DE3044366A1

DE3044366A1 - Aus mindestens zwei bauteilen bestehendes hochspannungsschaltgeraet

Info

Publication number: DE3044366A1
Application number: DE19803044366
Authority: DE
Inventors: Dante 69330 Meyzieu Nicoloso
Original assignee: Alsthom Atlantique SA
Current assignee: Alstom SA
Priority date: 1979-11-30
Filing date: 1980-11-25
Publication date: 1981-08-27
Also published as: IT8068821A0; ES497264A0; FR2471038B1; CH638925A5; IN155010B; US4386250A; IT1129386B; BR8007822A; ES8200194A1; FR2471038A1; CA1154060A; DE3044366C2

Description

aus mindestens zwei bauteilen bestehendes hochspannungsschaltgerXt

Die Erfindung betrifft Hochspannungsschaltgerate, die zum Transport vom Herstellungsort zur Baustelle oder zu Wartungszwecken in mehrere Bauteile zerlegt werden und auch in zerlegtem Zustand mit einem gasförmigen oder flüssigen Dielektrikum gefüllt bleiben müssen. Sie betrifft insbesondere Schaltgeräte, die ein Druckgas mit hoher Durchschlagfestigkeit enthalten, beispielsweise Schwefelhexafluorid.

Hochspannungsschaltgerate bestehen häufig einerseits aus den in einer oder mehreren Trennkammern im oberen Bereich des Geräts angeordneten Abschaltorganen und andererseits aus Isolierstützen, durch die die Schaltstange zur Betätigung der Abschaltorgane verläuft. Im Betrieb sind Trennkammern und stützen unter Abdichtung nach außen zusammengebaut und stehen im Innern miteinander in Verbindung. Für Transport- und Wartungszwecke ist es jedoch vorteilhaft, die beiden Bestandteile trennen zu können und dabei die Dichtheit jedes Bestandteils für sich aufrechtzuerhalten.

Aus der FR-PS 2 272 475 ist es bekannt, zur Montage und Demontage von Hochspannungsschaltgeräten im Werk oder am Installationsort Dichtungsvorrichtungen vorzusehen, mit denen die Montagearbeiten vorgenommen werden können, ohne daß die betroffenen Gehäusebauteile des Schaltgeräts geleert, unter Vakuum gesetzt und wieder gefüllt werden müssen. Diese vorgeschlagenen

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ORIGINAL INSPECTED

Vorrichtungen benötigen jedoch vor dem Auseinanderbau einen zusätzlichen Hub für die Schaltstange des Geräts über die normal« Endstellung hinaus, was in der Praxis dazu zwingt, den normalen Endanschlag vor Trennung der Schaltstange zu beseitigen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hochspannungsschaltgerät anzugeben, dessen Bauteile ohne Unterbrechung der Dichtheil und ohne Überschreiten des normalen Hubendes der Schaltstange voneinander getrennt werden können.

Gegenstand der Erfindung ist ein aus mindestens zwei Gehäusebauteilen bestehendes Hochspannungsschaltgerät, die im Betrieb miteinander in Verbindung stehen und mit einem unter Druck stehenden Dielektrikum gefüllt sind und durch die eine Schaltstange zur Betätigung von Abschaltorganen verläuft, dadurc] gekennzeichnet, daß ein verschiebbarer als Schleuse wirkender Zwischenraum zwischen den beiden Gehäusen vorgesehen ist, sowie Dichtmittel, mit denen die Abdichtung der Schleuse in Richtung eines der Gehäuse und in Richtung des anderen Gehäuses erreicht wird, und daß die Schleuse zwei mit jeweils einem der Gehäuse fest verbundene trennbare Teile umfaßt, und die Schaltstange im Innern der Schleuse Mittel zur Trennung in zwei mit jeweils einem der Gehäuse fest verbundene Teilstangen besitzt.

Bezüglich von Merkmalen bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird auf die Unteransprüche verwiesen. Die Erfindung wird nun anhand einiger Ausführungsbeispxele mithilfe der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Halbschnitt durch ein Schaltgerät, bei dem die Erfindung anwendbar ist.

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Fig. 2" zeigt ein Detail im Halbschnitt durch ein erfindungsgemäßes Hochspannungsschaltgerät.

Pig. 3 zeigt denselben Gegenstand wie Fig. 2 nach einem ersten Zerlegungsschritt.

Fig. 4 zeigt denselben Gegenstand wie Fig. 3 nach einem zweiten Zerlegungsschritt.

Fig. 5 zeigt denselben Gegenstand wie Fig. 4 nach einem dritten Zerlegungsschritt.

Fig. 6 zeigt eine erste Ausführungsvariante analog zur Darstellung in Fig. 2.

Fig. 7 ist eine vergrößerte Ansicht einer Einzelheit aus Fig. 6.

Fig. 8 zeigt eine zweite Ausführungsvariante analog zur Darstellung in Fig. 2.

Fig. 1 zeigt ein Hochspannungsschaltgerät mit einer im oberen Teil untergebrachten, aus einem zylindrischen hohlen Keramikisolator bestehenden Trennkammer 1. Der Isolator ist auf einer zylindrischen Isolierstütze 2 befestigt, die ihrerseits auf einem Metallgerüst 50 ruht. Die Trennkammer enthält einen mit einer äußeren Anschlußklemme 52 in Verbindung stehenden Festkontakt 51. Die Festkontaktfinger wirken in herkömmlicher Weise mit einem am Ende einer in der Längsachse der Trennkammer verlaufenden Stange 6 ausgebildeten beweglichen Kontakt zusammen, Die Stange 6 bildet den oberen Abschnitt einer Schaltstange 42 für den beweglichen Kontakt. Diese Schaltstange umfaßt ferner einen Isolierabschnitt 12 und einen dritten Abschnitt

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Der _Iaolierabschnitt 12 durchquert den unteren Teil der Trennkairaner 1, die Isolierstütze 2 und eine unter der Isolierstütze 2 zwischen letzterer und einem Schaltzylinder 32 liegende Kammer 33. Der Abschnitt 31 der Schaltstange ist einerseits innerhalb der Kammer 33 mit dem Isolierabschnitt 12 der Schaltstange und andererseits mit dem Kolben 53 eines Schaltzylinders 32 verbunden, mit dem die gesamte Schaltstange 42 des beweglichen Kontakts betätigt wird.

Der elektrisch leitende Stangenabschnitt 6 steht ferner über einen elektrischen Gleitkontakt 54 und einen zylindrischen Mantel 23 mit einem Ringflansch 24 in Verbindung, der eine hier nicht dargestellte äußere Anschlußklemme trägt.

Die von der Trennkammer 1 und der Isolierstütze 2 gebildeten Gehäuse sind mit einem dielektrischen Gas gefüllt und nach außen hermetisch abgedichtet. Jedoch stehen sie miteinander im Betrieb in Verbindung.

Fig. 2 zeigt im einzelnen die Verbindung zwischen der Trennkammer 1 und der Isolierstütze 2. An ihrem unteren Ende besitzt die Trennkammer 1 einen Befestigungsflansch 55, der auf den Ringflansch 24 geschraubt ist. An ihrem oberen Ende weist die Isolierstütze 2 ebenfalls einen Befestigungsflansch 56 auf, der seinerseits an einen Ringflansch 44 angeschraubt ist. Das aus dem Befestigungsflansch 55 und dem Ringflansch 24 bestehende Gebilde wird mit Hilfe von Schrauben 35 und Muttern 39 am Flansch 44 befestigt. Die Abdichtung der Trennkammer 1 gegenüber dem Flansch 24 wird mithilfe einer Dichtung 3 erreicht, während die Abdichtung der Isolierstütze 2 gegenüber dem Flansch 44 mithilfe einer Dichtung 11 gewährleistet wird.

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An seiner inneren~Peripherie -weist der Rinflansch 24 einen Zylinder auf, dessen Mantel 23.-sich-ins Innere der Trennkammer 1 erstreckt. Der Zylinder besitzt einen oberen Boden 57, der den mit dem Gleitkontakt 54 in Berührung stehenden Stangenabschnitt 6 umgibt. Ferner weist der Boden 57 Öffnungen 26 auf.

Die innere Peripherie des Ringflanschs 44 endet in Höhe eines den Isolierabschnitt 12 der Schaltstange umgebenden Lochs 22. Ferner besitzt der Ringflansch 44 eine Gleitbacke 19, deren an diesem Flansch befestigte Basis einen Dichtring 25 aufweist, der mit der Innenwandung des zylindrischen Mantels 23 zusammenwirkt, in den die Gleitbacke gesteckt ist. Das Ende der Gleitbacke 19 ist mit einem nach innen ragenden Kragen 18 versehen, durch den parallel zur Stange 42 Gewindelöcher 58 verlaufen.

Ein Hohlkolben 15 ist um den Verbindungsbereich der Abschnitte 6 und 12 der Schaltstange herum angeordnet. Der Kolben 15 besteht einerseits aus einem Hohlkörper 45, der einen unter den Kragen 18 greifenden Fuß 46 aufweist und mit einer mit dem Inneren der Gleitbacke 19 zusammenwirkenden Dichtung 10 versehen ist, und andererseits aus einem ringförmigen Zylinderkopf 7 mit Flanken, die über die Wandungen des zylindrischen Körpers 45 hinausragen. Die Außenwandung des Zylinderkopfs 7 ist mit einer Dichtung 4 versehen, die mit der Innenwandung des zylindrischen Mantels 23 zusammenwirkt, und zwischen den zylindrischen Körper 45 und den Zylinderkopf 7 ist eine Dichtung 17 zwischengelegt. Verschiebbare Anschläge 8 sind unter der äußeren Flanke des Zylinderkopfs 7 angebracht, während verschiebbare Anschläge 40

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unter der Innenflanke des Zylinderkopfs 7 angeordnet sind. Zwischen dem Zylinderkörper 45 und dem Flansch" 44 ist unter einer Ausnehmung dieses zylindrischen Körpers eine Kompressionsfeder 16 angeordnet, während Bedienungsschrauben .14, deren Kopf den Anschlägen 8 gegenüberliegt, in die Gewindelöcher 58 eingeschraubt sind.

Das obere Ende des Isolierabschnitts 12 weist einen Ringflansch 36 auf, dessen Peripheriefläche mit einer Dichtung 9 versehen ist, die mit der Innenwandung des zylindrischen Körpers 45 zusammenwirkt.

Das untere Ende des Stangenabschnitts 6 trägt einen Gegenflansch 37, der mithilfe von Schrauben 13 am Flansch 36 befestigt ist. Ferner besitzt der Abschnitt 6 oberhalb des Gegenflanschs 37 einen ringförmigen Vorsprung 38, in dessen Peripherie ein Dichtring 5 eingelassen ist, der mit der Innenwandung des Kolbenkopfes 7 zusammenwirkt.

In der Darstellung gemäß Fig. 2, die der Schließstellui des Schaltgeräts entspricht, wurde die .Schaltstange 42 mithilfe des Betätigungszylinders 32 in Hochstellung gebracht. In dieser Stellung bildet sich zwischen einerseits dem Stangenabschnitt 6 und dem zylindrischen Körper 45 des Kolbens und andererseits dem Flansch 36 und der Innenflanke des Zylinderkopfs 7 ein veränderliches Volumen, das einen schleusenartiyen Raum 41 ergibt, der auf einer Seite einen ringförmigen Durchlaß 21 zwischen dem Ende des Flanschs 36 und dem zylindrischen Körper 45 und auf der anderen Seite einen ringförmigen Durchlaß 20 zwischen dem Vorsprung 38 und der Innenflanke des Kolbenkopfs 7 bildet.

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ORIGINAL INSPECTED

Die aus der Trennkammer 1 und der Isolierstütze 2 gebildeten Gehäuse sind nach außen abgedichtet und mit einem unter Druck stehenden dielektrischen Gas gefüllt. Zwischen diesen beiden Bestandteilen besteht jedoch eine freie Verbindung durch die öffnungen 26, den Durchlaß 20, den Raum 41, den Durchlaß 21 und den Durchlaß 22.

In Öffnungsstellung ist die Schaltstange 42 durch den Betätigungszylinder 32 in Tiefstellung gebracht und die ringförmigen Durchlässe 20 und 21 öffnen den Raum 41 noch mehr, so daß zwischen den beiden Gehäusen weiterhin eine freie Verbindung besteht.

In Schließstellung des Schaltgeräts erfolgt der Auseinanderbau und die Trennung der Trennkammern der Isolierstütze 2 auf folgende Weise : In einer ersten Phase, deren Abschluß in Fig. 3 dargestellt ist, beginnt man damit, die beiden Gehäusebauteile durch Entfernen der Muttern 3 9 von den Schrauben 35 voneinander zu lösen, anschließend werden mithilfe eines hier nicht dargestellten Hebezeugs der Flansch 24 und die Trennkammer 1 angehoben, die dadurch vom Flansch 44 getrennt werden. Während dieses Arbeitsschritts gleitet der zylindrische Mantel 2 3 zunächst entlang der Gleitbacke 19 und dann entlang dem Kolbenkopf 7. Die Dichtheit der Trennkammer 1 wird zunächst durch die Dichtung 25 und dann gleichzeitig durch die Dichtungen 25 und 4 gewährleistet, bevor die Dichtung 25 vom Mantel 23 getrennt wird. Nach diesem Arbeitsgang ist der Zugang zu den Köpfen der Schrauben 14 frei, so daß diese Schrauben 14 tiefer eingedreht werden können. Der Kolbenfuß 46, der an den Kragen 18 anstieß, wird dadurch tiefer

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gedrückt, und die Außenflanke des Kolbenkopfs gleitet weiterhin auf der Wandung 2 3, während die Innenflanke des Kopfs 7 den Durchlaß 20 versperrt und an dem Vorsprung 38 der Stange zum Anschlag kommt; dabei gleitet der Flansch 36 im zylindrischen Körper 45, wie es aus Fig. 4 hervorgeht.

In dieser Stellung wird ersichtlich, daß der schleusenartige Raum 41 soweit verschoben ist, daß die ringförmigen Durchlässe 20 und 21 verschwunden sind und zwischen dem schleusenartigen Raum 41 einerseits und den Gehäusen der Trennkammer und der Isolierstütze 2 andererseits keine Verbindung mehr besteht. In dieser Stellung sorgen die Dichtungen 9 und 5 für die Abdichtung. Anschließend wird der Zylinderkopf 7 vom zylindrischen Körper 45 durch Verschieben des Anschlags 8 getrennt und mit demselben Anschlag 8 am Flansch 24 befestigt, wie es in Fig. 5 dargestellt ist.

Ausgehend von dieser Stellung wird die Schraube 14 weiter eingedreht, bis der Zylinderfuß 46 unter Zusammendrücken der Feder 16 auf den Flansch 44 auftrifft.

Der schleusenartige Raum 41 ist nun geöffnet. Der Kolbenkopf 7 wird dann mit der Stange 6 fest verbunden, indem der Anschlag 40 unter den Vorsprung 38 gebracht wird,und die Schrauben 13, mit denen der Isolierabschnitt 12 mit dem Kontaktabschnitt 6 der Schaltstange verbunden ist, werden gelöst. Nun kann die Trennkammer 1 vollkommen von der Isolierstütze 2 getreni werden, ohne daß die jeweiligen Innenräume undicht werden.

Nur das im Raum 41 und im Raum zwischen dem zylindris< Mantel 23 einerseits und dem Kolben 15 und der Gleitbacke 19 an-

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dererseits enthaltene Gas geht bei dieser Demontage verloren.

Beim Aufbau der Trennkammer 1 auf die Isolierstützen 2 geht man entsprechend in umgekehrter Reihenfolge vor. Die zwischen der Dichtung 25 und der Dichtung 60 zwischen den Flanschen 24 und 44 enthaltene Luft läßt man mithilfe einer Ablaßschraube 61 entweichen.

Eine ähnliche Konstruktion kann auch auf die Verbindung zwischen dem Stützisolator 2 und der Zwischenkammer 33 Anwendung finden.

Es kann vorkommen, daß bei Auseinanderbau des Schaltgeräts unter feuchter Atmosphäre Feuchtigkeitsspuren von der Außenwandung der Gleitbacke 19 und des zylindrischen Mantels 23 adsorbiert werden.

Diese Feuchtigkeit, die nach Wiederzusammenbau des elektrischen Schaltgeräts in dessen Innerem verbleibt, kann eine gute elektrische Isolierung beeinträchtigen.

Dies kann verhindert werden durch die nachfolgend beschriebenen Varianten.

In der Ausführung gemäß den Figuren 6 und 7 wird im unteren Teil der Gleitbacke 19 ein Hohlraum 70 vorgesehen. Dieser Hohlraum steht über eine Bohrung 71 mit dem von der Gleitbacke und dem Mantel 23 gebildeten Innenraum in Verbindung.

Über eine zweite Bohrung 72 steht der Hohlraum 70 mit einer Leitung 73 in Verbindung, die in den Flansch 24 eingearbeitet ist und nach außen führt.

Der Hohlraum kann durch ein mit einer Dichtung 75 versehenes und durch eine Feder 76 beaufschlagtes Ventil 74 verschlossen werden.

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Diese Vorrichtung arbeitet"dann folgendermaßen :

Nach Wiederzusammenbau des Schaltgeräts wird zur Entfernung der Flüssigkeitsspuren aus dem Inneren des Geräts das Ventil 74 geöffnet, indem es mithilfe einer Stange 77 nach innen geschoben wird.

Das im Schaltgerät enthaltene Druckgas strömt dadurch rasch nach außen und bläst durch den Innenraum 69, wodurch die Luft und eventuell an den Wandungen dieses Innenraums haftende Flüssigkeitsspuren nach außen mitgerissen werden.

Dieses Durchblasen erfolgt solange, bis der Druck im Inneren des Geräts beispielsweise von 0,3 bar auf 0,1 bar abgefallen ist. Dann wird die Stange 77 entfernt und ein Stopfen 78 eingesetzt.

In der in Fig. 8 dargestellten Ausführung steht der Innenraum 69 niemals mit dem Innenraum des Geräts in Verbindung.

Hierzu besitzt der Mantel 23 einen konstanten Innendurchmesser, so daß der ringförmige Kopf 7 des Kolbens und der Mantel 23 mit zwischengeschaltetem Dichtring 4 ständig miteinander in Berührung stehen.

Die bei einem Auseinanderbau des Geräts in den Innenraum 69 gelangende Luft und eventuelle Feuchtigkeit können somit nach dem Wiederzusammenbau nicht ins Innere des Geräts gelangen.

In dieser Ausführungsform kann daher die Dichtung 25, mit der die Vorrichtung in den anhand der Figuren 1 bis 7 beschriebenen Ausführungsformen versehen war, entfallen, so daß die Gleitbacke 19 vereinfacht wird.

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Claims

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ALSTHOM-ATLANTIQUE 3 Q 4 A 3 β 6

38, avenue Kleber 75784 PARIS CEDEX 16 Frankreich

AUS MINDESTENS ZWEI BAUTEILEN BESTEHENDES HOCHSPANNUNGS SCHALT GER A^-T

PATENTANSPRÜCHE

ill- Aus mindestens zwei Gehäusebauteilen bestehendes Hochspannungsschaltgerät, die im Betrieb miteinander in Verbindung stehen und mit einem unter Druck stehenden Dielektrikum gefüllt sind und durch die eine Schaltstange zur Betätigung von Abschaltorganen verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß ein verschiebbarer als Schleuse wirkender Zwischenraum (41) zwischen den beiden Gehäusen vorgesehen ist, sowie Dichtmittel (5,9), mit denen die Abdichtung der Schleuse in Richtung eines der Gehäuse (1) und in Richtung des anderen Gehäuses (2) erreicht wird, und daß die Schleuse zwei mit jeweils einem der Gehäuse festverbundene trennbare Teile (7,45) umfaßt, und die Schaltstange (42) im Innern der Schleuse Mittel (13,36,37) zur Trennung in zwei mit jeweils einem der Gehäuse festverbundene Teilstangen (6,12) besitzt.

2 - Hochspannungsschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als Schleus wirkende Zwischenraum (41) aus einem zwischen dem Ende des erste Teils (6) der Schaltstange (42) und dem Inneren eines hohlen Kolbens (15) gebildeten zylindrischen Raum besteht, der auf der einen Seite durch einenmit einem ersten Teil des Kolbens (7)

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zusammenwirkenden Vorsprung (38) des ersten,Teils der Stange und auf der anderen Seite durch einen mit dem_zweiten Teil des Kolbens (45) zusammenwirkenden Plansch (36) des zweiten Teils der Stange begrenzt wird.

3 - Hoehspannungsschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gehäuse (1) an seinem Ende einen Verbindungsflansch (24) zur Befestigung an einem zweiten, am Ende des anderen Gehäuses (2) angeordneten Verbindungsflansch (44) besitzt, wobei der erste Flansch einen zylinderförmigen Mantel (23) aufweist, in dessen Innenraum eine mit dem zweiten Flansch festverbundene, mit einem Dichtmittel (10) versehene Gleitbacke (19) läuft.

4 - Hoehspannungsschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichne t, daß der Kolbenkopf (7) gleitend angeordnet und mit einem Dichtmittel (4) innerhalb des zylindrischen Mantels (23) versehen ist, und daß der Kolbenfuß (46) gleitend angeordnet und mit Dichtmitteln (10) innerhalb der Gleitbacke (19) versehen ist.

5 - Hoehspannungsschaltgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Bereich der Gleitbacke (19) ein Hohlraum (70) eingearbeitet wird, der einerseits über eine erste Bohrung (71) mit dem vom Mantel (23) und der Gleitbacke (19) begrenzten Raum und andererseits über eine zweite Bohrung (72) und über eine Leitung (7 3) im Flansch (24) mit der Außenluft in Verbindung steht und durch ein

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Ventil (24). verschlossen wird, das durch den Kanal (73) betätigt wird.

6 - Hochspannungsschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gehäuse (1) an seinem Ende einen ersten Flansch (24) aufweist, der mit einem zweiten Flansch (44) am Ende des anderen Gehäuses (2) verbunden wird, wobei der erste Flansch einen zylindrischen Mantel (23) besitzt, in dessen Innerem eine mit dem zweiten Flansch fest verbundene Gleitbacke (19) angeordnet ist, wobei der Kopf (7) des Kolbens (15) im Mantel (23) gleitend und mit einem Dichtmittel (4) versehen und der Fuß (46) des Kolbens (25) im Inneren der Gleitbacke (19) gleitend und mit Dichtmitteln (10) versehen angeordnet sind, sowie der Innendurchmesser des Mantels über seine gesamte Länge hinweg konstant ist, so daß jegliche Verbindung zwischen einerseits dem zwischen Mantel (23) und Gleitbacke (19) enthaltenen Raum (69) und andererseits dem Innern der Gehäuse (1,2) vermieden wird.

7 - Hochspannungsschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenkopf (7) mit Mitteln (8) versehen ist, mit denen er mit dem Kolbenkörper (45) und dem Flansch (24) fest verbunden werden kann sowie mit Mitteln (40), mit denen er mit dem ersten Teil (6) der Schaltstange (42) fest verbunden wird, wenn die beiden Teile (7, 45) des Kolbens (15) voneinander getrennt sind.

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