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Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung zur Eckverbindung von zwei Platten mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Derartige Befestigungsanordnungen sind insbesondere aus dem Fassadenbau zur Befestigung einer Leibungsplatte an einer Mutterplatte bekannt. Die Mutterplatte ist mit einem Bauwerk verbunden und bildet mit weiteren Platten die Fassade eines Gebäudes. Die Leibungsplatte bildet einen winklig zur Hauptfassade stehenden Abschluss der Fassade, beispielsweise im Bereich von Fensteröffnungen. Typischerweise werden derartige Befestigungsanordnungen für schwere Platten, wie beispielsweise für Platten aus Naturstein, eingesetzt. Die Leibungsplatte ist für gewöhnlich mit der Mutterplatte über zwei voneinander beabstandete Befestigungswinkel verbunden, die Kräfte, beispielsweise aus Eigengewicht und Windlast, von der Leibungsplatte auf die Mutterplatte übertragen. Die Verbindung zwischen den Befestigungswinkeln und den Platten erfolgt typischerweise mit Hilfe von Befestigungsmitteln wie eines Hinterschnittankers oder eines Steckdornes.
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Die Befestigungswinkel können gleich oder unterschiedlich ausgestaltet sein. Werden zwei unterschiedlich ausgestaltete Befestigungswinkel verwendet, so überträgt üblicherweise ein Befestigungswinkel, der Tragwinkel, das Eigengewicht der Leibungsplatte und einen Teil der Windlast auf die Mutterplatte, während ein so genannter Haltewinkel im Wesentlichen den anderen Teil der Windlast auf die Mutterplatte übertragt. Alternativ ist aus der Druckschrift
DE 296 08 483 U1 die Verwendung von zwei gleichen Befestigungswinkeln bekannt, die beide als Tragwinkel wirken und sowohl Teile des Eigengewichts und der Windlast aufnehmen.
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Eine bekannte Problematik bei Befestigungsanordnungen zur Eckverbindung von zwei Platten ist, dass sich die Mutterplatte und die Leibungsplatte durch Temperaturänderungen unterschiedlich stark ausdehnen können. So ist es denkbar, dass an einem kalten Wintermorgen die Sonne auf die Leibungsplatte scheint, und diese stark erwärmt, während die Mutterplatte im Schatten liegt. Durch die Temperaturerhöhung wird sich die Leibungsplatte ausdehnen, das heißt der Abstand zwischen dem Befestigungswinkel sollte sich vergrößern, während der Abstand der Befestigungswinkel auf der Mutterplatte gleichbleiben müsste. Da dies auf Grund der festen Verbindung mit der Mutterplatte mittels der steifen Befestigungswinkel nicht möglich ist, entstehen durch diese Einspannung der Platten Zwangskräfte, die parallel zu einer Verbindungsachse zwischen den beiden Befestigungswinkeln wirken. Bei einer stehenden Mutter- und Leibungsplatte, deren Ebene horizontal-vertikal orientiert ist, wirken die Zwangskräfte daher in die gleiche Richtung wie das Eigengewicht. Die Zwangskräfte können insbesondere bei hohen Platten maßgebend für die Bemessung der Befestigungsmittel werden. In der Druckschrift
DE 199 24 745 C1 wird daher vorgeschlagen, die Befestigungswinkel elastisch, über ein Ausgleichselement aus einem Gummi oder einem elastischen Kunststoff zu verbinden, das zwischen den Befestigungswinkeln und den Platten angeordnet ist. Die beiden Befestigungswinkel sind somit elastisch beweglich gelagert, so dass Längenänderungen ohne auftretende Zwängungen über eine elastische Bewegung der Befestigungswinkel ausgeglichen werden können. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass, bedingt durch die elastisch bewegliche Lagerung, die Leibungsplatte durch äußere Kräfte, wie beispielsweise Windkräfte, relativ leicht bewegbar ist, wodurch der Eindruck entsteht, dass die Leibungsplatte wackelig und nicht ausreichend befestigt ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Befestigungsanordnung zur Eckverbindung von zwei Platten vorzuschlagen, die eine feste Verbindung der Leibungsplatte mit der Mutterplatte ermöglicht und die durch thermische Längenänderungen der Leibungsplatte hervorgerufenen Zwangskräfte minimiert.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Befestigungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung zur Eckverbindung von zwei Platten umfasst eine Leibungsplatte, eine Mutterplatte und mindestens zwei voneinander beabstandete Befestigungswinkel, über die die Leibungsplatte mit der Mutterplatte verbunden ist. Die Mutterplatte ist mit einem Bauwerk verbunden. Kennzeichnend für die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung ist, dass zwischen einem ersten Befestigungswinkel und mindestens einer Platte eine Auflagerschneide angeordnet ist. Auf Grund der Schneide übernimmt der erste Befestigungswinkel im Wesentlichen die Funktion eines Haltewinkels. Zwischen dem zweiten Befestigungswinkel und einer Platte kann ebenfalls eine Auflagerschneide angeordnet sein, auch wenn dies bei einer stehenden Leibung in der Regel nicht der Fall ist, da der zweite Winkel als Tragwinkel auch das Eigengewicht der Leibung aufnehmen muss. Der Begriff „Auflagerschneide“ umfasst hier alle Elemente, die die Auflagerfläche des Befestigungswinkels auf der Platte gegenüber der aus dem Stand der Technik, insbesondere gegenüber der aus der Druckschrift
DE 296 08 483 U1 bekannten Lösung mit flächiger Auflage, verringert. Die Auflagerschneide ist ein längliches, linienförmiges Auflagerelement. Die Auflagerschneide ist nicht elastisch, sondern gewährleistet eine feste Auflage des Winkels auf der Platte. Die Auflagerschneide gewährleistet eine definierte Beweglichkeit des ersten Befestigungswinkels, wodurch die durch thermische Längenänderungen der Platten hervorgerufenen Zwangskräfte minimiert werden, aber trotzdem eine feste Verbindung der Leibungsplatte mit der Mutterplatte herstellbar ist. Da die Auflagerschneide als eigenständiges Element zwischen der Platte und dem Befestigungswinkel ausgeführt werden kann, ist es möglich, dass beide Befestigungswinkel der Befestigungsanordnung gleich gestaltet sind. Insbesondere können die bekannten, relativ stabilen und kostengünstigen Befestigungswinkel aus einer stranggepressten Aluminiumlegierung verwendet werden.
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Vorzugsweise weist der erste Befestigungswinkel einen ersten Schenkel und einen zweiten Schenkel auf, wobei mindestens eine Auflagerschneide zwischen dem ersten Schenkel und einer der beiden Platten der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung angeordnet ist. Eine weitere Auflagerschneide kann zwischen dem zweiten Schenkel des ersten Befestigungswinkels und der zweiten Platte der Befestigungsanordnung angeordnet sein.
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Erfindungsgemäß ist die Auflagerschneide einer erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung derart gestaltet, dass der erste Befestigungswinkel in Richtung des zweiten Befestigungswinkels oder von diesem weg kippbar ist. Die Kippbewegung, die auch als Drehbewegung bezeichnet werden kann, wird durch eine in Richtung der Verbindungsachse zwischen den beiden Befestigungswinkeln wirkende Kraft hervorgerufen. Diese Kraft kann insbesondere durch eine Längenänderung einer beiden Platten verursacht sein. Durch die Kippbewegung werden die temperaturbedingten Unterschiede im Abstand zwischen den Befestigungswinkeln auf der Mutterplatte und auf der Leibungsplatte ausgeglichen, wodurch die auf Grund einer Einspannung entstehenden Zwangskräfte minimiert werden. Verlängert sich beispielsweise die Leibungsplatte durch eine Temperaturerhöhung durch direkte Sonneneinstrahlung nach einer kalten Winternacht, wobei die Mutterplatte nicht beschienen wird und daher ihre Länge nicht ändert, so vergrößert sich an der Leibungsplatte der Abstand zwischen den beiden Befestigungswinkeln, während der Abstand zwischen den Befestigungswinkeln an der Mutterplatte unverändert bleibt. Ist nun ein erster Befestigungswinkel mit einer Auflagerschneide ausstattet und somit kippbar, der zweite Befestigungswinkel aber als Tragwinkel fest und ohne Auflagerschneide an den Platten montiert, so wirkt der zweite Befestigungswinkel als festes Auflager, während der erste Befestigungswinkel durch die Kippbewegung eine Ausdehnung der Leibungsplatte zulässt und als Gleitlager wirkt. Bei der Kippbewegung bewegt sich in diesem Fall ein Schenkel des ersten Befestigungswinkels vom korrespondierenden Schenkel des zweiten Befestigungswinkels weg. Im Fall einer Verkürzung des Abstandes zwischen den Befestigungswinkeln auf der Leibungsplatte würde sich der Schenkel des ersten Befestigungswinkels zum korrespondierenden Schenkel des zweiten Befestigungswinkels hinbewegen.
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Vorzugsweise steht die Längsachse der Auflagerschneide im Wesentlichen orthogonal auf der durch die Mutterplatte aufgespannten Ebene. Alternativ hierzu kann die Längsachse der Auflagerschneide im Wesentlichen orthogonal auf der durch die Leibungsplatte aufgespannten Ebene stehen. Mit der „durch die Platte aufgespannten Ebene“ ist eine Ebene gemeint, die parallel zu einer Ebene liegt, die durch die Höhe und Breite der Platte charakterisiert ist. Im Regelfall sind dies die beiden größeren der drei Abmessungen der Platte, was bei Fassaden im Normalfall der horizontalen und vertikalen Ausdehnung der Platte entspricht. Die Dicke der Platte ist im Allgemeinen deutlich geringer. Sie liegt beispielsweise bei Platten aus Naturwerkstein im Bereich von wenigen Zentimetern, während die Breite und Höhe einer Platte mehrere Dezimeter oder Meter betragen kann. Die „Längsachse“ der Auflagerschneide ist die Kipp- oder Drehachse, um die der Befestigungswinkel kippt, beziehungsweise um die er sich dreht. Bei einer optimal linienförmigen Auflagerschneide ist dies die linienförmige Auflagerfläche zwischen Auflagerschneide und Platte beziehungsweise dem Befestigungswinkel. Durch die orthogonale Ausrichtung der Auflagerschneide zur entsprechenden Platte ist gewährleistet, dass die Achse, um die die Kippbewegung beziehungsweise die Drehbewegung des Befestigungswinkels erfolgt, ebenfalls orthogonal zu der Richtung ist, in der die Längenänderung der Platten erfolgt. Die Auflagerschneide ist somit für eine Kipp- oder Drehbewegung des Befestigungswinkels optimal ausgerichtet. Zudem gewährleistet eine derart ausgerichtete Auflagerschneide eine flächige und stabile Auflage des Befestigungswinkels in der Richtung, in der Kräfte, die orthogonal zur Leibungsplatte wirken, vom Befestigungswinkel aufgenommen werden, also beispielsweise die Windkräfte. Zur Aufnahme dieser Kräfte ist der Befestigungswinkel somit fest und stabil mit beiden Platten verbunden.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung weist eine Auflagerschneide auf, die im Wesentlichen so lang ist wie der erste Schenkel des ersten Befestigungswinkels. Dies bedeutet nicht, dass die Auflagerschneide nicht unterbrochen sein kann, beispielsweise durch eine Öffnung zur Durchführung eines Befestigungselements. Im Allgemeinen ist aber zumindest jeweils in der Nähe des am orthogonal zur Längsachse der Auflagerschneide stehenden Rands des Schenkels ein Abschnitt der Auflagerschneide angeordnet, um einen möglichst stabilen Stand des Befestigungswinkels zur Aufnahme der orthogonal zur Leibungsplatte wirkenden Kräfte zu gewährleisten.
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Um eine möglichst einfache Kippbewegung des Winkels um die Achse der Auflagerschneide zu ermöglichen, weist die Auflagerschneide vorzugsweise einen trapezförmigen Querschnitt auf, dessen Breite bezogen auf den Querschnitt des Schenkels, an dem die Auflagerschneide angeordnet ist, relativ klein ist. Weist die Auflagerschneide unterschiedlich breite Anlageflächen zur Anlage an den Schenkel oder die Platte auf, so ist unter „Breite“ die kleinere der beiden Abmessungen zu verstehen. Alternativ weist die Auflagerschneide einen kreissegmentförmigen Querschnitt oder einen dreiecksförmigen Querschnitt auf. Grundsätzlich ist jede Querschnittsform verwendbar, die ein Kippen des Befestigungswinkels um die durch die Auflagerschneide gebildete Kipp- oder Drehachse gewährleistet. Wird eine Auflagerschneide mit einer für eine Drehbewegung optimierten Querschnittsform verwendet, beispielsweise ein gerades Prisma mit einem dreiecksförmigen Querschnitt, so ist es unerheblich, ob die Kante des Prismas, die die Drehachse bildet, an der Platte oder am Befestigungswinkel anliegt.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung ist die Auflagerschneide aus Metall hergestellt. Beispielsweise handelt es sich bei der Auflagerschneide um ein Stanzteil, das aus Titanfolie oder Titanblech hergestellt ist.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform ist die Auflagerschneide aus einem verstärkten Kunststoff hergestellt, wobei die Verstärkung insbesondere aus Glasfasern besteht. Die Auflagerschneide kann somit günstig als Spritzgussteil hergestellt werden. Alternativ wird die Auflagerschneide aus einem extrudierten Strangpressprofil durch nachträgliche Bearbeitung wie Stanzen oder Sägen hergestellt.
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Vorzugsweise ist die Auflagerschneide derart gestaltet, dass sie mit dem Befestigungswinkel formschlüssig verbindbar ist. Die formschlüssige Verbindung kann beispielsweise über eine Rastverbindung erfolgen. Ebenso ist es möglich, den Befestigungswinkel und die Auflagerschneide derart zu gestalten, dass eine hinterschnittene und somit formschlüssige Nut- und Federverbindung entsteht, wobei beispielsweise eine an der Auflagerschneide angeordnete clipartige Feder in eine an einem Schenkel des Befestigungswinkels angeordnete hinterschnittene Nut eingeclipst oder eingeschoben werden kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 einen Horizontalschnitt einer Fensteröffnung mit einer ersten erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung zur Eckverbindung einer Mutterplatte mit einer Leibungsplatte;
- 2 eine Ansicht der ersten erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung mit einer ersten Ausführungsform eines Befestigungswinkels mit Auflagerschneide;
- 3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines Befestigungswinkels mit einer Auflagerschneide für eine zweite erfindungsgemäße Befestigungsanordnung; und
- 4 ein Schnitt durch die zweite erfindungsgemäße Befestigungsanordnung.
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In 1 ist ein Horizontalschnitt einer Fassade mit einer erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung 1 im Bereich einer Fensteröffnung 2 dargestellt. Die Fassade wird aus Naturwerksteinplatten 3, 4 gebildet, wobei die mit der Mutterplatte 3 über Eck verbundene Leibungsplatte 4 die Fassade am Rahmen 5 eines Fensters 6 abschließt. Zur Eckverbindung ist die Leibungsplatte 4 über zwei voneinander beabstandete Befestigungswinkel verbunden, wobei in diesem Horizontalschnitt nur der untere, erste Befestigungswinkel 7 sichtbar ist. Die Mutterplatte 3 ist mit Hinterschnittanker 8 an einer Unterkonstruktion 9 befestigt und über die Unterkonstruktion 9 mit einem Bauwerk 10 verbunden, wobei an dem Bauwerk 10 eine Dämmung 15 angeordnet ist. Der erste Befestigungswinkel 7 weist einen ersten Schenkel 11 mit einer ersten Auflagerschneide 12 und einen zweiten Schenkel 13 mit einer zweiten Auflagerschneide 14 auf. Die erste Auflagerschneide 12 ist zwischen dem ersten Schenkel 11 des ersten Befestigungswinkels 7 und der Mutterplatte 3 und die zweite Auflagerschneide 14 ist zwischen dem zweiten Schenkel 13 und der Leibungsplatte 4 angeordnet. Der erste Befestigungswinkel 7 ist mit Hinterschnittankern 8 an der Leibungsplatte 4 beziehungsweise der Mutterplatte 3 befestigt. Die beiden Schenkel 11, 13 sind orthogonal zueinander angeordnet und mit ihrer Schnittfläche 16 sowie über eine Strebe 17 miteinander verbunden. Der Befestigungswinkel 7 ist aus einem Strangpressprofil aus einer Aluminiumlegierung hergestellt.
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2 zeigt die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung 1 zur Eckverbindung der beiden Platten 3, 4 in einer Ansicht mit Blick auf die Rückseite 18 der Mutterplatte 3. In dieser Darstellung ist der erste Befestigungswinkel 7, der als Haltewinkel am unteren Ende 19 der Platten 3, 4 angeordnet ist, sowie ein zweiter Befestigungswinkel 20, der als Tragwinkel am oberen Ende 21 der Platten 3,4 angeordnet ist, zu sehen. Der zweite Befestigungswinkel 20 liegt mit seinem ersten Schenkel 22 und mit seinem zweiten Schenkel 23 vollflächig auf der Mutterplatte 3 beziehungsweise der Leibungsplatte 4 auf. Durch diese Anordnung ist der zweite Befestigungswinkel 20 nicht dreh- oder kippbar und somit fest mit den Platten 3, 4 verbunden. Er bildet als Tragwinkel ein festes Auflager für die Leibungsplatte 4.
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Dagegen ist zwischen dem ersten Befestigungswinkel 7 und der Mutterplatte 3 beziehungsweise der Leibungsplatte 4 die in 1 dargestellte erste Auflagerschneide 12 beziehungsweise die zweite Auflagerschneide 14 angeordnet. Die Längsachse AS2 der zweiten Auflagerschneide 14 steht im Wesentlichen orthogonal auf einer durch die Mutterplatte 3 aufgespannten Ebene EM. Ebenso steht die Längsachse AS1 der ersten Auflagerschneide 12 im Wesentlichen orthogonal auf der durch die Leibungsplatte 4 aufgespannten Ebene EL. Die Auflagerschneiden 12, 14 sind stabförmig, mit einem trapezförmigen Querschnitt 24 ausgebildet, als Stanzteil aus einem Titanblech hergestellt, und auf den zu den Platten 3, 4 gewandten Seiten der Schenkel 11, 13 aufgeklebt, was eine Montage des ersten Befestigungswinkels 7 erleichtert. Der Querschnitt 24 der Auflagerschneiden 12, 14 weist eine Breite BA auf, die gegenüber der Breite Bs der Schenkel 11, 13 des ersten Befestigungswinkels 7 verringert ist, wodurch der erste Befestigungswinkel 7 in Richtung des zweiten Befestigungswinkels 20 oder von diesem weg kippbar ist. Die Breite BA der Auflagerschneiden 12, 14 ist so gering, dass die Auflagerschneiden 12,14 praktisch als Schneide und nicht als flächige Auflager wirken. Zudem ist die Höhe des Querschnitts 24 der Auflagerschneiden 12, 14 so gewählt, dass der Abstand A zwischen dem ersten Befestigungswinkel 7 und den Platten 3, 4 so groß ist, dass eine ausreichende Drehung des Befestigungswinkels 7 möglich ist, ohne dass er außerhalb der Auflagerschneiden 12, 14 an den Platten 3, 4 anliegt, was die Drehung behindern und Zwängungen verursachen würde.
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Dehnt sich beispielsweise die Mutterplatte 3 auf Grund einer Temperaturerhöhung durch direkte Sonneneinstrahlung um den Wert X aus, so kippt der erste Befestigungswinkel 7 um den Winkel Y um die Längsachse AS2 der zweiten Auflagerschneide 14, die orthogonal auf der durch die Mutterplatte 3 aufgespannten Ebene EM steht und als Drehbeziehungsweise Kippachse wirkt. Eine Ausdehnung der Mutterplatte 3 um den Wert X ist somit ohne eine Behinderung durch die Leibungsplatte 4 möglich. Es entstehen keine Zwangskräfte.
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Die 3 und 4 zeigen eine weitere Ausführungsform eines ersten Befestigungswinkels 7' mit einer ersten Auflagerschneide 12' und einer zweiten Auflagerschneide 14' einer erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung 1'. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird im Folgenden nur auf die wesentlichen Unterschiede zu der in den 1 und 2 dargestellten Befestigungsanordnung 1 eingegangen. Die Auflagerschneiden 12' ,14' sind im Wesentlichen so lang wie der erste Schenkel 11', beziehungsweise der zweiten Schenkel 13' des ersten Befestigungswinkels 7'. Wie in 4 ersichtlich, weisen die gleich gestalteten Auflagerschneiden 12' ,14' je ein Langloch 25 zur Durchführung der Hinterschnittanker 8 auf, wobei das Langloch 25 die Auflagerschneiden 12', 14' nicht durchtrennt. Die Auflagerschneiden 12', 14' sind mit einem kreissegmentförmigen Querschnitt 28 ausgeführt, wodurch eine Verdrehung beziehungsweise ein Kippen des Befestigungswinkels 7' vereinfacht wird. Die Auflagerschneiden 12', 14' sind als Spritzgussteile aus faserverstärktem Kunststoff hergestellt, mit V-förmig ausgestalteten und senkrecht zur Längsachse der jeweiligen Auflagerschneide 12', 14' abstehenden Federelementen 26, die in am ersten Befestigungswinkel 7' angeordnete und ebenfalls V-förmig ausgestaltete Nuten 27 eingreifen, wodurch eine formschlüssige Nut- und Federverbindung zwischen dem Befestigungswinkel 7' und den Auflagerschneiden 12', 14' entsteht. Somit ist eine einfache Vormontage des Befestigungswinkels 7' mit den Auflagerschneiden 12', 14' möglich. Zudem kann der gleiche Befestigungswinkel 7' sowohl zur Ausbildung eines Tragwinkels, nämlich ohne Auflagerschneiden, oder mit vormontierten Auflagerschneiden 12', 14' zur Ausbildung eines Haltewinkels verwendet werden.
