DE102009001309A1

DE102009001309A1 - Taumelgelenkbeschlag für eine Verstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugsitzes, insbesondere für einen Rückenlehnengelenkbeschlag

Info

Publication number: DE102009001309A1
Application number: DE102009001309A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Beneker; Reinhard Vogel
Original assignee: C Rob Hammerstein GmbH
Current assignee: Adient Luxembourg Holding SARL
Priority date: 2008-03-04
Filing date: 2009-03-03
Publication date: 2009-09-10
Also published as: JP2009207889A; FR2928309B1; US20130241262A1; US8827584B2; CN101524974A; JP5414299B2; US20090224589A1; US8434961B2; FR2928309A1; CN101524974B

Abstract

Taumelgelenkbeschlag für eine Verstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugsitzes, insbesondere für einen Rückenlehnengelenkbeschlag, mit a) einem ersten Beschlagteil (20), das einen Innenzahnkranz (28) aufweist, mit b) einem verzahnten Exzenterrad (26), das in Eingriff mit diesem Innenzahnkranz (28) ist und das ein Exzenterloch (30) hat, mit c) einem Exzenter (32), dem ein drehbares Antriebsteil (24) zugeordnet ist und der Keilsegmente (36) aufweist, mit d) einem zweiten Beschlagteil (20), das gegenüber dem ersten Beschlagteil (20) verstellbar ist, und mit e) einer Schlingfeder, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingfeder ein flacher, offener Federring (48) ist, dass sich der Federring (48) über einen Winkel kleiner als 360° erstreckt, und dass das Exzenterrad (26) einen Bund (50) aufweist, an dem der Federring (48) anliegt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Taumelgelenkbeschlag für eine Verstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugsitzes, insbesondere für einen Rückenlehnengelenkbeschlag, mit a) einem ersten Beschlagteil, das einen Innenzahnkranz aufweist, mit b) einem verzahnten Exzenterrad, das in Eingriff mit diesem Innenzahnkranz ist und das ein Exzenterloch hat, mit c) einem Exzenter, dem ein drehbares Antriebsteil zugeordnet ist und der Keilsegmente aufweist, mit d) einem zweiten Beschlagteil, das gegenüber dem ersten Beschlagteil verstellbar ist, und mit e) einer Schlingfeder.
Derartige Taumelgelenkbeschläge sind grundsätzlich aus DE 10 2005 054 489 B4 , DE 10 2004 007 043 B2 , DE 102 030 06 A1 und DE 15 80 541 A bekannt. Die dort gezeigten Taumelgelenkbeschläge haben zwar keine Schlingfeder, jedoch sind in praktisch eingesetzten Taumelgelenkbeschlägen, also in den Kraftfahrzeugen, derartige Schlingfedern vorhanden. Sie sind in der Regel an den Beschlag axial angesetzt als äußeres Zusatzteil und haben eine axiale Abmessung etwa gleicher Größe wie der Beschlag selbst.
Durch die Schlingfeder soll eine Ablaufsicherung erreicht werden. Grundsätzlich ist der Taumelgelenkbeschlag selbsthemmend. Es gibt aber nun bestimmte Belastungen in Fahrbetrieb oder bei anderen Situationen, die dazu führen, dass sich der Taumelgelenkbeschlag doch verstellt. Dem soll durch die Schlingfeder entgegengewirkt werden.
Die nach dem Stand der Technik eingesetzten Schlingfederbremsen haben einen erheblichen Platzbedarf. Mittels einer Schlingfeder kann man eine komplette Blo ckierung erreichen, hierzu wird nur beispielsweise verwiesen auf P 37 29 134.3-16 und DE 36 08 858 A . Derartige Schlingfedern sind typische, vollständig sperrende Einheiten. Sie stehen in axialer Richtung vor. Aufgrund ihrer Abmessungen und Sperrigkeit werden Schlingfedern daher mit Vorbehalt eingesetzt.
Hier setzt nun die Erfindung ein. Sie hat es sich zur Aufgabe gemacht, den Taumelgelenkbeschlag der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass eine Ablaufhemmung mittels Schlingfeder einerseits integriert ist innerhalb des Beschlages und er andererseits praktisch keinen zusätzlichen Bauraum beansprucht, jedenfalls die Außenabmessungen?? des Gelenkbeschlages nicht verändert werden müssen.
Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Taumelgelenkbeschlag der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Schlingfeder ein flacher, offener Federring ist, dass sich der Federring sich über einen Winkel kleiner als 360° erstreckt, und dass das Exzenterrad einen Bund aufweist, an dem der Federring anliegt
Im Unterschied zum Stand der Technik wird keine echte Schlingfeder verwendet, die viele Male, auf jeden Fall mindestens drei mal, typischerweise mindestens 5 mal umläuft und entsprechend viele Windungen hat, sondern es wird eine Schlingfeder verwendet, die sich über weniger als 360° erstreckt. Vorzugsweise weicht sie aber von 360° möglichst wenig ab. Eine derartige Feder lässt sich als flaches Teil, insbesondere Blechstanzteil ausbilden. Es können handelsübliche Federn eingesetzt werden, wie sie als axiale Sicherungselemente auf Wellen oder Achsen zur Lagesicherung oder zur Führung allgemein bekannt sind, siehe beispielsweise Dubbel, Taschenbuch des Maschinenbaus, 20. Auflage, Stichwort G36. Derartige Sicherungselemente sind genormt durch DIN 471 T1 und T2, DIN 472 T1 und T2, DIN 983 und DIN 984. Sie werden auch als Seegerringe bezeichnet. Der Vorteil liegt darin, dass sie ausgesprochen flach sind, sie sind eben. Kreuzungspunkte zwischen Windungen entfallen. Ihre Bauhöhe beträgt deutlich weniger als 1 mm, sie kann kleiner als 0,3 mm sein. Ein derartig kleines Bauteil lässt sich innerhalb eines vorhandenen Beschlags unterbringen und nimmt praktisch keinen zusätzlichen Bauraum in Anspruch. Hierin liegt ein großer Vorteil gegenüber dem Stand der Technik.
In ihrer Hemmwirkung ist die erfindungsgemäße Scheibenring-Schlingfeder im Vergleich zu den vorbekannten Schlingfedern nicht so, dass sie allein jegliche Drehbewegung zwischen den Beschlagteilen des Taumelgelenkbeschlages unterbinden kann. Es hat sich aber herausgestellt, dass sie im Zusammenwirken mit dem Taumelgelenkbeschlag eine hervorragende Ablaufsicherung bildet. Jedenfalls ist sie für den praktischen Einsatz im Zusammenwirken mit dem Taumelgelenkbeschlag für eine praktisch vollständige Unterdrückung eines selbsttätigen Ablaufs geeignet. Im Gegensatz zum Stand der Technik, wo die Schlingfeder allein die beiden Gelenkbeschläge sperrt, kommt es erfindungsgemäß daher darauf an, dass die Scheibenring-Schlingfeder mit dem Taumelgelenkbeschlag zusammenwirkt.
Die erfindungsgemäße Schlingfeder nimmt derart wenig Bauraum in Anspruch, dass vorhandene Konstruktionen in ihren Außenabmessungen beibehalten werden können. Hierin liegt der entscheidende Vorteil des erfindungsgemäßen Taumelgelenkbeschlags. Er ist zwar ablaufgesichert, hat aber keine größeren Abmessungen als ein Taumelgelenkbeschlag ohne Schlingfeder nach dem Stand der Technik.
Die Scheibenring-Schlingfeder befindet sich im montierten Zustand zwischen Bauteilen des Taumelgelenkbeschlages und nicht außerhalb dieser Bauteile bzw. des Taumelbeschlags Insbesondere befindet sie sich innerhalb des von den Beschlagteilen begrenzten Raumes und benötigt kein eigenes Gehäuse, wie es im Stand der Technik erforderlich ist. Vorzugsweise befindet sich die Scheibenring-Schlingfeder zwischen dem verzahnten Exzenterrad und dem Exzenter. Am Exzenterrad ist ein Bund vorgesehen, gegenüber diesem Bund wird die Reibwirkung erzielt. Die Reibwirkung wird gesteuert eingesetzt, wie im Folgenden erläutert wird.
Der Federring wird über seine zwei Endbereiche gesteuert. Diese sind so ausgebildet, dass sie erfasst werden können. Sie stehen beispielsweise radial nach innen oder außen vor, sie können auch, ggf. zusätzlich, axial gegenüber dem eigentlichen Ring vorstehen. Es ist auch möglich, die bei einem handelsüblichen Seegering vorhandenen Löchern für die Steuerung zu nutzen, indem beispielsweise Stifte in diesen Löchern befestigt werden.
Vorteilhafterweise ist ein Steuerteil vorgesehen, das für die Steuerung des Federrings zuständig ist. Es hat in vorteilhafter Weiterbildung für jedes Keilsegment eine Steuerflanke und hat zudem gegenüberliegende Steuerflächen, zwischen denen sich die Endbereiche des Federrings befinden. Bei Drehung des Steuerteils schlägt die eine oder die andere Steuerfläche an den benachbarten Endbereichen des Federrings an. In Normalstellung liegt die Steuerfläche mit geringem Druck an diesen Endbereichen an oder es besteht zwischen den Steuerflächen und den Endbereichen ein kleiner Luftspalt.
In vorteilhafter Weiterbildung greift zwischen die Endbereiche des Federrings eine Nase, die sich an einem Antriebsteil befindet. Auf diese Weise wird eine Verstellbewegung eingeleitet. Wenn die Nase mit einer in Drehrichtung vorn liegenden Nasenflanke auf den benachbarten Endbereich drückt und diesen antreibt, hebt der Endbereich sich vorzugsweise etwas vom Bund ab. Die Bremswirkung wird also verringert Wenn jedoch die Steuerfläche des Steuerteils von außen auf den Endbereich drückt und eine Kraft ausübt, wird der Endbereich nach innen und damit in stärkere Anlage an den Bund gedrückt. Die Bremswirkung wird also verstärkt.
In vorteilhafter Ausführung ist die Ringfeder in ihrem, den beiden Endbereichen diametral gegenüberliegenden 6-Uhr-Bereich dicker als an anderer Stelle ihres Ringverlaufs. Ihre Dicke nimmt gleichförmig von dort aus ab. Diese Ausbildung ist von Seegerringen bekannt.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung von zwei sehr ähnlichen, nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden.
In dieser Zeichnung zeigen:
1: eine perspektivische Montagedarstellung des Taumelgelenkbeschlags eines ersten Ausführungsbeispiels,
2: ebenfalls in perspektivischer Montagedarstellung, jedoch nunmehr in anderer Blickrichtung, ein zweites Ausführungsbeispiel, und
3: eine axiale Ansicht bei einer Blickrichtung entsprechend III-III in 1, teilweise schnittbildlich, für das zweite Ausführungsbeispiel.
Der Taumelgelenkbeschlag hat ein erstes Beschlagteil 20 und ein zweites Beschlagteil 22. Die Winkelstellung dieser Beschlagteile 20, 22 zueinander kann in bekannter Weise durch Drehen eines Antriebsteils 24 geändert werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist am zweiten Beschlagteil 22 ein verzahntes Exzenterrad 26 ausgebildet. Es ist in partiellem Zahneingriff mit einem Innenzahnkranz 28, der am ersten Beschlagteil 20 ausgebildet ist.
In einer anderen Ausführung, die hier nicht dargestellt ist, ist das Exzenterrad 26 separat vom zweiten Beschlagteil 22. Das zweite Beschlagteil 22 ist ähnlich ausgebildet wie das erste Beschlagteil 20, hat also einen Innenzahnkranz. Das Exzenterrad 26 ist mit den beiden Innenzahnkränzen der beiden Beschlagteile 20, 22 im Eingriff. Bei dieser Ausführung bewegen sich erstes Beschlagteil 20 und zweites Beschlagteil 22 bei einer Verstellung nicht radial gegeneinander, es findet ausschließlich eine Drehbewegung statt.
Am Exzenterrad 26 ist ein Exzenterloch 30 vorgesehen, es ist zentrisch zu Zahnkranz des Exzenterrades 26. In dieses Exzenterloch 30 greift ein Exzenter 32 ein. Er ist teilweise durch ein Steuerteil 34, teilweise durch zwei Keilsegmente 36 realisiert. Die Keilsegmente 36 sind über eine Omegafeder 38 gegeneinander in Umfangsrichtung vorgespannt. Dadurch wird Spielfreiheit erzielt. 1 zeigt noch eine Lagerbuchse 40, die zwischen dem Exzenterloch 30 und dem Exzenter 32 angeordnet ist.
Das Steuerteil 34 hat zwei Steuerflanken, sie liegen Schmalseiten der Keilsegmente 36 gegenüber. Die Steuerflanken 42 sind an einem Halbbogen ausgebildet, der Teil des Exzenters 32 ist.
Das Steuerteil 34 hat weiterhin zwei gegenüberliegende Steuerflächen 44. Sie wirken indirekt mit einer Nase 46 am Antriebsteil 24 zusammen, wie später noch erläutert wird.
Zwischen dem Exzenter 32 und dem Exzenterrad 26 ist eine Ringfeder 48 bzw. ein Federring angeordnet. Das Exzenterrad 26 hat einen Bund 50, auf dem der Innenrand der Ringfeder aufliegt. In kinematischer Umkehr kann der Bund auch einen Innenzylinder begrenzen und die Ringfeder an dem Innenzylinder anliegen.
Die Ringfeder 48 hat einen Ringkörper 52, der sich über etwa 330 bis 340° erstreckt und aus Flachmaterial gefertigt ist, sowie zwei Endbereiche 54. Der Federring 48 ist vorzugsweise einstückig. In den Endbereichen 54 sind jeweils Löcher vorgesehen, wie dies bei den käuflich erhältlichen Sicherungsringen der Fall ist. Sie müssen nicht vorgesehen sein, erleichtern aber die Montage.
Im Unterschied zu einem normalen Seegering sind die Endbereiche 54 abgekröpft, das Abkröpfen erfolgt in axialer Richtung und ist aus 2 ersichtlich. Dadurch ragen die Endbereiche 54 über die äußere Peripherie des Ringkörpers 52 axial hinaus. An jedem Endbereich 54 sind in Umfangsrichtung zwei Anschlagflächen gebildet Sie liegen in Gegenrichtung zueinander und werden im Folgenden näher erläutert.
Im zusammengebauten Zustand befinden sich eine äußere Anschlagfläche jedes Endbereichs 54 in Nähe oder in Kontakt mit einer Steuerfläche 44. Die zugehörige innere Anschlagfläche ist in Nähe oder in leichtem Kontakt mit der Nase 46. Dies ist aus 3 zu ersehen. 3 zeigt den normalen Zustand, der Beschlag ist gesperrt.
Die Ringfeder 48 wird wie folgt gesteuert, ausgehend von der Position gemäß 3: Wird das Antriebsteil 24 gedreht und bewegt sich damit die Nase 46 in Umfangsrichtung, beispielsweise in Uhrzeigerrichtung, so stößt die entsprechende Nasenflanke an die innere Anschlagsflanke des rechten Endbereichs 54 an. Da die Berührungsfläche nicht radial verläuft, vielmehr mindestens 5°, vorzugsweise mindestens um 10° von der Radialen abweicht und die Berührungsebene einen Winkel mit einem zugeordneten Durchmesser einnimmt und die Ausrichtung so ist, dass die inneren Anschlagflanken nahezu auf parallelen Ebenen liegen, hebt die Nase 24 den rechten Endbereich 54 etwas vom Bund 50 an, wenn sie auf ihn trifft. Für die nachfolgende Antriebsbewegung ist daher die Ringfeder 48 etwas angehoben und hat eine geringere Klemmwirkung als zuvor.
Wenn in der Position, die 3 zeigt, mindestens ein Teilsegment 36 zu wandern beginnt, also ein Ablauf stattfindet, stößt es mit seiner Schmalfläche gegen die Steuerflanke 42 und dreht das Steuerteil 34. Dadurch kommt dessen in Drehrichtung vorn liegende Steuerfläche 44 in Anschlag an eine äußere Anschlagflanke des benachbarten Endbereichs 54. Hier ist nun die Geometrie so gewählt, dass die Steuerfläche 44 den benachbarten Endbereich 54 auf den Bund 50 drückt, wodurch die Klemmwirkung erhöht wird. Auf diese Weise wird einem Ablauf entgegengewirkt. 3 zeigt, dass die Ebenen, in denen die beiden äußeren Anschlagflanken der Endbereiche 54 liegen, sich oberhalb in der 3, jedenfalls auf der Seite der Nase schneiden, die einer Drehachse des Antriebsteils 24 gegenüberliegt. Das Steuerteil 34 ist im Bereich seiner Steuerflächen 44 wie ein Keil ausgebildet, der Keilwinkel liegt bei etwa 20 bis 40°. Bei Antrieb des Steuerteils 34 in Umfangsrichtung schiebt sich dieser Keil zwischen die Anschlagsfläche des Endbereichs 54 und eine Innenwand 56 des Antriebsteils 24 und verklemmt sich. Die Klemmwirkung des Ringkörpers 52 wird auf diese Weise vergrößert.
Durch die Abkröpfung der Endbereiche 54 wird erreicht, dass die Anschlagflächen nicht randseitig in Kontakt mit den Steuerflächen 44 kommen, sondern in einem gewissen axialen Abstand vom Ende der Steuerfläche 44. Angestrebt wird, dass die Anschlagflächen die Steuerfläche 44 etwa mittig treffen, gesehen in axialer Richtung.
Man kann auf eine Abkröpfung verzichten und die Endbereiche 54 in derselben Ebene belassen, die auch der Ringkörper 52 einnimmt, wenn im Exzenterrad 26 eine Nut vorgesehen ist, in die ein Teilbereich der Steuerflächen 44 eintauchen kann. Auch dadurch wird erreicht, dass die Anschlagflanken die Steuerflächen 44 nicht randseitig treffen.
Vorzugsweise ist der Federring 48 ein Stanzteil. Die Endbereiche 54 sind nach dem Stanzvorgang nachträglich gebogen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102005054489 B4 [0002]
- DE 102004007043 B2 [0002]
- DE 10203006 A1 [0002]
- DE 1580541 A [0002]
- DE 3608858 A [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Dubbel, Taschenbuch des Maschinenbaus, 20. Auflage, Stichwort G36 [0007]
- DIN 471 T1 und T2 [0007]
- DIN 472 T1 und T2 [0007]
- DIN 983 [0007]
- DIN 984 [0007]

Claims

Taumelgelenkbeschlag für eine Verstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugsitzes, insbesondere für einen Rückenlehnengelenkbeschlag, mit a) einem ersten Beschlagteil (20), das einen Innenzahnkranz (28) aufweist, mit b) einem verzahnten Exzenterrad (26), das in Eingriff mit diesem Innenzahnkranz (28) ist und das ein Exzenterloch (30) hat, mit c) einem Exzenter (32), der ein drehbares Antriebsteil (24) zugeordnet ist und der Keilsegmente (36) aufweist, mit d) einem zweiten Beschlagteil (20), das gegenüber dem ersten Beschlagteil (20) verstellbar ist, und mit e) einer Schlingfeder, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingfeder ein flacher, offener Federring (48) ist, dass sich der Federring (48) sich über einen Winkel kleiner als 360° erstreckt, und dass das Exzenterrad (26) einen Bund (50) aufweist, an dem der Federring (48) anliegt.
Taumelgelenkbeschlag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring (48) einen Ringkörper (52) und zwei Endbereiche (54) hat, und dass die Endbereiche (54) radial vom Ringkörper (52) wegstehen.
Taumelgelenkbeschlag nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Ringkörper (52) in einer Ebene befindet.
Taumelgelenkbeschlag nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Antriebsteil (24) und dem Federring (48) ein Steuerteil (34) angeordnet ist.
Taumelgelenkbeschlag nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerteil (34) für jedes Keilsegment (36) eine Steuerflanke (42) aufweist, die einer Schmalseite des Keilsegments (36) gegenüber liegt, dass das Steuerteil (34) weiterhin gegenüberliegende Steuerflächen (44) aufweist, und dass sich die Endbereiche (54) des Federrings (48) zwischen diesen Steuerflächen (44) befinden.
Taumelgelenkbeschlag nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Radialebene jede Steuerfläche (44) mit einer Tangenten einen Winkel kleiner 80, insbesondere kleiner 60 Grad einschließt, so dass bei einer Bewegung der Steuerfläche (44) gegen einen benachbarten Endbereich (54) dieser etwas auf den Bund (50) gedrückt wird.
Taumelgelenkbeschlag nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entweder die Endbereiche (54) aus der Ebene, in der sich der Ringkörper (52) befindet, herausgebogen sind und/oder am Exzenterteil im Bereich des Bundes (50) und der Endbereiche (54) eine Vertiefung vorgesehen ist und die Steuerfläche (44) in diese Vertiefung eingreift.
Taumelgelenkbeschlag nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsteil (24) eine Nase (46) hat, und dass diese Nase (46) sich zwischen den beiden Endbereichen (54) des Federrings (48) befindet.
Taumelgelenkbeschlag nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nase (46) Nasenflanken hat, die von einer Radialen mindestens 5, vorzugsweise mindestens 15 Grad abweichen, so dass bei einer Bewegung der Nase (46) gegen einen benachbarten Endbereich (54) dieser etwas vom Bund (50) abgehoben wird.
Taumelgelenkbeschlag nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Exzenterrad (26) am zweiten Beschlagteil (20) vorgesehen ist oder dass das zweite Beschlagteil eine Innenverzahnung aufweist und mit einem separaten ausgebildeten Exzenterrad (26) in Eingriff ist.
Taumelgelenkbeschlag nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (52) des Federrings (48) eine Materialdicke von maximal 2, insbesondere maximal 1 und vorzugsweise maximal 0,7 mm hat.
Taumelgelenkbeschlag nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (52) des Federrings (48) dann, wenn er auf eine ebene Fläche gelegt ist, überall auf dieser ebenen Fläche anliegt, jedenfalls maximal weniger als die Materialdicke gegenüber dieser Ebene abweicht.
Taumelgelenkbeschlag nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (52) des Federrings (48) in seinem den Endbereichen diametral gegenüber liegenden 6-Uhr-Bereich in radialer Richtung eine größere Abmessung hat als an anderer Stelle seines Verlaufs.
Taumelgelenkbeschlag nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federring (48) sich über einen Winkel ≥ 320°, insbesondere ≥ 340° erstreckt.
Taumelgelenkbeschlag nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Federring (48) axial zwischen dem Exzenter (32) und dem Exzenterrad (26) befindet.
Taumelgelenkbeschlag nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlagflanken von Endbereichen (54) des Federrings (48) Steuerflächen (44) im Abstand von deren Rand treffen.