DE10333023A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Schließen einer Kohlebürste - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Schließen einer Kohlebürste Download PDF

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DE10333023A1 DE2003133023 DE10333023A DE10333023A1 DE 10333023 A1 DE10333023 A1 DE 10333023A1 DE 2003133023 DE2003133023 DE 2003133023 DE 10333023 A DE10333023 A DE 10333023A DE 10333023 A1 DE10333023 A1 DE 10333023A1
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    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R43/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schließen von einer köcherförmigen, eine Schließfläche (11) aufweisenden Kohlebürstenaufnahme (13), umfassend einen eine vorgebogene Kohlebürstenaufnahme aufnehmenden Passdorn (52) mit einer Planierfläche (54), entlang der sich die Schließfläche bildende Abschnitte (13, 15) der Kohlebürstenaufnahme erstrecken, auf Randbereiche der Planierfläche absenkbare Biegebacken (22, 24), einen zwischen den Biegebacken entlang deren Innenflächen verlaufenden zum Schließen der Schließfläche auf die Abschnitte absenkbaren Kernbiegestempel (30) sowie entlang jeweiliger Außenfläche der Biegebacken verlaufende und mit diesen wechselwirkende Anpressschieber (56, 58), wobei die Biegebacken verschwenkbar von einem ersten Element, wie Führungsplatte (27), und der Kernbiegestempel von einem zweiten Element, wie Druckplatte (42, 32), ausgehen, die in Wirkverbindung miteinander verstellbar sind. Um sicherzustellen, dass bei Materialdifferenzen die fertige dem Passdorn zu entnehmende Kohlebürstenaufnahme stets die gewünschten Innenmaße innerhalb eines Toleranzbereichs aufweist, wird vorgeschlagen, dass die Anpressschieber (56, 58) unabhängig von einer Bewegung des ersten und zweiten Elements (27, 32, 42) relativ zu den Biegebacken (22, 24) verstellbar sind.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schließen von einer köcherförmigen eine Schließfläche aufweisenden Kohlebürstenaufnahme umfassend einen eine vorgebogene Kohlebürstenaufnahme aufnehmenden Passdorn mit einer Planierfläche, entlang der sich die Schließfläche bildende Abschnitte der Kohlebürstenaufnahme erstrecken, auf Randbereiche der Planierfläche absenkbare Biegebacken, einen zwischen den Biegebacken entlang deren Innenflächen verlaufenden zum Schließen der Schließfläche auf die Abschnitte absenkbaren Kernbiegestempel sowie entlang jeweiliger Außenfläche der Biegebacken verlaufende und mit diesen wechselwirkende Anpressschieber, wobei die Biegebacken zum Einwirken auf die Abschnitte der Kohlebürstenaufnahme verschwenkbar sind, und Biegebacken und der Kernbiegestempel über ein erstes und ein zweites Element der Vorrichtung verstellbar sind. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Schließen einer einen Passdorn umgebenden Kohlebürstenaufnahme mit auf zu schließende bzw. zu verbindende Abschnitte der Kohlebürstenaufnahme einwirkende Biegebacken, die mittels auf deren Außenflächen einwirkende Anpressschieber aufeinander zu verschwenkt werden, sowie zwischen den Biegebacken verlaufendem Kernbiegestempel, über den die Abschnitte geschlossen und planiert werden.
  • Nach dem Stand der Technik wird die an einem Streifen hängende Kohlebürstenaufnahme oder Bürstenbrücke in die Biegeposition transportiert. In die vorgebogene Kohlebürsteaufnahme fährt ein Passdorn ein, der Innenraum der Kohlebürstenaufnahme ausfüllt und als Gegenlager dient. Auf die zu der Schließfläche zusammenfügbaren Abschnitte der Kohlebürstenaufnahme wirkt der Kernbiegestempel mit vertikaler Kraft ein, der sich zwischen den Biegebacken erstreckt, die auf die Längsränder der Kohlebürstenaufnahme einwirken, die die Schließfläche begrenzen. Außenseitig entlang der Biegebacken sind die Anpressschieber verstellbar angeordnet, die starr von einer Druckplatte ausgehen, die mit einer Führungsplatte verstellt wird, die die Biegebacken verschwenkbar aufnimmt. Unterseitig wird der Passdorn mit der diesen umgebenen Kohlebürstenaufnahme auf einer ebenfalls Biegebacken umfassenden Biegeeinheit abgestützt, und zwar entlang dessen Längskanten.
  • In Abhängigkeit von den eingesetzten Materialien ergeben sich Materialdifferenzen, die dazu führen, dass das Innenmaß der Kohlebürstenaufnahme nicht immer innerhalb vorgegebener Toleranz liegt. Wird dies festgestellt, müssen Anpassungsmaßnahmen an dem Werkzeug vorgenommen werden, wodurch eine Produktionsunterbrechung erfolgt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Biegen und Schließen einer Kohlebürstenaufnahme derart weiterzuentwickeln, dass auch bei Materialdifferenzen die fertige dem Passdorn zu entnehmende Kohlebürstenaufnahme stets die gewünschten Innenmaße innerhalb eines Toleranzbereichs aufweist.
  • Vorrichtungsgemäß wird das Problem im Wesentlichen dadurch gelöst, dass die Anpresschieber unabhängig von dem ersten und zweiten Element Druck- und Führungsplatte relativ zu den Biegebacken verstellbar sind. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Außenfläche der Biegebacke und/oder an diese anlegbare Innenfläche der Anpressschieber zumindest zum Beispiel durch einen Vorsprung rampenförmiger Geometrie zumindest abschnittsweise eine Keilflächengeometrie aufweist. Vorzugsweise weisen sowohl die Außenflächen der Biegebacken als auch die Innenflächen der entlang dieser verstellbaren Anpressschieber jeweils eine Keilfläche bildende rampenförmige Vorsprünge auf, wodurch sichergestellt wird, dass auf die schließflächenseitig verlaufenden Längskanten der Kohlebürstenaufnahme der erforderliche Anpressdruck einwirkt, so dass beim Schließen der Schließfläche mittels des Kernbiegestempels die erforderliche Ausrichtung der Abschnitte zur Erzielung der erforderlichen Maßhaltigkeit gegeben ist.
  • Hierzu werden zunächst die Biegebacken auf die die Abschnitte begrenzenden Längskanten der Kohlebürstenaufnahme abgesenkt, um sodann die Anpressschieber entlang der Außenseiten der Biegebacken zu verstellen, wobei aufgrund der Keilflächengeometrie der erforderliche Anpressdruck erzielbar ist. Dabei wird in hervorzuhebender Ausgestaltung ein federndes Bewegen der Anpressschieber durchgeführt, die mittels Gasdruckfedern verstellt werden. Nachdem die Biegebacken den erforderlichen Druck auf die Kohlebürstenaufnahme im Bereich der zu verschließenden Fläche ausüben, wird der Kernbiegestempel abgesenkt, um die Fläche zu verschließen. Gleichzeitig erfolgt ein Ausplanieren. Nachdem der Biegevorgang abgeschlossen ist, fahren die Anpressschieber zurück, der Passdorn wird aus der Kohlebürstenaufnahme herausgezogen und der Kernbiegestempel angehoben. Die Biegebacken werden anpressdruckfrei aus der Arbeitsposition in den oberen Totpunkt des Werkzeuges mitgenommen.
  • Der Kernbiegestempel geht vorzugsweise von einer Stempelhalterplatte aus, die mit einer die Anpressschieber führend aufnehmenden Führungsplatte über Federelemente in Wirkverbindung steht. Somit ist ein Vorauseilen der Führungsplatte möglich, von der verschwenkbar die Biegebacken ausgehen. Folglich ist die Stempelhalteplatte relativ zu der Führungsplatte verstellbar.
  • Die Neigung der Keilflächen sollte zwischen 0,1° und 5° zur Außenfläche des Biegebackens bzw. des Anpressschiebers bzw. zu dessen bzw. deren Mittelachse verlaufen.
  • Ein Verfahren zum Schließen einer einen Passdorn umgebenden Kohlebürstenaufnahme der eingangs genannten Art zeichnet sich durch die Verfahrensschritte aus:
    • – Absenken der Biegebacken auf die den Passdorn umgebenden Kohlebürstenaufnahme,
    • – Entlanggleiten der Anpressschieber entlang der Biegestempel, wobei sich die Anpressschieber gegenüber den Biegestempeln über zumindest jeweils eine Keilfläche abstützen,
    • – Absenken des Kernbiegestempels und Schließen bzw. Planieren der Abschnitte der Kohlebürstenaufnahmen.
  • Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Anpressschieber federnd entlang des Biegestempels verfahren wird.
  • Die Biegebacken können mittels einer die Anpressschieber führend aufnehmenden Führungsplatte verstellt werden. Der Kernbiegestempel wird seinerseits mittels einer zu der Führungsplatte beweglich angeordneten Stempelhalteplatte verstellt, wobei die Führungsplatte und die Stempelhalteplatte gegeneinander über zumindest ein Federelement abgestützt werden. Beim Schließen der Kohlebürstenaufnahme wird somit zumindest teilweise der Federweg des Federelementes überwunden, so dass ein Vorauseilen der Führungsplatte gegeben ist.
  • Erfindungsgemäß wird ein mehrteiliges Biegewerkzeug zur Verfügung gestellt, bei dem Biegebacken derart auf die Schließfläche der Kohlebürstenaufnahme begrenzende Längskanten einwirken, dass die die Schließfläche bildenden Abschnitte der Kohlebürstenaufnahme derart passgenau zueinander ausrichtbar sind, dass nach dem Schließen bzw. Planieren der Schließfläche Innenmaß der Kohlebürstenaufnahme innerhalb vorgegebener Toleranzen liegt, und zwar auch dann, wenn Dickeschwankungen des die Kohlebürstenaufnahme bildenden Materials gegeben sind. Dabei ist wesentlich, dass die Anpresschieber unabhängig von den Elementen verstellbar sind, mittels derer die Biegebacken und der Kernbiegestempel verfahren werden.
  • Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen – für sich und/oder in Kombination – sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung aus der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.
  • Es zeigen:
  • 1 eine Prinzipdarstellung eines Werkzeugunter- und -oberteils zum Schließen einer Kohlebürstenaufnahme und
  • 2 das Werkzeugoberteil gemäß 1 mit beabstandet zu diesem dargestellter Biegeeinheit des Werkzeugunterteils.
  • In 1 ist rein prinzipiell und im Ausschnitt eine Vorrichtung 10 zum Biegen und Schließen einer Kohlebürstenaufnahme 12 köcherförmiger Geometrie dargestellt. Die Vorrichtung 10 besteht aus einem Werkzeugoberteil 14 und einem Werkzeugunterteil 16, die durch eine Stanzstreifenebene 18 getrennt sind, entlang der die in Streifen verbundenen Kohlebürstenaufnahmen 12 transportierbar sind. Das Werkzeugunterteil 16 ist feststehend, wohingegen das Werkzeugoberteil anheb- und absenkbar ist (Doppelpfeil 20).
  • In 2 ist das Werkzeugoberteil 14 in angehobener Stellung zu dem Werkzeugunterteil 16 dargestellt, von dem aus Gründen der Vereinfachung allein ein Ausschnitt einer Biegeeinheit gezeichnet ist.
  • Wesentliche Bestandteile der Vorrichtung 10 sind erste und zweite Biegebacken 22, 24 bzw. 26, 28, wobei die Kohlebürstenaufnahme 12 mittels der vom Werkzeugoberteil 14 ausgehenden ersten Biegebacken 22, 24 maßgenau gebogen wird, um sodann Abschnitte 13, 15 der Kohlebürstenaufnahme 12 zu einer Schließfläche 11 zu schließen und zu planieren. Hierzu ist ein Kernbiegestempel 30 in dem Werkzeugoberteil 14 vorgesehen, der von einer Stempelhalteplatte 32 ausgeht, die mit einer Führungsplatte 27 in Wirkverbindung steht, von der schwenkbar die ersten Biegebacken 22, 24 ausgehen. Gegenlager ist ein die vorgebogene Kohlebürstenaufnahme 12 durchsetzender Passdorn 52.
  • Die ersten und zweiten Biegebacken 22, 24, 26, 28 sind verschwenkbar. um im erforderlichen Umfang auf Seitenflächen der Kohlebürstenaufnahme 12 begrenzende Längskanten bzw. Längskantenrandbereiche 34, 36, 38, 40 einzuwirken. Dabei sind die Längskantenbe reiche 38, 40 kritische Biegebereiche, die die zu schließende Fläche 11 bzw. deren Abschnitte 13, 15 begrenzen.
  • Die Stempelhalteplatte 32 ist mit einer Druckplatte 42 sowie einer Kopfplatte 44 verbunden. Die diesbezügliche Einheit ist über Federelemente 46 mit der Führungsplatte 26 verbunden, so dass letztere mit den ersten Biegebacken 22, 24 vorteilen kann. Ferner gehen von der Druckplatte 42 Anpresselemente 48, 50 aus, die auf die zweiten Biegebacken 26, 28 zum Anlegen dieser an die Längskantenbereiche 34, 36 drücken. Als Gegenlager hierfür dient der Passdorn 52, der die Kohlebürstenaufnahme 12 durchsetzt.
  • Um die Kohlebürstenaufnahme 12 und die entlang oberer Fläche (Planierfläche) 54 des Passdorns 52 verlaufende Abschnitte 13, 15 formgetreu zu biegen und zu verschließen, verlaufen außenseitig entlang der Biegebacken 22, 24 Anpressschieber 56, 58, die mit ihren Innenflächen 60, 62 entlang Außenflächen 64, 66 der Biegebacken verstellbar sind. Dabei durchsetzen die Anpressschieber 56, 58 geführt die Führungsplatte 27.
  • Die Anpressschieber 56, 58 sind relativ zu den Biegebacken 22, 24 verstellbar und gleiten an dessen Außenflächen 66, 68 über rampenförmige Vorsprünge 70, 72 ab, die eine Keilfläche 74, 76 bilden, die zur Außenfläche 60, 62 einen Winkel zwischen 0,1° und 5° einschließen kann. Entsprechend gehen von den Außenflächen 66, 68 der Biegebacken 22, 24, die schwenkbar von der Führungsplatte 26 ausgehen, rampenförmige Vorsprünge 80, 82 zur Bildung von Keilflächen 84, 86 aus, deren Neigung in etwa der der Keilflächen 74, 76 der Vorsprünge 70, 72 der Anspresschieber 56, 58 entsprechen, jedoch entgegengerichtet verlaufen.
  • Anstelle von rampenförmigen Vorsprüngen können die aufeinanderliegende Flächen von Biegebacken 22, 24 und Anpressschieber 56, 58 auch anders geometrisch ausgebildet sein, um Keilflächen zu bilden.
  • Die Anpressschieber 56, 58 sind über Gasdruckfedern 88, 90 verstellbar, also quasi federvorgespannt, um im erforderlichen Umfang Biegekräfte über die Biegebacken 22, 24 auf die Längskantenbereiche 38, 40 der zu biegenden Kohlebürstenaufnahme 12 einwirken zu lassen.
  • Der Biege- und Schließvorgang wird wie folgt durchgeführt. Nachdem in die vorgebogene Kohlebürstenaufnahme 12 der Passdorn 52 eingeführt ist und diese Einheit auf den zweiten Biegebacken 26, 28 aufliegt, also die Längskantenbereiche 34, 36 in entsprechenden Ausschnitten 90, 92 der Biegebacken 26, 28 zu liegen kommen, wird das aus der Kopfplatte 44, der Druckplatte 42, der Stempelhalteplatte 32 und Führungsplatte 27 bestehende Werkzeugoberteil 14 abgesenkt, wodurch die Biegebacken 26, 28, 38, 40 sich an den Längskantenbereichen 34, 36, 38, 40 abstützen. Dabei eilen die ersten Biegebacken 22, 24 dem Kernbiegestempel 30 voraus. Die ersten Biegebacken 22, 24 weisen ebenfalls die Längskantenbereiche 38, 40 aufnehmende Ausschnitte 94, 96 auf. Sodann werden die Anpressschieber 56, 58 über die Gasdruckfedern 88, 90, die einen Druck von zum Beispiel 1,8 t erzeugen können. entlang der Biegebacken 22, 24 verschoben, wobei aufgrund der rampenförmigen Vorsprünge 70, 72, 80, 82 die Biegebacken 22, 24 derart auf die Längskantenbereiche 38, 40 einwirken, dass die die Schließfläche 11 bildenden Abschnitte 13, 15 der Kohlebürstenaufnahme 12 im erforderlichen Umfang zueinander ausgerichtet werden, um sodann mittels des Kernbiegestempels 30 das Verschließen und Plattieren durchzuführen. Hierzu erfolgt eine Relativbewegung zwischen der Führungsplatte 26 und der eine Einheit bildenden Kopfplatte 44, Druckplatte 42 und Stempelhalteplatte 32. Zur Bewegung wird die von den Federelementen 46 hervorgerufene Kraft überwunden.
  • Durch die Mehrteiligkeit des Werkzeuges und das Verstellen der einen gefederten Weg zurücklegenden Anpressschieber 56, 58 entlang der Biegebacken 22, 24 wird das Material der Kohlebürstenaufnahme 12 im erforderlichen Umfang an den Passdorn 52 angepresst, um Presskräfte derart einzuleiten, dass die Abschnitte 13 und 15 der Kohlebürstenaufnahme 12 passgenau zueinander ausgerichtet werden, um die Schließfläche 11 der Kohlebürstenaufnahme 12 zu bilden und planieren zu können. Die Maßtoleranzen verlieren sich im gefederten Weg der mit den Gasdruckfedern 88, 90 beaufschlagten Anpressschieber 56, 58.

Claims (11)

  1. Vorrichtung zum Schließen von einer köcherförmigen eine Schließfläche (11) aufweisenden Kohlebürstenaufnahme (13) umfassend einen eine vorgebogene Kohlebürstenaufnahme aufnehmenden Passdorn (52) mit einer Planierfläche (54), entlang der sich die Schließfläche bildende Abschnitte (13, 15) der Kohlebürstenaufnahme erstrecken, auf Randbereiche der Planierfläche absenkbare Biegebacken (22, 24), einen zwischen den Biegebacken entlang deren Innenflächen verlaufenden zum Schließen der Schließfläche auf die Abschnitte absenkbaren Kernbiegestempel (30) sowie entlang jeweiliger Außenfläche der Biegebacken verlaufende und mit diesen wechselwirkende Anpressschieber (56, 58), wobei die Biegebacken verschwenkbar von einem ersten Element wie Führungsplatte (27) und der Kernbiegestempel von einem zweiten Element wie Druckplatte (42, 32) ausgehen, die in Wirkverbindung miteinander verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Anspressschieber (56, 58) unabhängig von einer Bewegung des ersten und zweiten Elements (27, 32, 42) relativ zu den Biegebacken (22, 24) verstellbar sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine von aufeinander gleitenden Flächen (60, 66; 62, 68) der Biegebacke (22, 24) und/oder des Anpressschiebers (56, 58) zumindest abschnittsweise als Keilfläche (74, 76, 82, 84) ausgebildet ist oder eine solche aufweist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, dass Außenfläche (66, 68) des Biegebackens (22, 24) und/oder an dieser anlegbare Innenfläche (60, 62) des Anpressschiebers (56, 58) einen ein Verschwenken des Biegebackens in Richtung des Kernbiegestempels (30) ermöglichenden Vorsprung (70, 72) aufweist.
  4. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (70, 72) rampenförmige Geometrie aufweist.
  5. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die insbesondere durch den Vorsprung (70, 72, 80, 82) gebildete keilförmige Fläche (74, 76, 84, 86) sowohl von der Außenfläche (66, 68) des Biegebackens (22, 24) als auch von der zugewandten Innenfläche (60, 62) des Anpressschiebers (56, 58) ausgeht.
  6. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verlauf der Keilfläche (74, 76) des Anpresschiebers (56, 58) entgegengesetzt zum Verlauf der Keilfläche (82, 84) der Biegebacke (22, 24) ist.
  7. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anpressschieber (56, 58) federnd entlang der Biegebacke (22, 24) verstellbar ist.
  8. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anpressschieber (56, 58) über eine Gasdruckfeder (88, 90) entlang der Biegebacke (22, 24) verstellbar ist.
  9. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck- bzw. Stempelhalterplatte (32, 42) als das erste Element, von der der Kernbiegestempel (30) ausgeht, mit der die Anpressschieber (56, 58) führend aufnehmenden Führungsplatte (27) als dem zweiten Element über Federelemente (46) in Wirkverbindung stehen.
  10. Verfahren zum Schließen einer einen Passdorn umgebenden Kohlebürstenaufnahme mit auf zu schließende Abschnitte der Kohlenbürstenaufnahme einwirkenden Biegebacken, die mittels einwirkender Anpressschieber aufeinander zu verschwenkt werden, wobei zum Schließen der Abschnitte auf diese ein zwischen den Biegebacken verstellbarer Kernbiegestempel einwirkt, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte – Absenken der Biegestempel auf die Abschnitte seitlich begrenzenden Längsränder der Kohlebürstenaufnahme, – Entlanggleiten der Anpressschieber entlang der Biegestempel, wobei sich die Anpressschieber gegenüber den Biegebacken über zumindest jeweils eine keilförmig verlaufende Fläche gegeneinander abstützen, – Absenken des Kernbiegestempels zum Schließen der Abschnitte der Kohlebürstenaufnahme, – Zurückfahren der Anpressschieber, – Entfernen des Passdorns aus der Kohlebürstenaufnahme und – Zurückfahren des Kernbiegestempels sowie der Biegebacken.
  11. Verfahren nach Anspruch 10. dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressschieber unabhängig von einem Verstellen der Biegebacken und des Kernbiegestempels verstellt werden.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2721610B1 (de) * 1977-05-13 1978-07-06 Eugen Siempelkamp Presse zum Vorbiegen von Blechzuschnitten bei der Herstellung von Grossrohren
DD226700A1 (de) * 1984-09-03 1985-08-28 Dresden Elektromaschinenbau Vorrichtung zur herstellung metallischer fuehrungsteile fuer buerstenhalter

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