnet sind und dieser wellenförmig entlang laufen. Zur Verdeutlichung sind die Leiter 6 in der Figur 1 nur zum Teil und dafür mit grossem Durchmesser dargestellt. Die Leiter 6 sind mit einem flachen Leiterband 7 umwickelt, das in der Figur 2 mit etwas übertriebener Dicke gezeichnet ist und schraubenlinienförmig entlang der Kabelseele 2 verläuft, wobei seine Steigung grosser als seine Breite ist. Die Steigung des Leiterbandes 7 kann beispielsweise etwa das Vierfache der Bandbreite betragen. Die Leiter 6 und das Leiterband 7 bilden zusammen eine leitende Mantelschicht 8. Diese ist von einem auaseren Isoliermantel 9 umhüllt.

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Die Vorrichtung weist ein Gestell mit einer Grundplatte 11 auf. Auf dieser ist bei der Eingangsseite mindestens ein Führungsorgan 12 zum Zuführen der Kabelseele 2 angeordnet, das etwa einen Sockel 13 und Führungsrollen 1Ί aufweisen kann. Ferner ist bei der Ausgangsseite der Vorrichtung mindestens ein Transportorgan 15 vorhanden, um die Kabelseele 2 und die leitende Mantelschicht 8 weiter zu transportieren. Jedes Transportorgan 15 weist etwa einen Träger 16, Rollen 17 und Raupenbänder 18 auf. Die Rollen 17 sind über ein schematisch durch eine strichpunktierte Linie angedeutetes Getriebe 20, etwa ein Transmissionsgetriebe, mit einer Antriebsvorrichtung 19 verbunden, die mindestens einen Motor und ein Getriebe mit mehreren Abgängen aufweist. Die Rollen 14 des Führungsorganes 12 können ebenfalls mit der Antriebsvorrichtung 19 verbunden sein.

Die Vorrichtung weist ferner einen ersten Träger 21 auf, der durch eine eine durchgehende LängsÖffnung aufweisende Hülse gebildet wird und koaxial zur Kabelseele 2 drehbar gelagert ist. Der erste Träger 21 ist mit einem sich konisch verjüngenden, Längsrippen 21b aufweisenden FUhrungsorgan 21a versehen, das zum Zuführen der Leiter 6 dient.-Die Leiter 6 werden von nicht dargestellten Vorratsrollen dem Führungeorgan 21a zugeführt. Der erste Träger 21 ist mittels eines sohematisch angedeuteten Lagers 22, das in einem mit

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dem Gestell verbundenen Lagerblock 23 gehalten ist, sowie weiterer, nicht dargestellter Lager gelagert. Der erste Träger 21 ist durch ein durch die strichpunktierte Linie 2¹J angedeutetes Getriebe mit der Antriebsvorrichtung 19 verbunden und wird beim Betrieb durch diese derart angetrieben, dass er eine periodische Hin- und Her-Schwenkbewegung ausführt.

Die Vorrichtung weist einen zweiten scheibenförmigen Träger 25 auf, der mittels mindestens eines in einem Lagerblock 27 gehaltenen Lagers 26 koaxial drehbar zur Kabelseele 2 gelagert ist und ebenfalls eine durchgehende Längsöffnung 25a aufweist, durch die der erste Träger 21 und das Kabel hindurchgeführt ist. Der zweite Träger 25 ist mit mindestens einem Führungsorgan 28 versehen, das eine Stütze 29 und eine drehbar gelagerte Rolle 30 aufweist, um dem Kabel das Leiterband 7 zuzuführen. Das Leiterband 7 wird dem Führungeorgan 28 über nicht dargestellte Umlenkrollen von einer ebenfalls nicht dargestellten Vorratsrolle zugeführt. Der Träger 25 weist einen Abschnitt 25b auf, der mit einer ringförmigen Rille 25c versehen iet und eine Transmissionsrolle bildet. Diese ist durch einen Riemen 31 mit einer Rolle 32 verbunden, die auf einer Well· 33 sitzt. Bei der letzteren handelt es eich um •in· Abtriebswelle der Antriebsvorrichtung 19.

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Die Vorrichtung weist einen dritten Träger 35 auf, der mittels eines in einem Lagerblock 37 des Gestells gehaltenen Lagers 36 koaxial drehbar zur Kabelseele 2 gelagert ist. Der Träger 35 weist eine durchgehende Längsöffnung 35a auf, durch die die Kabelseele 2 und die diese umhüllende, leitende Mantelschicht 8 hindurchgeführt sind. Auf dem dritten Träger 35 sind zwei ungleichlange Zapfen 38,39 befestigt. Auf den freien Enden der Zapfen 38,39 ist je eine Führungsrolle 40,41 drehbar gelagert. Die beiden Führungsrollen 4 0,41 sind auf sich diametral gegenüberstehenden Seiten der Kabelseele angeordnet und in Längsrichtung des Kabels etwas gegeneinander versetzt. Die Drehachsen 42,43 sind etwas schief zur Kabelseele 2, aber mindestens annähernd parallel zueinander. Die beiden Führungsrollen 40,41 führen ein Halteband 44, das in einigen Windungen schraubenlinienförmig um die leitende Mantelschicht 8 herumgewickelt ist. Das Halteband kann etwa durch eine elastisch dehnbare, einen vollen, kreisrunden Querschnitt aufweisende Seite gebildet sein und aus dem unter dem Markennamen Nylon bekannten Polyamid bestehen. Der Träger 35 weist eine ringförmige Rille 35b auf, in die ein Transmissions-Riemen 45 eingreift, der den Träger mit einer Riemenscheibe verbindet. Diese sitzt drehfest auf einer Abtriebswelle 47 der Antriebsvorrichtung 19«·

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Im folgenden soll nun die Herstellung eines Kabels erläutert werden.

Durch das Führungsorgan 12 und die weiteren vorhandenen Führungsorgane wird der in der Figur 1 dargestellten Vorrichtung eine Kabelseele 2 zugeführt und dann durch das Transportorgan 15 in der durch den Pfeil 50 dargestellten Richtung weitertransportiert. Die Kabelseele 2 wird bei der Verseilstelle 50 mit der leitenden Schicht 8 versehen. Zu diesem Zweck werden durch das Führungsorgan 21a mit wechselnder Schlagrichtung die Leiter 6 zugeführt. Ferner wird durch das Führungsorgan 28, das mit konstanter Winkelgeschwindigkeit auf einer Kreisbahn um die Kabelseele 2 herumgewegt wird, das Leiterband 7 zugeführt, so dass dieses die Leiter 6 umwickelt und an den Isoliermantel 5 der Kabelseele 2 andrückt.

Im Bereich der Verseilstelle 51 werden die Leiter 6 sowie das Leiterband 7 ferner vom endlosen Halteband M geführt und zusammengehalten. Der dritte Träger 35 mit den beiden Führungsrollen kO und ¹Jl wird dabei in einer Drehrichtung um die Kabelseele 2 gedreht, die zur Drehrichtung des Trägers 25 entgegengesetzt ist. Das Leiterband 7 und das Halteband M bilden also gegengängige Schraubenliniert. Im übrigen ißt die Drehzahl des dritten Trägers 35 etwa fünf Mal grosser als diejenige des zweiten Trägers 25. Dementsprechend ist die Steigung

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der vom Halteband 44 gebildeten Schraubenlinie etwa fünf Mal kleiner als diejenige des Leiterbandes 7. Die Steigung des Haltebandes 44 beträgt vorzugsweise höchstens zwei Drittel des Durchmessers der leitenden Mantelschicht 8. Die vom Leiterband 7 und vom Halteband 44 gebildeten Schraubenlinien schneiden einander. Dies hat zur Folge, dass das Halteband 44 das Leiterband 7 stellenweise überdeckt und an die Leiter 6 andrückt .

Wenn die Vorrichtung in Betrieb ist, wird das Halteband 44 bei der Führungsrolle 40 fortwährend auf das Kabel aufgewickelt und bei der Führungsrolle 41 wieder abgewickelt. Die beiden Führungsrollen können dabei frei drehen.

Die Steigung des Leiterbandes 7 ist gleich demjenigen Weg, um den die Kabelseele 2 während eines Umlaufee des zweiten Trägers 25 vorwärtsbewegt wird. Die Steigung des Haltebandes 44 ist gleich demjenigen Weg, den die Kabelseele 2 während eines Umlaufes des dritten Trägers 35 zurücklegt. Die Antriebsvorrichtung 19 muss selbstverständlich so ausgebildet sein, dass die Vorechubgesohwindigkeit des Kabels die Schwenkgeschwindigkeit des ersten Trägers 21 und die Drehgeschwindigkeiten der beiden Träger 35 und 36 während der Herstellung eines Kabels konstant bleiben oder zumindest immer das gleiche Verhältnis zueinander aufweisen.

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Das Halteband M ist elastisch und etwas vorgespannt, so dass es das Leiterband 7 und die Leiter 6 unter Vorspannung an den inneren Isoliermantel 5 der Kabelseele 2 andrückt. Das Halteband M besteht zweckmässigerweise aus einem schweiss- oder klebbaren Material. Am Anfang eines Herstellungsprozessee kann dann ein Stück Band auf die Länge zugeschnitten, um den Anfang des Kabels gewickelt, über die beiden Führungsrollen ¹JO^l geführt und bei den Enden verschweisst oder verleimt werden. Das Halteband M ist dabei derart um das Kabel herumzuführen, dass seine Steigung mit derjenigen Steigung übereinstimmt, die sich nachher beim Betrieb aus der Transportgeschwindigkeit des Kabels und der Drehzahl des Trägers 35 ergibt. Ferner ist das Halteband ¹J¹J in so vielen Windungen um das Kabel herumzuführen, dass die Länge der von ihm gebildeten Schraubenlinie auf die Anordnung der Führungsrollen IJO₁ ¹Jl abgestimmt ist, so dass das Halteband auf der leitenden Mantelschicht 8 nicht rutscht.

Wenn das Halteband M, wie erwähnt, einen kreisrunden Querschnitt aufweist, kann es schnell und einfach um das Kabel herumgewickelt und bei den Enden verschweisst werden, ohne dass man auf die Verdrehung achten muss. Ferner passt es sich dann gut an die Oberfläche der leitenden Mantelschicht an. Das Halteband kann jedoch ohne weiteres etwa Längsrillen aufweisen, sonst aber

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rund sein. Seine zwischen den Rillen vorhandenen Flächenabschnitte sollten dann zweckmässigerweise immer noch Teile eines Kreiszylinders bilden, so dass das Band im wesentlichen immer noch kreisrund ist.

Beim vorstehend beschriebenen Verfahren kann also die leitende Mantelschicht direkt auf den inneren Isoliermantel 5 der Kabelseele aufgebracht werden. Der letztere wird dabei nicht oder höchstens unwesentlich plastisch deformiert. Das Kabel kann also hergestellt werden, ohne dass vorgängig vor der Bildung der leitenden Mantelschicht 8 eine besondere, plastisch deformierbare Hilfs-Schicht aufgebracht wird.

Nach der Bildung der leitenden Mantelschicht 8 kann noch in üblicher Weise der äussere Isoliermantel 9 hergestellt werden. Selbstverständlich können bei Bedarf auch noch weitere Schichten aufgebracht werden.

Die Figur 3 zeigt einige Elemente einer Variante einer Vorrichtung für die Herstellung eines Kabels 101. Die Vorrichtung weist einen drehbar gelagerten dritten Träger 135 auf, auf dem drei Führungsrollen 140,1¹Il, 142 drehbar gelagert sind, die das Halteband I¹J¹I führen. Im übrigen kann die Vorrichtung etwa gleich ausgebildet sein, wie die in der Figur 1 dargestellte Vorrichtung.

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Im übrigen kann noch eine Spannrolle vorgesehen werden,, deren Lager bewegbar gehalten ist. Durch eine am Lager angreifende Feder kann dann eine das Halteband spannende Kraft erzeugt werden. Ferner könnte man auch nur eine einzige Führungsrolle vorsehen, die durch eine zum Kabel · schiefe Walze gebildet ist und sich über die ganze Länge der vom Halteband gebildeten Wicklung erstreckt. Diese Ausführung hätte allerdings den Nachteil, dass das Kabel mit einem einseitigen Zug beaufschlagt würde.

Beim vorstehend beschriebenen Verfahren v/eisen die vom Leiterband 7 und vom Halteband gebildeten Schraubenlinien sowohl unterschiedliche Drehrichtungen als auoh unterschiedliche Steigungen auf. Im Prinzip ist jedoch schon eine dieser Bedingungen ausreichend, um zu bewirken, dass das Halteband stellenweise direkt an den Leitern 6 und stellenweise am Leiterband anliegt.

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Claims

Kabel- und Metallwerke 2632936 Gutehoffnungshütte Alctiengesellschaft Stu 1 2I.O7.76 Patentansprüc he "

1. Verfahren zur Herstellung eines Kabels mit einer leitenden Mantelschicht, bei dem zur Bildung der letzteren mehrere Leiter mit wechselnder Schlagrichtung einer Verseilstelle zugeführt, im Bereich der letzteren durch ein endloses Halteband geführt und zusammengehalten werden, das in einigen schraubenlinienförmigen Windungen um sie herumläuft und mit einem zusätzlichen Leiterband derart umwickelt werden, dass dieses schraubenlinienförmig entlang dem Kabel verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteband derart zugeführt wird, dass es eine andere Steigung und/oder Drehrichtung aufweist als das Leiterband, so dass es dieses stellenweise überdeckt und an die Leiter andrückt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein elastisch dehnbares Halteband verwendet . und vorgespannt wird.

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3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass ein Halteband mit im -wesentlichen kreisrundem Querschnitt verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteband derart zugeführt wird, dass es eine kleinere Steigung aufweist als das Leiterband.

5· Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteband derart zugeführt wird, dass seine Steigung höchstens zwei Drittel des Durchmessers der leitenden Mantelschicht beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteband beim Beginn der Herstellung eines Kabels dadurch gebildet wird, dass ein Bandstück um den Mantel des Kabels herumgewickelt wird und seine Enden miteinander verschweisst oder verleimt werden.

7· Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter beim Verseilen derart auf eine sich unter ihnen befindende Isolier-Mantelschicht aufgebracht werden, dass diese keiner plastischen Deformation unterworfen wird.

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8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1 oder einem der folgenden mit Mitteln zur
Führung und zum Transport einer Kabelseele, einem
ersten, koaxial schwenkbar um die Kabelseele gelagerten, mit ^ührungsorganen versehenen Träger, um
mit abwechselnder Schlagrichtung Leiter zuzuführen,
einem zweiten, koaxial zur Kabelseele drehbar gelagerten, mit mindestens einem Führungsorgan versehenen Träger, um die von den Leitern gebildete Schicht mit einem schraubenlinienförmig verlaufenden Leiterband zu umwickeln, mindestens einer Führungsrolle,
deren Drehachse entlang einer Kreisbahn um die Kabelseele drehbar ist_r und einer Antriebsvorrichtung, um den zweiten Träger und jede Führungsrolle um die Kabelseele herumzudrehen, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter, um die Kabelseele (2) drehbar gelagerter Träger (35i 135) vorhanden ist, der die Führungsrolle bzw. die Führungsrollen (40 , 4-1, lAO, l4l, I*t2> trägt und dass die Antriebsvorrichtung (19) derart ausgebildet und mit dem zweiten und dritten Träger verbunden ist, dass sie diese beiden Träger (25,35,135) beim Betrieb mit unterschiedlicher Drehzahl und/
oder Drehrichtung dreht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (19) derart ausgebildet

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ist, dass sie den dritten Träger (35) beim Betrieb mit grösserer Drehzahl dreht als den zweiten Träger (25).

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9» dadurch gekenn-, zeichnet, dass die Drehachse (42,43) jeder Führungsrolle (4O,4l) schief zur Kabelseele (2) ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteband (44) einen im wesentlichen kreisrunden Querschnitt aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteband (44) elastisch ist.

13· Vorrichtung nach Anspruch 8 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteband (44) schweissbar ist.

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