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Die Erfindung betrifft einen Tennisschläger mit einem durch eine bis in den Stiel reichende Metallauflage bzw. -einlage verstärkten, die Bespannung verankernden Kunststoffrahmen, der sich in den Griff durch einen als Stiel dienenden Zwischenteil fortsetzt, der nach aussen eine stetig gekrümmte Begrenzung aufweist.
Herkömmliche Tennisschläger wurden unter Verwendung von Holz als Grundmaterial für den Schläger hergestellt. Hölzerne Tennisschläger besitzen jedoch eine Anzahl von Mängeln. Um beispielsweise einen Schläger ausreichender Festigkeit zu gewährleisten, ist das Mindestgewicht des Schlägers gewissen Einschränkungen unterworfen, und selbst die festesten Schläger können im Gebrauch brechen. Ebenso ist es bekannt, dass sich die Fasern von Holz verschlechtern und lösen, wenn sie häufigen Durchbiegungen ausgesetzt sind. Demzufolge verliert ein hölzerner Tennisschläger vergleichsweise schnell seine"Lebendigkeit"bzw. Elastizität. Selbstverständlich ist Holz auch Verwerfungen ausgesetzt.
Noch ein weiterer, einen hölzernen Tennisschläger beeinflussender Verschleissfaktor ist die Empfindlichkeit des Schlägers gegenüber den nachteiligen Auswirkungen von Scheuerwirkung bzw. Abrieb, wenn er mit dem Spielfeldboden in Berührung kommt.
Die für ein gutes Spiel erforderlichen physikalischen Eigenschaften verlangen auch Vielseitigkeit des Tennisschlägers. Zwei bedeutsame Faktoren der Tennisschläger-Konstruktion sind Längsbiegesteifheit und Torsionssteifheit. Bei einem hölzernen Tennisschläger sind diese Parameter voneinander abhängig. Wenn ein Konstrukteur eine besondere Biegesteifheit vorsieht, muss er im allgemeinen das sich hieraus ergebende Ausmass an Torsionssteifheit mit in Kauf nehmen. Dem Konstrukteur verbleiben keine wirksamen Möglichkeiten, die Torsionssteifheit des Schlägers unabhängig von seiner Biegesteifheit zu bestimmen.
Ein anderer wichtiger Parameter der Tennisschläger-Konstruktion ist die"Lebendigkeit"bzw. Elastizität oder Sprungkraft. Für gewisse Zwecke gibt maximale Federwirkung ein besseres Leistungsverhalten. In andern Fällen kann eine "Eigendämpfung" wünschenswert sein, um die Schlagwirkung des Tennisschlägers weicher zu machen. Bei einem hölzernen Tennisschläger ist es aber unmöglich, das Dämpfungsausmass unabhängig von andern mechanischen Eigenschaften zu wählen.
Im Bestreben, die Nachteile der hölzernen Tennisschläger zu überwinden, sind bereits zahlreiche Konstruktionen unter Verwendung von Metall entwickelt worden. Beispielsweise verwenden verschiedene Schläger nur Metall als Bauwerkstoff im Rahmen und im Halsabschnitt des Schlägers, während andere Anordnungen Metall als Überzug für einen dämpfenden Kern, beispielsweise aus Holz, verwenden. Obgleich derartige Konstruktionen die bei den herkömmlichen Tennisschlägern zutage tretenden Nachteile bezüglich Bruch und Verschleiss vermindern, besitzen sie dennoch gewisse Nachteile und Mängel, welche die Spieleigenschaften des Schlägers beeinträchtigen. Wenn beispielsweise die für einen Tennisschläger wünschenswerte hohe Torsionssteifheit gewährleistet ist, ist die resultierende Konstruktion in ihren Längsbiegeeigenschaften steif.
Hiedurch wird der Arm des Spielers einer hohen Schlag- oder Stossbelastung ausgesetzt, was nicht nur unangenehm ist, sondern auch zum bekannten "Tennisellbogen" führt.
Eine andere Schwierigkeit, welcher Metall-Tennisschläger ausgesetzt sind, besteht in der einwandfreien Bespannung des Schlägers, ohne die Saiten scharfen Kanten auszusetzen, durch welche sie zerschnitten werden könnten.
Ein Tennisschläger der eingangs genannten Art ist in der deutschen Auslegeschrift 1065765 beschrieben.
Bei diesem bekannten Ballschläger steht die Torsionsfestigkeit zum Biegeverhalten in einem festen Verhältnis, d. h., dass das eine Verhalten dem andern bereits dadurch zugeordnet ist, dass man die eine der beiden Grössen konstruktiv festlegt. Dadurch wird die zum Erreichen der Vielseitigkeit eines Tennisschlägers notwendige Unabhängigkeit der beiden Parameter auch bei diesem Schläger nicht gewährleistet.
Die USA-Patentschrift Nr. 2, 274, 788 beschreibt die Kombination von Kunststoff mit verstärkendem Metall, u. zw. hat das Metall hier die Form eines Dural-Rohres, das im Inneren des Rahmens eingebettet ist und sich bis in den Griff fortsetzt. Dieser Druckschrift ist gleichfalls keine Lehre zu entnehmen, wonach die vorgenannten Parameter unabhängig voneinander gestaltet werden könnten.
Als eine Verbesserung von herkömmlichen Tennisschlägern sei die USA-Patentschrift Nr. 2, 878, 020 genannt, die einen Schläger aus geschichtetem Holz beschreibt, das durch Glasfasereinlagen verstärkt ist. Dabei werden jedoch die eingangs aufgezeigten Probleme auch durch diese Ausführung nicht gelöst.
Ein Ballschläger mit Kunststoffrahmen ist in der brit. Patentschrift Nr. 854, 663 beschrieben. Bei diesem erstrecken sich die Verstärkungen nur über den Griffteil und stellen ausserdem einen Gewebeschlauch dar, so dass hier die Voraussetzungen gemäss der Kombination von Kunststoff und Metall nicht vorliegen.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Tennisschlägers, welchem die Nachteile und Mängel der vorstehend erläuterten, bekannten Tennisschläger-Konstruktionen nicht anhaften. Dabei soll der erfindungsgemässe Tennisschläger so beschaffen sein, dass er nach Wahl bei grosser Verwindungsstabilität eine gewisse Biegefähigkeit oder auch weitestgehende Biegestarrheit aufweist.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Kunststoff ein Schaumstoff ist und die Metallauflage bzw. -einlage aus einer die Oberseite- und einer die Unterseite des Rahmenteiles bedeckenden, parallel zur Bespannung verlaufenden, vorzugsweise ebenen Metallabdeckung gebildet ist, welche sich in den Griffteil des Schlägers fortsetzt und im Zwischenteil eine an sich bekannte Durchbrechung begrenzt, und dass die beiden Metallabdeckungen mit den Rahmen nach innen und nach aussen abdeckenden und im zweitgenannten
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Fall sich über den Zwischenteil in den den Griff erstreckenden Zargen einen Hohlraum von überall im wesentlichen Rechteckform besitzendem Querschnitt begrenzen, der mit dem Schaumstoff ausgefüllt ist,
wobei die Metallabdeckungen und die Zargen mit dem in dem Hohlraum eingeschlossenen Schaumstoffkörper mittels Verkleben od. dgl. fest verbunden sind.
Durch die Erfindung wird die Möglichkeit geschaffen, die unter allen Umständen nötige Torsionssteifheit mit einer je nach den besonderen Wünschen mehr oder weniger ausgeprägten Längsbiegsamkeit zu verbinden.
Man kann demnach einen Tennisschläger für Anfänger anders ausführen als für einen fortgeschrittenen oder professionellen Sportler, wobei indes der Schläger in beiden Fällen torsionsfest ist. Dieser weitgehende Spielraum in der Wahl von Torsionsfestigkeit und Biegsamkeit bestand bisher nicht : ein biegsamer, d. h. in der Längsrichtung nachgiebiger Schläger, hatte auch eine entsprechende Nachgiebigkeit gegenüber Drehung.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet sich dadurch aus, dass in dem Schaumstoffkörper Fremdstoff-Hohlkugeln enthalten und Verfestigungsfasern vorzugsweise Glasfasern eingebettet sind, dass die Zargen Kunststoff-vorzugsweise Polyäthylenstreifen sind und eine Gewebeein- oder -auflage besitzen, und dass die Dicke der Zargen grösser ist als jene der aus Leichtmetall hergestellten Metallabdeckungen. Auf diese Weise wird die Schlag-bzw. Stossenergie besonders günstig absorbiert, wenn der Tennisschläger gegen einen Ball schlägt.
Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 die Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform eines Tennisschlägers mit den Merkmalen der Erfindung ; Fig. 2 eine in vergrössertem Massstab gehaltene Draufsicht auf den Tennisschläger zur Darstellung des Rahmens und des Halsabschnittes vor dem Bespannen, teilweise im Schnitt ; Fig. 3 einen in vergrössertem Massstab gehaltenen Teilschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. l ; Fig. 4 einen in stark vergrössertem Massstab gehaltenen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. l, in welchem eine Saite der besseren übersichtlichkeit halber gestrichelt eingezeichnet ist, und Fig. 5 eine in stark vergrössertem Massstab gehaltene Teilschnittansicht des in Fig. 2 im Schnitt dargestellten Rahmens mit eingezogener Saite.
Der in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemässe Tennisschläger weist einen Griff--10--, einen Zwischenteil --12-- und einen Rahmenteil--14--auf. Der Zwischenteil--12--ist mit einer Durchbrechung--16-zur Erhöhung der Torsionssteifheit des Tennisschlägers ohne gleichzeitige proportionale Erhöhung der Längssteifheit, wie dies ohne diese Durchbrechung der Fall wäre, versehen ; ausserdem vermindert die
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Rahmenteil-14-dient zur Halterung der üblichen Bespannung-18--.
Gemäss Fig. 2 besteht der Kern des Tennisschlägers aus einem niedrigen Gewicht besitzenden Schaumstoffkörper--20--, der auf die allgemeine Kontur des Tennisschlägers gebracht und nicht nur im Zwischenteil-12--, sondern auch im Griff --10-- mit einem Ausschnitt --22-- zur Gewichtserleichterung versehen ist. Der den Kern bildende Schaumstoffkörper --20-- besteht aus einem hochdruckfesten Kunstharz, wie Epoxy, das mit Mikroblasen aus Glas oder einem Phenol-Material gefüllt ist. Ein derartiger Kern besitzt hohe Scher-, Biege- und Zugfestigkeit sowie gute Schlageigenschaften. Eine genauere Beschreibung dieses Kernmaterials findet sich in dem Artikel "Syntactic Foam", veröffentlicht in Modern Plastics, September 1967, Seite 215.
Zur weiteren Verbesserung der physikalischen Eigenschaften des Kerns sind dem Kunstharz vor der Aushärtung bzw. Vernetzung des Schaumstoffes lockere, geschnitzelte oder gemahlene Fasern zugesetzt. Um den Aussenumfang des Schaumstoffkörpers --20-- herum ist ein Gurtband bzw. eine Zarge--24--angeordnet, während um den Innenumfang des Rahmenteiles--14--herum ein zweites
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Fig. 3 zeigt den vollständigen Tennisschläger im Schnitt. Die Aussenflächen des Tennisschlägers bestehen aus im Abstand voneinander angeordneten Metallabdeckungen--26 und 28--, die vorzugsweise aus einem niedriges Gewicht besitzenden Werkstoff, wie Aluminium oder Magnesium, mit hoher Festigkeit hergestellt sind.
An den Aussenflächen der Metallabdeckungen--26 und 28--sind auf übliche Weise herkömmliche Griffstücke - 34-befestigt.
Nach der Beschreibung des Grundaufbaus des Tennisschlägers sei nunmehr seine Herstellung näher erläutert. Zunächst wird die auf die gewünschte Kontur des Tennisschlägers ausgestanzte erste Metallabdeckung --26-- in eine Form eingebracht und an ihrer Oberseite mit einem Vorstrich aus einem härtbaren Kunstharz, wie Epoxyharz, versehen. Sodann werden die Zargen--24, 25--derart auf die Metallabdeckung--26-aufgelegt, dass sich ihre Hauptabmessungen senkrecht zur Ebene der Metallabdeckung--26--erstrecken. Der Raum zwischen den Zargen--24 und 25--wird hierauf mit einem unausgehärteten bzw. unvernetzten Schaumstoff gefüllt, der mit lockeren, geschnitzelten oder gemahlenen Fasern versetzt ist. Auf diesen Arbeitsgang erfolgt das Einlegen der gestanzten Metallabdeckung--28--in die Form.
Die Unterseite der Metallabdeckung - -28- wird vorher auf gleiche Weise wie die Metallabdeckung--26--mit einem Vorstrich versehen.
Sodann wird die Form geschlossen und werden Wärme und Druck angelegt, um das Kunstharz sich aushärten bzw. vernetzen und die Anordnung einheitlich verbinden zu lassen. Im Anschluss hieran wird das Gebilde aus der Form entnommen und auf noch zu beschreibende Weise mit der Bespannung--18--versehen.
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Ein nach diesem Verfahren hergestellter Tennisschläger weist Metallabdeckungen--26 und 28-aus Aluminium mit einer Dicke von je etwa 0, 5 mm auf. Die Dicke der Gurtbänder bzw. Zargen-24 und 25-ist eine Funktion des jeweils verwendeten Werkstoffes. Bei der bevorzugten Ausführungsform bestehen diese Gurtbänder bzw. Zargen aus gewebehinterlegtem Polyäthylen von etwa 1, 3 mm Dicke. Die Gewebeunterlage begünstigt das Anhaften der Gurtbänder bzw. Zargen am den Kern bildenden Schaumstoffkörper--20-- während des Aushärtungs- bzw. Vernetzungsschrittes.
Eine praktisch brauchbare Zusammensetzung für das Material des den Kern bildenden Schaumstoffkörpers --20--, ist folgende :
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<tb>
<tb> Epoxyharz <SEP> 100 <SEP> Gew.-Teile <SEP>
<tb> Härter <SEP> 50 <SEP> Gew.-Teile <SEP>
<tb> Reaktionsfähiger
<tb> Verdünner <SEP> 5 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Gehackte <SEP> Glasfasern
<tb> (6, <SEP> 35 <SEP> mm <SEP> Länge) <SEP> 20 <SEP> Gew. <SEP> Teile <SEP>
<tb> Phenol-oder <SEP> Glas- <SEP>
<tb> Mikroblasen <SEP> 35 <SEP> Gew.-Teile <SEP>
<tb> Farbstoff <SEP> 5 <SEP> Gew.-Teile
<tb>
Selbstverständlich ist die vorstehend angegebene Zusammensetzung lediglich beispielhaft und können je nach den gewünschten physikalischen Eigenschaften der endgültigen Konstruktion auch andere Mengenanteile angewandt werden.
Das Bespannen des Tennisschlägers erfolgt in der Weise, dass gemäss den Fig. 4 und 5 zunächst im den Kern bildenden Schaumstoffkörper --20-- und in den Gurtbändern bzw. Zargen--24 und 25--Bohrungen --36-- ausgebildet werden. In diesen Figuren sind die Gewebe-Grundlagen für die Zargen bei--24a und 25a--angedeutet. Während dieses Bohrens kommt dem Vorhandensein der Gurtbänder bzw. Zargen-24 und 25--insofern beträchtliche Bedeutung zu, als diese den Schaumstoffkörper --20-- versteifen und ihn an einem Platzen längs der Ebene der Bespannung hindern.
Am Aussenumfang des Rahmenteiles --14-- ist eine Rille--40--vorgesehen, die eine Vertiefung zur Aufnahme der an der Aussenseite des Rahmens befindlichen Saiten-Abschnitte bildet, welche eine Berührung dieser Saiten-Abschnitte mit dem Spielfeldboden verhindert.
Nach Ausbildung der Bohrungen--36--und der Rille--40--wird der Tennisschläger auf übliche Weise bespannt. Auch hiebei wird der Kern durch die ihm durch die Gurtbänder bzw. Zargen--24 und 25-verliehene Zugfestigkeit an einem Platzen längs der Bespannungsebene gehindert, wenn er den Belastungen des Bespannungsvorgangs unterworfen wird. An diesem Punkt kommt noch eine andere wichtige Eigenschaft der Kernkonstruktion zum Tragen. Genauer gesagt, ist die Druckfestigkeit des aus ausgehärtetem Schaumstoff
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Druckfestigkeit des Gurtband- bzw. Zargenmaterials lässt ausserdem ein derartiges lokalisiertes Zerquetschen überall dort zu, wo die Saiten die Gurtbänder bzw. Zargen berühren.
Nach Anbringung der üblichen Griffstücke--34--ist der Tennisschläger fertiggestellt.
Die vorstehend beschriebene Konstruktion bietet eine Anzahl von Vorteilen, welche den derart hergestellten Tennisschläger zu einer wesentlichen Verbesserung im Vergleich zu bekannten Geräten werden lassen. Der wichtigste dieser Vorteile besteht darin, dass Torsionssteifheit und Längsbiegesteifheit praktisch unabhängig voneinander bestimmt werden können. Die Vorteilhaftigkeit dieser Konstruktionsmöglichkeit lässt sich aus den folgenden Ausführungen ersehen.
Hohe Torsionssteifheit eines Tennisschlägers ist nötig, um die Höhe eines Schlages zu steuern und dem Spieler das Gefühl zu geben, dass jeder Ball "hart" abgeschlagen wird, auch wenn der Ball aussermittig getroffen wird. Wenn ein Tennisschläger geringe Torsionssteifheit besitzt und der Ball nicht von der Schläger-Mitte getroffen wird, so lässt die Torsionsdurchbiegung des Tennisschlägers, während er in im wesentlichen waagrechter Ebene geschwungen wird, den Ball zu niedrig oder zu hoch abkommen. Beim erfindungsgemässen Tennisschläger verleihen die hohe Zugfestigkeit der Metall-Abdeckungen--26 und 28--, der offene Zwischenteil, die
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von "trockenen" oder "harten, einwandfrei gerichteten Schlägen erforderlich ist. Die Dicke der Metall-Abdeckungen trägt massgeblich zur erzielten Torsionssteifheit bei.
Bei den herkömmlichen Tennisschlägern ist die hohe Torsionssteifheit üblicherweise von steifen Längsbiegeeigenschaften begleitet. Beim Abschlagen eines Balls wird ein beträchtlicher Stoss auf den Arm des Spielers übertragen, was unangenehm sein und sogar Verletzungen hervorrufen kann. Zur Verminderung der Stossbelastung ist es wünschenswert, einem Tennisschläger Längsflexibilität zu verleihen, welche auch die Kraft erhöht, die ein Spieler für einen Schlag aufzubringen vermag. Falls jedoch die Biegesteifheit des Tennisschlägers
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zu niedrig ist, verliert der Spieler die Kontrolle über die Richtung eines Schlages, sofern der Tennisschläger in einer im wesentlichen waagrechten Ebene geschwungen wird.
Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, ein bestimmtes Ausmass an Längsflexibilität vorzusehen, ohne dabei die Torsionssteifheit zu opfern. Dies geschieht beim erfindungsgemässen Tennisschläger durch Änderung der Dicke der Metallabdeckungen und/oder des Kernes bzw.
Schaumstoffkörpers. Es hat sich herausgestellt, dass die Längs-Biegeeigenschaften eines Tennisschlägers praktisch der ersten Potenz der Dicke der Metallabdeckungen und dem Quadrat der Dicke des Kernes bzw.
Schaumstoffkörpers proportional sind.
Aus der vorangehenden Beschreibung ist mithin ersichtlich, dass die Herstellung von Tennisschlägern hoher Torsionssteifheit und unterschiedlicher Längsbiegeeigenschaften ermöglicht. Tatsächlich kann durch entsprechende Einstellung der Dicke bzw. Stärke der Metallabdeckungen und/oder der Dicke des Kernes bzw.
Schaumstoffkörpers über die Länge des Tennisschlägers hinweg eine lokalisierte Steuerung der Längsbiegeeigenschaften erzielt werden. Die Erfindung ermöglicht mithin die Anpassung der Tennisschläger an die Wünsche verschiedener Spieler.
Wie erwähnt, erhöht die Längsflexibilität die Stossaufnahmeeigenschaften eines Tennisschlägers. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass der Kern bzw. der Schaumstoffkörper --20-- als Dämpfer gegenüber Stössen oder Schlägen wirkt, was auf seine Eigenelastizität zurückzuführen ist. Dennoch besitzt dieses Kernmaterial zufriedenstellend hohe Scher- und Zugfestigkeit, um die Bestimmung der gewünschten Torsionsund Längsbiegeeigenschaften zu ermöglichen und die Schläger-Bespannung zu tragen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform bestehen die Gurtbänder bzw. Zargen-24 und 25-aus Polyäthylen. Es können jedoch auch andere Werkstoffe verwendet werden. Zur Verwendung als Gurtband bzw.
Zarge sollte das verwendete Material eine Druckfestigkeit von etwa 315 bis 1410 kg/cm1 und eine Zugfestigkeit von unter etwa 70000 kg/cm1 besitzen. Die Verwendung eines solchen Werkstoffes liefert den Vorteil einer Versteifung des Kernes, so dass er infolge des Bespannens nicht platzt. Dennoch beeinträchtigt diese Art von Gurtband- bzw. Zargenmaterial nur minimal die Torsionssteifheit und die Längsbiegeeigenschaften des Tennisschlägers. Für den Kern können verschieden zusammengesetzte Schaumstoffe verwendet werden, beispielsweise auch ein Urethan-Schaumstoff. Zur Verwendung als Kern eignen sich Schaumstoffe mit einer Rockwell-Härte von L 50 bis L 100 (ASTM D785-65).
Selbstverständlich sind innerhalb des Rahmens der Erfindung zahlreiche weitere Abwandlungen möglich.
Beispielsweise können Teil- oder Vollhäute zur Versteifung der Metallabdeckungen-26 und 28-zwecks Steuerung der physikalischen Eigenschaften auf vorher beschriebene Weise angewandt werden, wobei diese zusätzlichen Häute von den Metallabdeckungen durch energievernichtende Lagen, wie z. B. aus viskoseseide-elastischem Gummi, getrennt sein können, um Scher-Durchbiegedämpfung zu gewährleisten. Ebenso können zu Schutzzwecken oder aus andern Gründen weitere Materiallagen in Verbindung mit den Gurtbändern bzw. Zargen-24 und/oder 25-angewandt werden, um die physikalischen oder dekorativen Eigenschaften des Tennisschlägers zu verbessern.
Die vorstehend dargestellten und beschriebenen Konstruktionen sind Beispiele für einen Tennisschläger, auf welchen die Erfindungsmerkmale angewandt werden können. Die angewandten Grundgedanken gelten jedoch gleichermassen auch für Schläger für andere Spielarten, beispielsweise für Squash, Federball usw.
Zusammenfassend schafft die Erfindung mithin eine Tennisschläger-Konstruktion mit einem zentralen, dämpfenden Kern, der schichtartig zwischen Abdeckungen aus hochfestem Werkstoff eingefügt ist, welche die Oberflächen des Tennisschlägers bilden. Im Rahmenabschnitt des Tennisschlägers erstreckt sich mindestens ein Gurtband bzw. eine Zarge mit höherer Festigkeit als derjenigen des Kerns senkrecht zu den Metallabdeckungen. Der Kern, die Metallabdeckungen und das Gurtband bzw. die Zargen sind unter Bildung eines einstückigen Gebildes miteinander geschichtet.
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