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Die
Erfindung betrifft ein Klemmenbrett, wie es als Zwischenteil beim
Anschließen
von Wicklungen eines Elektromotors an eine Stromversorgungseinrichtung
verwendet wird. Ein solches Klemmenbrett dient zum Herstellen einer
wohldefinierten Anschlussmöglichkeit.
Ohne Klemmenbrett müsste
die Stromversorgungseinrichtung direkt mit den Wicklungen des Elektromotors
verbunden werden, z. B. angelötet
werden etc., was in der Praxis häufig
mit Schwierigkeiten einhergeht.
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Bekanntlich
können
3-Phasen-Elektromotoren sowohl in einer Dreiecksschaltung, als auch
in einer Sternschaltung betrieben werden. Wird ein Klemmenbrett
verwendet, kann besonders leicht zwischen diesen Schaltungen gewechselt
werden.
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Die
Klemmenbretter weisen eine Mehrzahl voneinander elektrisch isolierter
Anschlusspole auf. An jedem Pol können Kabelschuhe befestigt
werden. Die Wicklungen des Elektromotors weisen typischerweise Kupferdrahtenden
auf, welche in Hülsen
der Kabelschuhe eingesteckt werden, und an den Hülsen angestückte Ringe werden über einen
zum Anschlusspol gehörigen
Metallbolzen gesteckt.
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Üblicherweise
wird das in DIN 46294 beschriebene Klemmenbrett verwendet, bei dem
sechs Anschlusspole vorgesehen sind, wobei zwei Reihen zu je drei
Bolzen ausgebildet sind.
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An
jedem Anschlussbolzen müssen
zumindest zwei Kabelschuhe befestigt werden, nämlich der innenanschlussseitige
Kabelschuh am Kabel, das aus dem Elektromotor herausgeführt wird,
sowie der außenanschlussseitige
Kabelschuh, der an einem Kabel angeordnet ist, das zu einer Stromversorgungseinrichtung
gehört.
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Es
ist bereits nicht ganz leicht, gleich zwei Kabelschuhe an einem
Bolzen zu befestigen. Es gibt jedoch häufig noch das zusätzliche
Erfordernis, dass die Leitungen, und zwar sowohl die innenanschlussseitigen
Leitungen als auch die außenanschlussseitigen
Leitungen, geteilt sein sollen. Dies wird insbesondere dann erforderlich,
wenn der Elektromotor relativ hohe Ströme benötigt. Zur Verringerung des
Widerstands muss dann der Kabelquerschnitt vergrößert werden, wobei bevorzugt
ein zweiteiliges Kabel verwendet wird. Im Falle geteilter Kabel
müssen
sowohl innenanschlussseitig als auch außenanschlussseitig je zwei
Kabelschuhe an dem Anschlusspol befestigt werden, insgesamt also
vier. In der Praxis ist es sehr schwierig, sämtliche vier Kabelschuhe an
einem Bolzen eines Anschlusspols zu befestigen. Dies gilt um so
mehr, als die Hülsen
der Kabelschuhe relativ viel Platz wegnehmen, wodurch auch ein Mindestabstand
der Ringe der Kabelschuhe, welche über den Bolzen geschoben werden,
erforderlich wird. Herkömmliche
Muttern vermögen
es nicht, diesen Mindestabstand bereit zu stellen.
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Das
Klemmenbrett nach DIN 46942 hat auch den Nachteil, dass die Kabel
zu zwei unterschiedlichen Seiten hin geführt werden müssen, was
die Kabelführung
erschwert.
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In
der Druckschrift
CH 337265
A ist ein Klemmenbrett beschrieben, auf dessen Anschlussbolzen jeweils
ein Anschlussstück
aufgeschraubt ist, so dass jeder Anschlussbolzen mindestens zwei
getrennte Anschlussmöglichkeiten
hat.
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Ähnlich wird
in der Druckschrift
DE
35 03 429 A1 ein hülsenförmiges Anschlussstück zum Aufstecken
auf die Anschlussbolzen beschrieben, wobei an einem Fortsatz des
Anschlussstücks
ein Klemmanschluss für
Leiter ohne Kabelschuh vorhanden ist.
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In
der Druckschrift
DE
76 03 940 U wird eine brückenlose Motoranschlussplatte
offenbart, die ein Verschalten der Motorwicklungen dadurch ermöglicht,
dass ihre Enden an unterschiedliche Steckverbindungen angeschlossen
werden.
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Im
Gegenstand des Gebrauchsmusters
DE 82 06 344 U1 sind die Anschluss- und Verbindungsklemmen
eines Klemmbretts in einer treppenartigen räumlichen Anordnung angeordnet,
wobei die Verschaltung der Anschlussklemmen untereinander über Schaltstücke erfolgt,
die im Inneren der Schaltvorrichtung verlaufen.
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Die
Druckschrift
DE 1 816
781 U offenbart ein Klemmenbrett insbesondere für kleinere
Drehstrommotoren, bei dem Leiter sowohl an der Ober- als auch an
der Unterseite des Klemmenbretts angeklemmt werden.
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Auch
bei dem Gegenstand der Druckschrift
DE 10 2005 047 979 A1 findet
der Anschluss von Leitern sowohl ober- als auch unterseitig des
Klemmbretts statt, wobei jeweils die beiden Enden eines Schraubbolzens
zum Anklemmen verwendet werden und die oberseitige Verbindung zudem
gegen Umwelteinflüsse
durch eine Abschirmung geschützt
ist.
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In
der Druckschrift
DE
102 57 461 A1 wird ein Klemmkasten beschrieben, bei dem
die Verschaltung der Maschinenleiter untereinander und die Verschaltung
mit dem Netzleiter über
im Klemmkasten verlaufende Klemmleistenverbindungen erreicht wird,
wobei die Auswahl der jeweils benötigten Verbindung über eine
Vielfachbrücke
erfolgt, die über verschiedene
Brückenglieder
den Kontakt zwischen den Leitern und den Klemmleistenverbindungen
herstellt.
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In
der
DE 10 57 198 B wird
ein Klemmbrett für
Elektromotoren beschrieben, wobei jedes Klemmstück auf dem Klemmbrett mittels
einer von der Unterseite in den Klemmsockel eingesetzten Schrauben gehalten
ist, die in die durchgehenden Gewindebohrungen der in dem Klemmstück darüber sitzenden Kontaktschraube
eingeschraubt ist.
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Aus
der Druckschrift
DE
17 12 917 U ist ein Klemmbrett für Drehstrommotoren mit auf
dem Klemmsockel frei zugänglich
angebrachten Anschlussstellen bekannt, wobei die Anschlussstel len für die Stromführungszuleitungen
in an sich bekannter Weise paarweise auf gleicher Höhe zusammen liegen,
während
die mit ihnen jeweils verbundenen besonderen Anschlussstellen für die Motorwicklung außerhalb
der von den Netzanschlussteilen umgrenzten Fläche des Klemmsockels und tiefer
als die Netzanschlussstellen liegen.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein Klemmenbrett der eingangs beschriebenen
Art bereitzustellen, das gegenüber
dem bisher verwendeten Klemmenbrett nach DIN 46942 verbessert ist,
so dass insbesondere die oben genannten Probleme nicht auftreten.
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Die
Aufgabe wird gemäß der Erfindung
durch ein Klemmenbrett mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die
Erfindung findet ihren Niederschlag in der Verwendung erfindungsgemäßer Klemmenbretter
im Zusammenhang mit einem Elektromotor und drei Wicklungen, wie
er in Patentanspruch 8 beansprucht ist.
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Gemäß der Erfindung
sind zu jedem Anschlusspol des Klemmenbretts zwei mechanisch voneinander
unabhängige
Befestigungseinrichtungen bereitgestellt, wobei eine elektrisch
leitende Verbindung zwischen den Befestigungseinrichtungen vorhanden
ist. Durch die elektrisch leitende Verbindung ist ein an einer ersten
Befestigungseinrichtung des Anschlusspols befestigter Kabelschuh
elektrisch leitend mit einem an der zweiten Befestigungseinrichtung
desselben Anschlusspols befestigten Kabelschuh verbunden.
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Die
Befestigung der unterschiedlichen Kabelschuhe wird somit örtlich getrennt.
Dies geschieht bevorzugt so, dass eine Befestigungsseite für die innenanschlussseitigen
Kabelschuhe und eine Befestigungseinrichtung für die außenanschlussseitigen Kabelschuhe
vorgesehen ist.
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Die
Kabelschuhe behindern sich durch die örtliche Trennung gegenseitig
weniger als im Stand der Technik.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
ermöglicht
jede der Befestigungseinrichtungen eines Anschlusspols das Befestigen
eines Paars aus Kabelschuhen, die gemäß DIN 46234 ausgestaltet sind. Dies
sind diejenigen Kabelschuhe, die herkömmlicherweise im Zusammenhang
mit Elektromotoren verwendet werden, nämlich solche Kabelschuhe, die aus
einer Hülse
und einem an der Hülse
angestückten
Ring bestehen.
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Durch
die erfindungsgemäße Maßnahme ist eine
Ausführungsform
ermöglicht,
bei der die Anschlusspole eine Reihenanordnung bilden. Sie können so
angeordnet sein, und die Befestigungseinrichtungen können so
ausgebildet sein, dass die an den Befestigungseinrichtungen befestigten
Kabelschuhe sämtlich
in dieselbe Richtung weisen. Damit wird das Anschließen der
Kabelschuhe an das Klemmenbrett erleichtert, denn die Kabel müssen nicht
umständlich in
verschiedene Richtungen geführt
werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weist jeder Anschlusspol ein L-förmiges Metallstück auf.
Durch die L-Form
wird eine Höhendifferenz
geschaffen, wegen der zwei Befestigungseinrichtungen an dem L-Metallstück voneinander
definiert beabstandet sein können,
so dass auch daran befestigte Kabelschuhe definiert voneinander
beabstandet sind.
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Bevorzugt
umfassen die Befestigungseinrichtungen Bohrungen in zwei verschiedenen
Schenkeln des L-förmigen
Metallstücks,
wobei die Bohrungen zu derselben Richtung hin weisen, und wobei
in die Bohrungen Schraubbolzen eingreifen. Während bei der Klemme gemäß DIN 46294
die Bolzen Teil des Klemmenbretts sind und von diesem unlösbar sind,
werden bei der vorliegenden Erfindung somit solche Bolzen verwendet,
die lösbar
sind. Durch die Verwendung von Schraubbolzen wird ein besonders hoher
Montagedruck ermöglicht,
und es müssen
anders als im Stand der Technik keine Muttern verwendet werden.
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Das
erfindungsgemäße Klemmenbrett
soll bevorzugt sowohl für
die Dreiecksschaltung als auch für
die Sternschaltung ver wendbar sein. Um für die Dreiecksschaltung verwendbar
zu sein, ist vorgesehen, dass je eine Befestigungseinrichtung von
den Anschlusspolen mit einer Befestigungseinrichtung eines benachbarten
Anschlusspols über
ein metallenes Brückenelement
elektrisch verbindbar ist.
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Zur
Ermöglichung
der Sternschaltung ist eine von den Anschlusspolen elektrisch isolierte
metallene Sternschiene vorgesehen, die bei der oben genannten Reihenanordnung
der Anschlusspole auch geradlinig sein kann, insbesondere einfach
hinter den L-förmigen
Metallstücken
verlaufen kann, wobei sie von diesen zunächst elektrisch isoliert ist.
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Zumindest
ein Teil der Anschlusspole soll dann eine solche Befestigungseinrichtung
aufweisen, die mit der metallenen Stromschiene über ein metallenes Brückenelement
elektrisch verbindbar ist.
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Als
Brückenelement
können
einfache Plättchen
verwendet werden, die zwei Durchlässe zur Befestigung mit Hilfe
einer Schraube umfassen. Es kann hierbei an dem L-förmigen Metallstück dieselbe Schraube
verwendet werden, die Teil der einen Befestigungseinrichtung ist.
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Zur
Erzeugung der Dreiecksschaltung und zur Erzeugung der Sternschaltung
können
jeweils dieselben Brückenelemente
verwendet werden. Haben diese Brückenelemente
genau zwei Durchlässe, muss
der Abstand zwischen entsprechenden Durchlässen bzw. Bohrungen in der
Sternschiene zu der einen Bohrung der einen Befestigungseinrichtung
eines Anschlusspols genauso groß sein
wie der Abstand zwischen zwei Befestigungseinrichtungen. Es ist
aber auch möglich,
die Brückenelemente
mit drei Durchlässen
zu versehen, wobei dann der jeweils verwendete Durchlass je nach
Art der Schaltung gewechselt werden kann.
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Zur
Vermeidung des Nachteils, dass die Kabel besonders schlecht geführt werden
können,
weil sie im Stand der Technik in verschiedenen Richtungen verlaufen,
ist eine beliebige Reihenanordnung von Anschlusspolen vorgesehen
mit einer derartigen Ausbildung der Anschlusspole, dass alle an
ihnen befestigten Kabelschuhe in dieselbe Richtung weisen.
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Zur
Erfindung gehört
auch ein Elektromotor mit drei Wicklungen, an denen jeweils zwei
Kabelenden einen Kabelschuh aufweisen. Die insgesamt sechs Kabelschuhe
sind dann jeweils an einem Pol eines sechspoligen Klemmenbrettes
der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Art befestigt.
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Bei
geeigneter Ausbildung des Klemmenbretts kann eine Dreiecksschaltung
realisiert sein, indem die Brückenelemente
geeignet gelegt sind, die die Isolierung zwischen jeweils zwei benachbarten Anschlusspolen überwinden.
Es kann auch eine Sternschaltung realisiert sein, indem die Brückenelemente
von dreien der Pole mit der Sternschiene verbunden sind. Es muss
sich um diejenigen Pole handeln, mit denen je drei unterschiedliche
Wicklungen mit einem Kabelende verbunden sind.
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Nachfolgend
wird eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, wobei
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1 eine
Seitenansicht auf ein Klemmenbrett gemäß dem Stand der Technik veranschaulicht,
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2 eine
Seiten- oder auch Schnittansicht auf ein Klemmenbrett gemäß der Erfindung
veranschaulicht,
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3 eine
perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Klemmenbretts in demjenigen
Zustand veranschaulicht, bei dem eine externe Schützbeschaltung
des Elektromotors vorgesehen ist,
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4 eine
perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Klemmenbretts in demjenigen
Zustand veranschaulicht, bei dem eine Dreiecksschaltung des Elektromotors
vorgesehen ist, und
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5 eine
perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Klemmenbretts in demjenigen
Zustand veranschaulicht, bei dem eine Sternschaltung des Elektromotors
vorgesehen ist.
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Ein
im Ganzen mit 10 bezeichnetes Klemmenbrett des Standes
der Technik, nämlich
gemäß DIN 46294,
weist einen Grundkörper 12 auf,
in dem sechs Metallbolzen 14 befestigt sind, und zwar derart,
dass die Metallbolzen 14 voneinander isoliert sind. Die 1 zeigt
eine Seitenansicht des Klemmenbretts mit zwei der Metallbolzen 14.
Die insgesamt sechs Metallbolzen sind in zwei Dreierreihen angeordnet,
und in 1 ist von jeder Dreierreihe jeweils der Metallbolzen 14 am
Rand zu sehen. Die Metallbolzen 14 dienen zum Befestigen
von Kabelschuhen 16 bzw. 18. Die Kabelschuhe 16 bzw. 18 sollen
Kabelschuhe gemäß DIN 46234
sein.
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Das
Befestigen von zweien derartiger Kabelschuhe 16, 18 an
den Bolzen 14 bereitet wenig Probleme. 1 zeigt
die Problematik, die beim Anschließen von vier Kabelschuhen 16 bzw. 18 an
einem Metallbolzen 14 auftritt. Das Anschließen vier derartiger
Kabelschuhe 16 bzw. 18 ist dann erforderlich,
wenn zur Bereitstellung eines großen Kabelquerschnitts sowohl
innenanschlussseitig als auch außenanschlussseitig jeweils
zwei Kabelteile 20 bzw. 22 für einen Anschluss bereit gestellt
werden sollen.
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Die
zu einem Anschluss gehörenden
Kabel 20 und 22 enden in einer Hülse 24 der
Kabelschuhe 16 bzw. 18, und an dieser Hülse 24 angestückt, und zwar
am Außenumfang
der Hülse 24,
ist ein in 1 von der Seite zu sehender
Ring 26. Dieser Ring weist naturgemäß einen Innenkreis auf, der
größer als
die Außenabmessungen
des Metallbolzens 14 sind, so dass der Ring 26 wie
in 1 gezeigt über
den Metallbolzen 14 geschoben werden kann.
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Die
Kabelschuhe 16 und 18 in 1 unterscheiden
sich durch ihre Orientierung: Der Ring 26 des Kabelschuhs 16 ist
bei der Anordnung so gelegt, dass er relativ zur Hülse 24 unten
liegt, während
der Ring 26 des Kabelschuhs 18 relativ zu seiner
Hülse 24 oben
liegt.
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Dies
bedeutet nichts anderes, dass die beiden Ringe 26 der beiden
Kabelschuhe 16 und 18 sich genau berühren. Dies
ist deswegen die wünschenswerte
Anordnung, weil sie besonders stabil ist und gewährleistet sein soll, dass die
Kabel 20 und 22 einen möglichst geringen Abstand voneinander
haben.
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Diese
Anordnung ist nun in 1 für die zwei Kabelschuhpaare
mit den Kabelschuhen 16 und 18 gewählt, vorliegend
also für
das innenanschlussseitige Kabelschuhpaar und das außenseitige
Kabelanschlusspaar.
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Die
Montage der Ringe 26 an dem Teilbolzen 14 erfolgt über Muttern 28.
Da die Hülsen 24 der
Kabelschuhe 16 und 18 einen größeren Durchmesser haben als
die Muttern 28 hoch sind und zwischen dem einen Kabelschuh 18 des
ersten, in 1 oberen Kabelschuhpaars 16, 18 den
Abstand zusammen mit dem einen Kabelschuh 16 des zweiten,
in 1 unteren Kabelschuhpaars 16, 18 definieren,
ergibt sich ein Abstand d (siehe 1), der
durch die Mutter 28 nicht überbrückt werden kann. Es sind keine Mittel
bekannt, wie dieser Abstand d überbrückt werden
kann. Entweder erfolgt die Montage so, wie in 1 gezeigt,
oder es müssen
zusätzliche Überwurfstücke über den
Metallbolzen 14 geworfen werden, die den Abstand d überbrücken. Auf
jeden Fall ist eine sichere und feste Montage sämtlicher vier Kabelschuhe 16 bzw. 18 an
dem Metallbolzen 14 nicht gewährleistet.
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Dieses
Problem wird durch die Erfindung überwunden.
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2 zeigt
einen Querschnitt durch einen Anschlusspol gemäß der Erfindung:
Der Metallbolzen 14 ist
nunmehr durch ein L-förmiges
Metallstück 30 ersetzt.
An dem L-förmigen
Metallstück 30 gibt
es zwei Befestigungseinrichtungen, nämlich eine erste Befestigungseinrichtung 32 und eine
zweite Befestigungseinrichtung 34.
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Grundsätzlich könnten an
dem L-förmigen Metallstück 30 ebenfalls
Metallbolzen ausgebildet sein. Vorliegend erfolgt die Montage jedoch
genau umgekehrt: Die Befestigungseinrichtungen 32 und 34 weisen
jeweils Bohrungen 36 bzw. 38 auf. Jeder Schenkel
der L-Form weist somit eine Bohrung 36 bzw. 38 auf.
Die Bohrung 36 ist an der schmäleren Seite des einen Schenkels
des L-förmigen
Metallstücks 30 ausgebildet,
während
die Bohrung 38 an der breiteren, längeren Seite des zweiten Schenkels des
L-förmigen
Metallstücks 30 ausgebildet
ist. Beide Bohrungen 36, 38 weisen nach oben.
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Durch
das L-förmige
Metallstück
wird nun der Abstand d, wie er in 1 nicht überbrückt ist,
erfindungsgemäß überbrückt. In
die Bohrungen 36 und 38 greifen Schraubbolzen 40 bzw. 42 ein,
und mit Hilfe dieser Schraubbolzen 40 bzw. 42 können Paare von
Kabelschuhen 16 und 18 an den Befestigungseinrichtungen 32 bzw. 34 befestigt
werden, und zwar mit der Orientierung derart, dass jeweils die Ringe 26 der
Kabelschuhe 16 und 18 des Kabelschuhpaars 16/18 einander
berühren.
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Das
vollständige
Klemmenbrett ist in den 3 bis 5 gezeigt
und im Ganzen mit 44, 44', 44'' gekennzeichnet.
Dargestellt ist in den 3 bis 5 ein sechspoliges
Klemmenbrett 44, 44', 44''. Die Klemmenbretter 44, 44', 44'' unterscheiden sich in der Verschaltung.
Das Klemmenbrett 44 aus 3 ist für eine externe
Schützbeschaltung
zum Anschließen
aller sechs Anschlusspole unabhängig
voneinander vorgesehen. Das Klemmenbrett 44' aus 4 dient
zum Anschluss für
eine Dreiecksschaltung, und das Klemmenbrett 44'' aus 5 dient
zum Anschluss für
eine Sternschaltung.
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In 3 ist
zu sehen, dass an jeder Befestigungseinrichtung 32 bzw. 34 genau
ein Kabelschuh 46, 46' befestigt ist. Es könnten auch
zwei Kabelschuhe, also ein Kabelschuhpaar 16, 18 wie
in 2 gezeigt an den Befestigungseinrichtungen 32 und 34 befestigt
sein. Bei allen Polen sind die Kabelschuhe so befestigt. Die Pole
sind voneinander durch Trennwände 48 elektrisch
isoliert. Hinter einer rückseitigen Wand 50 verläuft eine
Sternschiene 52, die lediglich bei der Schaltung gemäß 5 benötigt wird.
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Unter
den einzelnen Polen ist angegeben, welche Kabelenden wo anzuschließen sind.
Die Buchstaben „U”, „V”, „W” bezeichnen
die drei Stromphasen, zu denen jeweils eine Wicklung des Elektromotors
vorgesehen ist, und die dahinter gestellten Zahlen „1” und „2” entsprechen
der Nummerierung der beiden Kabelenden der Wicklungen.
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Die
Anschlussmöglichkeiten
sind so gewählt, dass
entsprechend 4 jeweils zwei benachbarte Pole über ein
Brückenelement 54,
welches als einfaches Metallplättchen
ausgebildet ist, welches mit Hilfe des Schraubbolzens 40 an
der Befestigungseinrichtung 32 befestigt wird, miteinander
elektrisch verbunden werden können
und so auf einfache Weise eine Dreiecksschaltung verwirklicht wird.
Zu jeder Brücke
bedarf es nur eines Kabelschuhs 46, während an der Befestigungseinrichtung 34 jedes
Pols ein Kabelschuh 46' angeordnet
ist.
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Genauso
ist die Auswahl der Kabelschuhe 46 bzw. 46' bei der Sternschaltung.
Bei der Sternschaltung wird die Befestigungseinrichtung 32 jedes zweiten
Pols mit der Sternschiene 52 verbunden. Bohrungen 56 in
der Sternschiene sind so gewählt, dass
die Durchlässe
in den Plättchen 54 verwendet werden
können.
Der Abstand zwischen zwei Bohrungen 36 benachbarter Pole
ist somit gleich dem Abstand zwischen einer Bohrung 36 eines
Pols und der zugehörigen
Bohrung 56 in der Sternschiene 52. Auf einfache
Weise ist somit entsprechend 5 mit dem
Klemmenbrett 44'' eine Sternschaltung
realisierbar.
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Das
erfindungsgemäße Klemmenbrett 44 bzw. 44', 44'' hat somit den Vorteil, dass an
jedem Pol vier Kabelschuhe in einfacher Weise befestigbar sind.
Zudem weisen die Kabelschuhe 46, 46' der Klemmenbretter 44, 44', 44'' jeweils in dieselbe Richtung,
so dass die Kabel leicht führbar
sind. Die Klemmenbretter 44, 44', 44'' können zur Änderung
der Schaltung des Motors leicht ineinander übergeführt werden, nämlich indem
einfach die Plättchen 54 entsprechend
geschraubt und gegebenenfalls ein paar Kabelschuhe an- bzw. abmontiert
werden.