DE2409685A1

DE2409685A1 - Kabelverbindungsmuffe

Info

Publication number: DE2409685A1
Application number: DE2409685A
Authority: DE
Inventors: Frederick Carl Desio; Walter Myers Werner
Original assignee: AMP Inc
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 1973-03-08
Filing date: 1974-02-28
Publication date: 1974-09-12
Also published as: JPS507092A; CA1002140A; FR2204066B1; GB1413620A; ES423923A1; SE394058B; BR7401711D0; AR198132A1; CH566657A5; FR2204066A1; BE811950A; US3826860A; AU6604974A; NL7403009A; AT339401B; ATA181474A; IT1004343B

Description

PATENTANWÄLTE

Dr.phil. G. B. HAGEN DipL-Phys. W. KALKOFF

800OMUNCHENZl(SoIIn) O / Π Q C O [T

Franz-Hals-Straße 21 Z H U £i U O 0

Tel. (0811) 79 6213

AMP 3279 München, 20. Februar 1974

sch

AMP Incorporated
Eisenhower Boulevard Harrisburg, Pa., V. St. A.

Kabelverbindungsmuffe

Priorität: ö. März 1973; V. St. Α.; Nr. 339 465

Die Erfindung betrifft eine Kabelverbindungsmuffe für die elektrische Verbindung zwischen einem Paar von Kabeln, deren jedes einen Innenleiter und einen durch Isolierstoff von diesem beabstandeten Außenleiter hat.

Seit einigen Jahren wird großer Wert auf die Entwicklung von in der Erde verlegten elektrischen Verteiler- und Übertragungssystenten gelegt, die hohe Ströme mit hohen Spannungen aufnehmen können. Zu den Bauteilen für solche Systeme gehören abgeschirmte elektrische Verbindungsmuffen, die im Freien gut zu verwenden sind und den Bau und die- Verlegung elektrischer Systeme in der Erde erleichtern. Aus der US-PS 3 6dl 512 ist eine derartige Verbindungsmuffe für Kabel bekannt, mit einer rohrförmigen

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Bayerische Vereinsbank München 823101 Postscheck 547 82

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Außenabschirmung aus elektrisch leitendem Werkstoff, die an jedem Ende offen ist und ein ebenfalls an jedem Ende offenes Gehäuse aus elektrisch leitendem Werkstoff enthält, mit einem zwischen dem Gehäuse und der Innenfläche der Außenabschirmung vorgesehenen Isolierkörper, der ein Paar von sich in Axialrichtung erstreckenden Durchgängen hat, deren jeder zwischen einem offenen Gehäuseende und einem entsprechenden offenen Ende der Außenabschirmung verläuft, mit einem sich in jeden Durchgang erstreckenden zugerichteten Kabelende, wobei ein abisolierter Abschnitt des Kabelinnenleiters sich in das Gehäuse erstreckt, und mit zwei Gruppen von sich konisch verjüngenden Backen, die je durch eine im Gehäuse angeordnete Sprengladung in Axialrichtung des Gehäuses treibbar sind und einen abisolierten Abschnitt des Kabelinnenleiters umgeben.

Diese bekannte Kabelverbindungsmuffe eignet sich für die meisten Anwendungszwecke. Sie kann jedoch nur einen sehr beschränkten Größenbereich von Innenleitern aufnehmen und keine beständige elektrische Verbindung aufrechterhalten. Außerdem ergibt sich durch das etwaige Vorhandensein von Oxidbelägen auf den Innenleitern die Gefahr, daß die erhaltene elektrische Verbindung nachteilig beeinflußt wird.

Eine Kabelverbindungsmuffe gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß von zwei metallischen elektrisch leitenden Adaptern je einer einen abisolierten Abschnitt eines Kabelinnenleiters umgibt, und daß jeder Adapter eine Löcher oder Perforationen aufweisende Innenhülse, die an dem abisolierten Abschnitt des Kabelinnenleiters angreift, sowie mehrere Segmente hat, die rait der Außenseite der Innenhülse verbunden und ringförmig voneinander beabstandet auf dieser angeordnet sind, wobei jeder Adapter bei Axialbewegung der Backen im Gehäuse an den abisolierten Abschnitt des Kabelinnenleiters andrückbar ist.

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Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Kabelverbindungsmuffe besteht darin, daß durch Benutzung der Adapter ein weiter Größenbereich von Leitern aufnehmbar ist und somit nur eine Backengröße benötigt wird, um eine elektrische Verbindung mit einer Vielzahl von Kabelarten und -größen herzustellen.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die perforierte oder gelochte Innenhülse eines Adapters beim Aufdrücken auf den abisolierten Abschnitt des Kabelinnenleiters etwaige Oxidbeläge od. dgl. auf den Litzen des Innenleiters zerstört und eine gute elektrische Verbindung herstellt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht einer Hochspannungskabel-Verbindungsmuffe;

Fig. 2 einen Querschnitt des Mittelabschnitts der Verbindungsmuffe gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Adapters oder Zwischenstücks gemäß Fig. 1; und

Fig. 4 einen Querschnitt durch ein Ende der Verbindungs- - muffe gemäß Fig. 1.

Eine Hochspannungskabel-Verbindungsmuffe 10 wird zum Verbinden oder Spleißen hochpaariger Kabel 12 benutzt, von denen nur eines dargestellt ist.

Das Kabel 12 hat einen verseilten Innenleiter 14 aus Aluminium oder Kupfer, der größer als 500 kcmil ist. Eine Adern-Abschirmung (nicht dargestellt) aus Halbleiter-Werk-

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stoff kann über den Innenleiter 14 extrudiert sein und bildet eine glatte Oberfläche für eine feste, hohlraumfreie Verbindung mit einer Isolierung 16. Die Isolierung 16 ist relativ starkwandig und kann aus einer Vielzahl von Werkstoffen bestehen, z. B. einem Polyäthylen niedriger Dichte und hohen Molekulargewichts, einem vernetzten Polyäthylen oder einem Äthylenpropylen-Gummi. Die Isolierung 16 ist von einer metalligehen Abschirmung Ic umgeben. Ein Außenmantel (nicht dargestellt) aus Polyvinylchlorid umgibt die metallische Abschirmung Io in üblicher V/eise.

Die Verbindungsmuffe 10 besteht aus zwei Hauptteilen, nämlich einem Verbindungsteil 20 und einem Isolierteil.

Der Verbindungsteil 20 hat ein Gehäuse 24 aus elektrisch leitendem Werkstoff, z. B. Aluminium. Das Gehäuse 24 weist einen Hittelabschnitt 26 und einen linken und einen rechten konisch verjüngten Endabschnitt 28, 30 auf, die sich je von einer Seite des Mittelabschnitts 26 weg erstrecken. Im Mittelabschnitt 26 ist eine Zündungs-Untergruppe 32 angeordnet.

Die Untergruppe 32 hat ein Zündrohr 34, das in seiner Lage im Mittelabschnitt 26 durch zwei 0-förmige, durch Andrücken gebildete Sicken gehalten ist. Ein im Zündrohr 34 in Längsrichtung verlaufender Durchgang 3d enthält eine konzentrische Bohrungen 42 und 44 aufweisende metallische Hülse 40. An der Verbindungsstelle der beiden Bohrungen 42, 44 ist eine Ringschulter 46 ausgebildet. Die von der Bohrung 42 in die Bohrung 44 führende Eingangsöffnung ist konisch ausgebildet zur Aufnahme des konischen Kopfes 45 eines die Bohrung 44 durchsetzenden metallischen Kontaktniets 4<3. Das dem Kopf 45 gegenüberliegende Nietende ist über ein kurzes Stück hohl, so daß das Ende nach rückwärts gehämmert werden kann und

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einen sich nach außen erstreckenden Flansch bildet. Vor diesem Bearbeiten durch Hämmern werden ein Backenhalter 52 und eine Unterlegscheibe 54 auf den Niet 43 aufgeschoben und zwischen dem Flansch und der Hülse 40 positioniert. Der Niet 48 ist vom Innern der Bohrung 44 durch eine Hülse 55 isoliert.

Die Bohrung 42 nimmt eine Zünder-Unteranordnung auf, die aus einem Kunststoff-Bund 58 und metallischen Endplatten 60, 62 besteht. Die vom Bund und den Platten gebildete Kammer ist mit einer Sprengladung 64 gefüllt, und ein Nichrom-Draht 66, der die Sprengladung 64 durchsetzt, verbindet .die beiden Platten 60, 62 elektrisch miteinander. Die Befestigung des Drahtes 66 wird einfach dadurch bewirkt, daß die Drahtenden zwischen einer Platte 60 oder 62 und einem Ende des Bundes 58 eingeschlossen werden.

Die Platte 60 liegt am Kopf 45 des Kontaktniets 48 an, und die Platte 62 liegt an einem Kopf 67 eines metallischen Kontaktniets 68 an, der ebenso wie der Niet 48 am entgegengesetzten Ende einen Flansch hat. Der Niet 6S ist in einer Bohrung 72 in einem metallischen Schlagkolben 74 angeordnet, dessen eines Ende ebenfalls an der Platte 62 anliegt. Das andere Ende des Schlagkolbens 74 hat einen Flansch 76, dessen Durchmesser dem der Hülse 40, gegen die er wirkt, entspricht, Ein Backenhalter 78 und eine Unterlegscheibe 80 liegen zwischen dem Flansch des Niets 68 und dem Flansch 76.

Der Verbindungsteil 20 enthält weiter z\\.^rei Gruppen von konisch ausgebildeten Backen 32, die in den verjüngten Endabschnitten 28, 30 angeordnet sind. Die Innenseiten der Backen sind gezahnt, wie bei 83 zu sehen ist. Jede Gruppe besteht aus vier Backen 82, die durch die Backenhalter 52, 78 und Spreizringe

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84, 86 ringförmig gehalten sind. Gemäß Fig. 2 haben die Backenhalter 52, 78 an dem dem Zündrohr 34 abgewandten Ende je eine abgeschrägte Ausnehmung, in der passende Vorsprünge 88 jeder Backe aufgenommen werden. Die Spreizringe 84, ö6, deren jeder in jeder Backe 82 in miteinander fluchtenden Nuten 90 liegt, halten den richtigen Innendurchmesser jeder Backengruppe aufrecht.

Eine kegelförmige metallische Spiralfeder 92, 94, deren kleineres Ende jeweils an Flanschen der Niete 48, 68 befestigt ist, erstreckt sich von der Zündungs-Untergruppe 32 zum offenen Ende 13 bzw. 11 der Verbindungsmuffe 10.

Fig. 3 zeigt einen elektrisch leitenden Adapter oder ein Zwischenstück 96. Jeder Adapter 96, der rohrförmig ist und aus elektrisch leitendem Werkstoff wie etwa Aluminium besteht, hat eine mit Löchern oder Perforationen versehene Innenhülse 98 und Außensegmente 100, die in Ringform zur Hülse 98 beabstandet an dieser befestigt sind. Um jeden Innenleiter 14, der zwischen eine Backengruppe 82 geführt ist, wird ein Adapter 96 angeordnet.

Es sind zwei Zünddrähte 102 vorgesehen, deren einer sich zwischen dem Innenleiter 14 und dem Adapter 96 über das rechte Ende 11 in Fig. 1 zum Äußeren der Verbindungsmuffe 10 erstreckt. Der andere Zünddraht (nicht dargestellt) erstreckt sich von einem weiteren Innenleiter 14 mit dem dazugehörigen Adapter 96 auf der linken Seite des Verbindungsteils 20 über das linke Ende 13 zum Äußeren der Verbindungsmuffe 10.

Der Isolierteil hat eine geformte Außenabschirmung 106 aus peroxidgehärtetem, halbleitendem, dien-modifiziertem Äthylenpropyleii-Kuns tgummi , der unter der Bezeichnung EPDM bekannt ist. Die Abschirmung 106 hat einen langen zylindri-

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sehen Mittelabschnitt 108 und sich konisch verjüngende Endabschnitte 110 und 112. Die Endabschnitte enden in Öffnungen 114 bzw. 116. Gemäß Fig. 1 befindet sich der Verbindungsteil 20 vollständig im Mittelabschnitt 108 der Abschirmung und ist darin zentralisiert und in seiner Lage gehalten durch einen Isolierkörper 118. Dieser besteht aus nichtleitendem peroxidgehärtetem EPDM und wird, wie noch erläutert wird, in die Außenabschirmung 106 eingespritzt. Der Isolierkörper 118 liegt zwischen dem Gehäuse 24 und der Innenfläche der Außenabschirmung 106 und weist ein Paar in Axialrichtung verlaufende Durchgänge 136 auf. Jeder Durchgang erstreckt sich zwischen einem offenen Ende des Gehäuses 24 und einem entsprechenden offenen Ende der Außenabschirmung 106.

Gemäß Fig. 4 sind an jedem Ende des Gehäuses 24 Innenabschirmungen 120 angeordnet. Diese sind geformte Bünde oder Ringe und bestehen aus halbleitendem EPDlI. Die sich auswärts erstreckenden Enden 122 der Innenabschirmungen sind abgerundet, um eine Bündelung von Linien gleichen Potentials und von Spannungsbelastungslinien in der Nähe der Abschirmungsenden zu verhindern. Durch die Abrundung der Enden 122 ergibt sich eine bessere Verteilung der Linien gleichen Potentials und der Spannungsbelastungslinien und infolgedessen eine Verminderung der Spannungskonzentration.

Die letzten vier Teile des Isolierteils sind zwei Kabelisolierungs-Adapterhülsen 124 und zwei Kabelabschirmungs-Adapterbünde 126. Wie aus den Figuren ersichtlich ist, sind an jedem Ende der Verbindungsmuffe je eine Adapterhülse und ein Adapterbund angeordnet. Die aus nichtleitendem EPDM geformten Hülsen sind so bemessen, daß sie um den Abschnitt des Kabels 12 passen, an dem die Isolierung 16 freiliegt und sich von einem Ende des Gehäuses 24 und einem Ende des verjüngten Endabschnitts der Außenabschirmung 106 erstreckt. Das Außenende 128 der Hülsen ist in bezug auf die Längsachse der Verbin-

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dungsmuffe im gleichen Winkel abgeschrägt wie der sich konisch verjüngende Endabschnitt der Außenabschirmung 106.

Die Kabelabschirmungs-Adapterbünde 126, die aus dem gleichen halbleitenden EPDM geformt sind wie die Außenabschirmung 106, sind so bemessen, daß sie um den Abschnitt des Kabels 12 passen, an dem die Metallabschirmung IS freiliegt. Das Innenende 13Q jedes Bundes ist so nach innen abgeschrägt, daß es mit dem abgeschrägten Ende 128 der Hülse 124 zusammenpaßt und den konisch verjüngten Endabschnitt der Außenabschirmung 106 zur Metallabschirmung 18 verlängert, ohne daß*sich dabei Ecken oder andere abrupte Übergänge oder Änderungen ergeben.

Es sind Isolierbänder 132 vorgesehen, von denen vor der Montage je a/ei um jede Gruppe von Backen 82 gewickelt werden (Fig. 1 und 2). Das Band isoliert die Backen, die Adapter 96, die Niete 48, 68 und die Zünd—Unteranordnung elektrisch von der übrigen Verbindungsmuffe vor Auslösen des Zündvorgangs.

Es sind zwei Entlüftungsrohre 134 vorgesehen, von denen eines in Fig. 1 und 4 dargestellt ist. Die Entlüfungsrohre 134 erstrecken sich von jedem Ende des Gehäuses 24 zum Äußeren der Verbindungsmuffe 10 über die Enden 11, 13. Gemäß Fig. 4 verläuft das Entlüftungsrohr 134 entlang der Außenseite der Adapterhülse 124.

Bei der Montage wird eine zusammengebaute Zünd-Unteranordnung 32 im stromdurciiflossenen Verbinduncsgehäuse 24 angeordnet und darin durch Andrücken befestigt, Wobei sich die beiden O-förmigen Sicken 36 ergeben. Zu der Unteranordnung gehören die Backen 62, die Backenhalter usw. Dann werden die Innenabschirmungen 120 auf jedes Ende des Gehäuses 24.aufgebracht und die Kombinationsanordnung in der geformten Außenab- schirmung 106 auf Dorne (nicht dargestellt) aufgesetzt. Nichtleitender EPDM-Kunstgummi wird in die Außenabschirmung durch eine Öffnung (nicht dargestellt) eingespritzt zur Bildung

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des Isolierkörpers 116. Die "in der Einspritzöffnung verbleibende EPDM-Masse wird geglättet und mit einer elektrisch leitenden Farbe überstrichen, um die elektrische Kontinuität der Außenabschirmung zu gewähr1eitsten. Nach dem Härten des EPDM werden die Dorne herausgezogen, so daß Durchgänge verbleiben, die sich vom Gehäuse 24 zu den Enden 11, 13 erstrecken.

Die Enden der beiden Kabel 12 werden gemäß Fig. 4 zugerichtet, und Innenleiter-Adapter 96 geeigneter Größe werden ausgewählt. Ein abisoliertes Ende des Zünddrahtes 102 wird entlang jedem der beiden Innenleiter 14 angeordnet, und die Adapter 96 werden darübergeschoben, wodurch der Draht zwischen den Innenleitern und den Adaptern 96 eingeschlossen ist. Jeder Draht wird an der Stelle, an der er aus dem Adapter austritt, bei 138 (Fig. 4) eingekerbt.

Nunmehr werden Adapterhülsen 124 und Adapterbünde 126 richtiger Größe, die vorher entlang den abgeschrägten Enden 12Sj miteinander verbunden wurden, auf jedes der beiden Kabel 12' aufgeschoben und so darauf positioniert, daß die Adapterhülse 124 den Abschnitt des Kabels 12 bedeckt, an dem die Isolierung 16 freiliegt, und der Adapterbund 126 den Abschnitt der freiliegenden Metallabschirmung 18 bedeckt. Beim Aufschieben der Adapterhülsen und -bunde werden die Zünddrähte entlang den Kabeln 12 positioniert (Fig. 4) , wodurch sich eine Entlüftungsöffnung für diese Zwischenfläche ergibt.

Die mit Adapterhülsen und -bünden versehenen Kabelenden werden jetzt in die o££enen Enden 11, 13 der Verbindungsmuffe 10 zusammen mit dem Entlüftungsrohr 134 entlang der Außenseite der Hülsen-Bund-Einheit eingesetzt. Da die Außendurchmesser der Hülsen-Bund-Einheit die gleichen sind wie

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die Innendurchmesser der Durchgänge 136, wird die Montage durch Aufstreichen von Silikonschmiermittel erleichtert. Die Kabelenden werden in die Verbindungsmuffe 10 eingeführt, bis die Enden der Innenleiter 14 fest an den Federn 94 anliegen. Eine Überprüfung der ordnungsgemäßen Lage erfolgt durch eine einfache Kontinuitätsprüfung durch die Zünddrähte, die Innenleiter und die Unteranordnung 32 über die Niete 4ö_, 6ö und die Zünd-Unteranordnung 56.

Nach der Kontinuitätsprüfung wird dem Nichrom—Draht 66 über die Zünddrähte 102 Strom zugeführt, die Sprengladung 64 wird gezündet und treibt die Hülse 40 und den Schlagkolben in entgegengesetzte Richtungen. Die Backen 82 werden ihrerseits vorwärts (zu den Enden 11, 13) und radial nach innen getrieben und ergreifen die Innenleiter 14. Während der Vorwärtsbewegung der Backen wird das Band 132 abgerieben,wodurch die elektrische Kontinuität zwischen den Innenleitern 14 und dem stromführenden Verbindungsgehäuse 24 über die Backen hergestellt wird.

Die Adapterhülsen 124 und -bunde 126 werden von Hand neu justiert, um eine während des Zündvorgangs eventuell aufgetretene Kabelverschiebung auszugleichen.

Die Entlüfungsrohre 134 werden herausgezogen, ebenso die Zünddrähte 102, die an den Kerben 138 abbrechen. Beim Herausziehen der Rohre und Drähte weiten sich die Adapterhülsen 124 und -bunde 126, die durch die Gegenwart der Rohre und Drähte zusammengepreßt wurden, auf und gelangen in vollständigen ringsum verlaufenden Eingriff mit den Kabeln 12 und der Außenabschirmung 106. Die Verbindung ist vollständig dicht und kann in der Erde verlegt werden, ohne daß zusätzliche Schutzmaßnahmen erforderlich sind.

Patentansprüche: 409837/0783

Claims

AMP 3279 -H - Patentansprüche

1.] IC abel verbindungsmuf fe für die elektrische Verbindung
.--· zwischen einem Paar von Kabeln, deren jedes einen Innenleiter und einen von diesem durch Isolierstoff beabstandeten Außenleiter hat, mit einer rohrförmigen Außenabschirmung aus elektrisch leitendem Werkstoff, die an
jedem Ende offen ist un ein ebenfalls an jedem Ende
offenes Gehäuse aus elektrisch leitendem Werkstoff enthält, mit einem zwischen dem Gehäuse und der Innenfläche der Außenabschirmung vorgesehenen Isolierkörper, der ein Paar von sich in Axialrichtung erstreckenden Durchgängen hat, deren jeder zwischen einem offenen Gehäuseende und einem entsprechenden offenen Ende der Außenabschirmung verläuft, mit einem sich in jeden Durchgang erstreckenden zugerichteten Kabelende, wobei ein abisolierter Abschnitt des Kabelinnenleiters sich in das Gehäuse erstreckt, und mit zwei Gruppen von sich konisch verjüngenden Backen, die
durch eine im Gehäuse angeordnete Sprengladung je in
Axialrichtung des Gehäuses treibbar sind und einen abisolierten Abschnitt des Kabelinnenleiters umgeben,
dadurch gekennzeichnet,
daß von zwei metallischen elektrisch leitenden Adaptern (96) je einer einen abisolierten Abschnitt eines Kabelinnenleiters (14) umgibt, und

daß jeder Adapter (96) eine Löcher aufweisende Innenhülse (93), die an dem abisolierten Abschnitt des Kabelinnenleiters (14) angreift, sowie mehrere Segmente (lüO) hat, die mit der Außenseite der Innenhülse (3ö) verbunden und ringförmig voneinander beabstandet a-;./' dieser angeordnet sind, wobei jeder Adapter (36) bei Axialbevegung der
Backen (82) im Gehäuse an den abisolierten Abschnitt des Kabelinnenleiters (14) andrückbar ist.

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2. Kabelverbindungsmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Außenabschirmung (106) aus halbleitendem Werkstoff besteht.

3· Kabelverbindungsmuffe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von zwei geformten isolierenden Adapterhülsen (124) je eine zwischen einem der Kabel (12) und dem Isolierkörper (118) liegt.

4· Kabelverbindungsmuffe nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch zwei geformte halbleitende Adapterbünde (126), deren jeder zwischen der rohrförmigen Außenabschirmung (106) auf einem der Kabel (12) und der leitenden Außenabschirmung (13) des Kabels (12) so liegt, daß eine elektrische Kontinuität zwischen der Außenabschirmung (106) und der leitenden Außenabschirmung (13) des Kabels (12) besteht.

5. Kabelverbindungsmuffe nach einem der Ansprüche 1-4, gekennzeichnet durch sich vom Gehäuse (24) zur Außenseite der Verbindungsmuffe (10) erstreckende Entlüftungsrohre (134).

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