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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Halbschalenlager, umfassend eine Lagerschale und einen Käfig mit auf der Lagerschale abwälzenden Wälzkörpern, wobei der Käfig relativ zur Lagerschale schwenkbeweglich ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Derartige Halbschalenlager kommen dort zum Einsatz, wo ein Bauteil für eine Schwenkbewegung zu lagern ist. Als Beispiel ist die Lagerung eines Bremshebels in Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen zu nennen. Das Halbschalenlager wird üblicherweise an einem entsprechenden Sitz an einem Gehäuse oder sonstigen lagefesten Bauteil positionsfest angeordnet, während das schwenkzulagernde Bauteil auf den Wälzkörpern, üblicherweise Rollen, die im Käfig angeordnet respektive geführt sind, abwälzt. Während dieser Wälzbewegung vollzieht auch der Käfig eine Schwenkbewegung relativ zur positionsfesten Lagerschale, das heißt, dass die Wälzkörper längs der Lagerschale abwälzen. Die Bogenlänge des Halbschalenlagers ist in Abhängigkeit des maximalen Schwenkwinkels, den das schwenkzulagernde Bauteil durchläuft, ausgelegt, sie beträgt beispielsweise 30°–40° oder mehr.
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Im Rahmen der Montage wird das Halbschalenlager respektive die Lagerschale am oder im gehäuseseitigen Sitz fixiert. Mitunter erfolgt die Montage dabei „über Kopf”. Aufgrund der Relativbeweglichkeit des Käfigs zur Lagerschale besteht hierbei die Gefahr, dass der Käfig verrutscht. Während des Verstemmens kann es deshalb zu einer Beschädigung der Lagerschale oder des Käfigs kommen, so dass mithin die korrekte Funktionalität des Halbschalenlagers beeinträchtigt sein kann. Zu einem solchen Verrutschen kann es sowohl während des Transports als auch während der Montage kommen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Halbschalenlager anzugeben, das demgegenüber verbessert ist.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Halbschalenlager der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Käfig über an ihm vorgesehene Haltemittel an der Lagerschale in einer Transportstellung lösbar fixierbar ist.
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Das erfindungsgemäße Halbschalenlager bietet die Möglichkeit, den Käfig temporär in einer definierten Transportstellung zu fixieren, so dass er sich nicht von selbst relativ zur Lagerschale bewegen kann. Dies wird über an dem Käfig selbst vorgesehene Haltemittel realisiert, die den Käfig lösbar an der Lagerschale in der definierten Transportstellung fixieren. Diese Fixierung ist derart ausgelegt, dass sie ohne Weiteres gelöst werden kann, insbesondere durch das schwenkzulagernde Bauteil selbst, wenn dieses also betätigt wird und auf den Wälzkörpern abwälzt. Durch die hierdurch bedingte Kraftübertragung respektive eingeleitete Rotationsbewegung wird die Fixierung automatisch gelöst und der Käfig freigegeben, so dass er seine Relativbeweglichkeit zur Lagerschale wieder erlangt.
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Die Montage des erfindungsgemäßen Halbschalenlagers kann deshalb sicher erfolgen, nachdem das Halbschalenlager im Montagezeitpunkt stets eine definierte „Form” aufweist, also die zueinander beweglichen Teile stets in einer definierten, fixierten Position zueinander stehen. Beschädigungen des Halbschalenlagers, insbesondere des Käfigs, im Rahmen der Montage, die zu einer Funktionsbeeinträchtigung führen können, sind aufgrund der lösbaren Fixierung des Käfigs während der Montage vorteilhaft ausgeschlossen.
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Die temporäre Fixierung des Käfigs an der Lagerschale ist wie ausgeführt lösbar, bevorzugt durch eine entsprechende betriebskonforme Schwenkbewegung des zu lagernden Bauteils, also beispielsweise des Bremshebels oder dergleichen. Das heißt, dass die Haltemittel dementsprechend ausgelegt sind bzw. sich eine entsprechende lösbare Verbindung der Haltemittel zur Lagerschale ergibt. Dies kann auf einfache Weise dadurch realisiert werden, dass die Haltemittel ein oder mehrere Rastelemente, das oder die an der Lagerschale lösbare verrasten, oder ein oder mehrere Klemmelemente, das oder die an der Lagerschale verklemmen, aufweisen. Es wird über die Haltemittel mit der Lagerschale also entweder ein Rastverbindung oder ein Klemmverbindung realisiert, die beide den Käfig einerseits hinreichend sicher in der Transportstellung fixieren, jedoch auf gleichermaßen einfache und sichere Weise auch wieder lösbar sind.
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In einer ersten Erfindungsausgestaltung können an der Lagerschale an einem Umfangsende ein oder mehrere den Bewegungsweg des Käfigs begrenzende Haken vorgesehen sein, an dem oder denen das oder die Rastelemente oder Klemmelemente verrasten oder verklemmen. Der oder die Haken ragen in den Bewegungsweg des auf der Lagerschale abwälzenden Käfigs, so dass die Käfigbewegung hierüber begrenzt wird. Zweckmäßigerweise wird nun der oder werden die Haken gleichzeitig als lagerschalenseitige Verbindungselemente, an dem oder denen die Rast- oder Klemmelemente angreifen, verwendet. Je nachdem, ob Rast- oder Klemmelemente vorgesehen sind, sind diese natürlich dementsprechend ausgestaltet, um die entsprechende Rast- oder Klemmhalterung in Verbindung mit den Haken zu realisieren.
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Im Falle der Verwendung von Rastelementen können zweckmäßigerweise zwei solcher Rastelemente in Form von Rasthaken vorgesehen sein, die zwischen zwei am Käfig vorgesehene Haken greifen und hinter den Haken verrasten. Die beiden üblicherweise voneinander beabstandeten lagerschalenseitigen Haken werden also von den beiden Rasthaken, die am Käfig vorgesehen sind, durchgriffen, das heißt, dass der Käfig dementsprechend in der Lagerschale soweit verschoben wird, bis die Rasthaken hinter den lagerschalenseitigen Haken verschnappen. Die Fixierung ist dann erreicht. Diese Rasthalterung ist dabei so ausgelegt respektive die Rasthaken sind dabei so geformt, dass bei einer entsprechenden Kraftbeaufschlagung des Käfigs in die zur Einrastrichtung entgegengesetzte Richtung die Rastverbindung wieder gelöst wird. Zweckmäßigerweise können dabei die Rastelemente, insbesondere die Rasthaken, mit einer Sollbruchstelle versehen sein, so dass bei entsprechender Bewegung des Käfigs in die entgegengesetzte Richtung die Sollbruchstelle aufgeht und die Verbindung gelöst wird.
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Alternativ zur Verwendung von Rastelementen können wie beschrieben Klemmelemente vorgesehen sein, wobei zweckmäßigerweise bei Ausbildung von lagerschalenseitigen Haken zwei Klemmelemente in Form von federnden Klemmzungen vorgesehen sind, die zwischen zwei am Käfig vorgesehenen Haken greifen und klemmend an diesen anliegen. Die federnden Klemmzungen werden – ähnlich wie die beiden zuvor beschriebenen Rasthaken – durch Bewegen des Käfigs in der Lagerschale in die Transportstellung zwischen die Haken geführt und verklemmen sich zwischen diesen, was aufgrund ihrer federnden Ausbildung ohne Weiteres möglich ist. Diese Federklemmung wird wieder aufgehoben, wenn der Käfig nach der Montage durch die betriebskonforme Schwenkbewegung des schwenkzulagernden Bauteils, also beispielsweise des Bremshebels, beaufschlagt wird, so dass er anschließend freigegeben wird.
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Alternativ zur Verwendung von Rast- oder Klemmelementen, die mit lagerschalenseitigen Haken zusammenwirken, ist es denkbar, als Klemmelemente am Käfig beidseits Klemmabschnitte vorzusehen, die klemmend an Seitenborden der Lagerschale angreifen. Die Lagerschale weist zwei Seitenborde auf, die den Käfig seitlich übergreifen und über die der Käfig radial gesichert ist bzw. in der Lagerschale geführt ist. Zu diesen beiden Seitenborden hin kann nun eine entsprechende Klemmverbindung realisiert werden, wenn, wie erfindungsgemäß vorgesehen, am Käfig beidseits entsprechende Klemmabschnitte vorgesehen sind, die an den Seitenborden klemmend anliegen. Ein solcher Klemmabschnitt kann durch eine entsprechende formgebungsbedingte Auswölbung am Käfig, der vorzugsweise ein Kunststoffspritzteil ist, vorgesehen sein, wobei auch entsprechende Längsschlitze zur Ermöglichung einer gewissen Federbarkeit der Klemmabschnitte vorgesehen sein können.
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Alternativ können die Klemmabschnitte auch mittels vorspringender Klemmnoppen realisiert sein, die seitlich am Käfig angeformt sind und klemmend an den Seitenborden anliegen.
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Den Ausgestaltungen mit den seitlichen Klemmabschnitten gemein ist, dass die Klemmung durch Reibung erfolgt. Diese Reibung ist aufgrund der permanenten Anlage der Klemmabschnitte an den Lagerborden letztlich permanent gegeben. Sie ermöglicht es, den Käfig in die definierte Transportstellung zu schieben und dort zu fixieren. Die Reibung ist jedoch derart durch entsprechende Ausgestaltung der Klemmabschnitte etc. gewählt respektive eingestellt, dass sie ohne Weiteres durch im Betrieb vom schwenkzulagerten Bauteil, also beispielsweise dem Bremshebel, übertragene Kräfte auf die Wälzkörper und damit auf den Käfig überwunden wird, mithin also sich der Käfig ohne Weiteres in der Lagerschale bewegen kann. Das heißt, dass einerseits eine definierte, lösbare Fixierung in der Transportstellung und für eine sichere und beschädigungsfreie Montage möglich ist, zum anderen ist trotz der gegebenen permanenten geringen Reibung eine unbeeinträchtigte Schwenklagerung des zu lagernden Bauteils möglich.
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Dabei können gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung die Klemmzungen oder die Klemmnoppen aus einem Kunststoffmaterial bestehen, das weicher ist als das den restlichen Käfig bildende Kunststoffmaterial. Der Käfig, der grundsätzlich als einfaches Kunststoffspritzteil ausgeführt ist, kann also als Zwei-Komponenten-Bauteil ausgeführt sein, wobei die Klemmzungen oder die Klemmabschnitte, insbesondere die Klemmnoppen aus einem anderen, weicheren Kunststoffmaterial gefertigt sein können. Hierüber kann der Reibungsgrad eingestellt werden, mithin also auch die Klemmwirkung. Da es im Laufe des Betriebs natürlich auch zu einem gewissen Abrieb kommt, kann durch entsprechende Materialwahl auch ein entsprechend schneller Abrieb erreicht werden, so dass beispielsweise nach wenigen Betätigungen des Bremshebels oder sonstigen schwenkgelagerten Bauteilen nahezu keine Klemmreibung mehr gegeben ist. Alternativ dazu ist es selbstverständlich denkbar, den Käfig auch als einkomponentiges Bauteil auszugestalten, mithin also die Klemmzungen respektive Klemmabschnitte, insbesondere Klemmnoppen aus demselben Material zu fertigen wie den restlichen Käfigkörper.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Halbschalenlagers einer ersten Ausführungsform mit Rasthaken,
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2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Halbschalenlagers mit Rasthaken mit Sollbruchstelle,
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3 eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen Halbschalenlagers mit Klemmzungen,
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4 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Halbschalenlagers einer weiteren Ausführungsform mit seitlichen Reibabschnitten, und
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5 eine weitere Ansicht eines erfindungsgemäßen Halbschalenlagers mit am Käfig vorgesehenen seitlichen Klemmnoppen.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Halbschalenlager 1 einer ersten Ausführungsform, umfassend eine Lagerschale 2, üblicherweise aus Metall oder Metallblech, in der ein Käfig 3, üblicherweise aus Kunststoff, aufgenommen ist. Im Käfig sind in einzelnen Aufnahmen 4 Wälzkörper 5, hier in Form von Rollen, aufgenommen. Die Wälzkörper 5 wälzen auf der Innenseite 6 der Halbschale 2, die die Lauffläche bildet, ab, wenn das erfindungsgemäße Halbschalenlager 1 Ober die Lagerschale 2 an einem Gehäuse oder sonstigen Bauteil montiert ist, was üblicherweise durch Verstemmen oder Ähnliches erfolgt. In der Montagestellung respektive im Betrieb ist der Käfig 3 längs der von der gebogenen Halbschale 2 definierten Laufbahn beweglich, so dass ein über die Wälzkörper 5 schwenkgelagertes Bauteil, beispielsweise ein Schwenkhebel wie ein Bremshebel oder Ähnliches, entsprechend gelagert wird.
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Der Käfig 3 ist einerseits gegen ein Herausfallen radial gesichert, wozu am Kä3 beidseits entsprechende, axial vorspringende Stege 7 vorgesehen sind, die von den beiden Seitenborden 8 der Lagerschale 2 leicht übergriffen sind. Sie fixieren also den von der einen Stirnseite her in die Lagerschale 2 einschiebbaren Käfig 3 nebst Wälzkörper 5 gegen eine Radialbewegung, lassen jedoch gleichzeitig eine umfangsmäßige Bewegung zu.
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Um den Käfig 3 temporär sicher in einer Transportstellung fixieren zu können, so dass er sich nicht relativ zur Lagerschale 2 bewegen und im Extremfall sogar aus dieser herausrutschen kann, was Nachteile im Rahmen der Montage mit sich bringt, sind am Käfig Haltemittel 9 vorgesehen, die mit entsprechenden Halteabschnitten an der Lagerschale 2 zusammenwirken. Bei der in 1 gezeigten Erfindungsausgestaltung sind als Haltemittel entsprechende Rastelemente 10, hier in Form von Rasthaken 11 am wie beschrieben vorzugsweise aus Kunststoff gefertigten Käfig 3 unmittelbar angeformt. Die Rasthaken 11 ragen vom Käfig 3 quasi in Umfangsrichtung gesehen ab. Sie hintergreifen in der lösbar fixierten Transportstellung, die in 1 gezeigt ist, zwei an der Lagerschale 2 ausgeformte und sich in den umfangsmäßigen Bewegungsweg des Käfigs 3 zur Wegbegrenzung erstreckende Haken 12, die axial gesehen voneinander beabstandet sind. Die Anordnung der beiden Rasthaken 12 ist ebenfalls entsprechend beabstandet und derart, dass sie nach Einsetzen des mit den Wälzkörpern 5 bestückten Käfigs in die Lagerschale 2 durch umfangsmäßiges Verschieben des Käfigs 3 längs der Lagerschale 2 zwischen die beiden Haken 12 geführt werden. Über entsprechende Führungsschrägen 13 an den Rasthaken 11 können die Rasthaken 11 dann leicht nach innen federn, wenn sie an den Haken 12 anschlagen, bis sie nach Erreichen der Endstellung hinter den Haken 12 verrasten. Hierüber ist eine umfangsmäßige Bewegung des radial ohnehin gesicherten Käfigs 3 relativ zur Lagerschale 2 unterbunden. Nach der Montage ist es lediglich noch erforderlich, die Rasthaken 11 aus ihrem Hintergriff an den Haken 12 zu lösen, was entweder durch den Monteur auf einfache Weise erfolgen kann, oder aber im Betrieb durch einen entsprechenden Krafteintrag des zu lagernden Bauteils bei einer Schwenkbewegung desselben über die Wälzkörper 5 auf den Käfig 3. Wird also der Bremshebel ein erstes Mal betätigt, so ist er auf den Wälzkörpern 5 schwenkgelagert, die bei einer Hebelverschwenkung zwangsläufig beaufschlagt werden und hierüber ein Krafteintrag auf den Käfig 3 erfolgt. Die Rastverbindung zwischen den Rasthaken 11 und den Haken 12 ist nur relativ schwach ausgelegt, so dass bereits eine relativ geringe Kraft ausreicht, um die Rasthaken 11, die an ihrer Unterseite gegebenenfalls mit entsprechenden Schrägflächen versehen sind, aus ihrem Hintergriff an dem Haken 12 zu lösen. Der Käfig 3 ist dann freigegeben, er kann sich ungehindert relativ zur Lagerschale 2 bewegen.
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2 zeigt eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Halbschalenlagers 1, das insoweit vom Aufbau dem Halbschalenlager 1 aus 2 entspricht. Es ist also ebenfalls eine Lagerhülse 2 mit einer die Laufbahn bildende Innenseite 6 und Seitenborden 8 vorgesehen, in die ein Käfig 3, bestückt mit entsprechenden Wälzkörpern 5, eingesetzt ist. Auch hier sind entsprechende Haltemittel 9 zum temporären, lösbaren Fixieren des Kunststoff-Käfigs 3 an der Lagerschale in Form der beiden Rastelemente 10, hier wiederum ausgeführt als Rasthaken 11, vorgesehen, diese hintergreifen wiederum zwei lagerschalenseitig vorgesehene Haken 12. Jedoch sind hier die beiden Rasthaken 11 etwas anders ausgeführt als die Rasthaken 11 aus 1. Hier sind die Rasthaken über entsprechende Sollbruchstellen 14 abbrechbar, so dass bei erstmaliger Betätigung des Schwenkhebels oder dergleichen gegebenen Kraftbeaufschlagung des Käfigs die Rasthaken 11 an der Sollbruchstelle 14 abreißen und der Käfig 3 freigegeben wird. Die Ausbildung einer solchen Sollbruchstelle 14 kann als einfache Materialschwächung ausgeführt sein, wie in 2 gezeigt. Dies ist insbesondere bei Ausgestaltung des Käfigs 3 als einfaches Kunststoffspritzteil besonders einfach möglich.
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3 zeigt in Form einer Teilansicht ein weiteres erfindungsgemäßes Halbschalenlager 1, wobei wiederum für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Auch hier ist, wenngleich nur im Teil gezeigt, eine Lagerschale 2, deren Form der aus den 1 und 2 entspricht, vorgesehen. Auch diese weist also die beiden Haken 12 auf. Vorgesehen ist ebenfalls der vorzugsweise aus Kunststoff gefertigte Käfig 3, in dem wiederum die Wälzkörper 5 aufgenommen sind.
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An einer Seite des Käfigs 3 sind bei dieser Ausgestaltung die Haltemittel 9 als Klemmelemente 15, hier in Form von Klemmzungen 16 ausgeführt. Diese Klemmzungen 16 sind hinreichend elastisch ausgelegt, sie können gegebenenfalls aus einem etwas weicheren Kunststoffmaterial bestehen als der restliche Käfigkorpus. Werden die beiden federnden Klemmzungen 15 beim Verschieben des Käfigs 3 in die Transportstellung zwischen die beiden Haken 12 geführt, so federn sie nach innen und legen sich an die Innenseiten der Haken 12 an. Aufgrund der Federanlage kommt es zu einer hinreichenden Reibklemmung, die ausreichend ist, um den Käfig 3 leicht zu fixieren, so dass er weder im Rahmen des Transports noch im Rahmen der Montage ohne Weiteres relativ zur Lagerschale verrutscht.
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Wird auch hier der Käfig 3 über die Wälzkörper 5 bei einer ersten Schwenkbewegung des gelagerten Bauteils, also beispielsweise des Bremshebels, mit einer entsprechenden Kraft beaufschlagt, so werden die Klemmzungen 16 ohne Weiteres aus ihrer Klemmanlage an den Haken 12 herausgezogen und der Käfig 3 freigegeben.
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Während die 1–3 Ausgestaltungen des Halbschalenlagers zeigen, bei denen die Haltemittel 9 in Form der Rastelemente 10 oder der Klemmelemente 15 quasi in Umfangsrichtung gesehen ausgerichtet sind und mit den beiden halbschalenseitigen Haken 12 zusammenwirken, zeigen die 4 und 5 zwei Ausgestaltungen, bei denen als Haltemittel 9 Klemmelemente vorgesehen sind, die jedoch an den axialen Käfigseiten vorgesehen sind und mit den Seitenborden 8 der Lagerschale 2 zusammenwirken.
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4 zeigt ein erfindungsgemäßes Halbschalenlager 1, umfassend die Lagerschale 2 mit den beiden Seitenborden 8 sowie den Käfig 3. Dieser weist zwei an seinen axialen Stirnseiten vorgesehene Klemmelemente 15 auf, die Ober die Seitenstege 19, die hierzu leicht axial gesehen aufgewölbt sind und dadurch Klemmabschnitte 17 bilden, gebildet werden. Diese Seitenstege 19 liegen mit ihren Aufwölbungen auf den Innenseiten 18 der beiden Seitenborde 8 der Lagerschale 2 leicht reibend an. Die geometrische Auslegung des Käfigs 3 ist derart, dass es hier nur zu einer leichten Reibanlage und folglich nur zu einer geringen Klemmung kommt, die jedoch ausreichend ist, da der Käfig 3 in einer definierten Transportstellung lösbar fixiert werden kann. Die Haltemittel, hier in Form der Klemmabschnitte bildenden gewölbten Seitenstege 19, beeinträchtigen jedoch trotz einer zumindest anfänglich gegebenen geringen Reibung den eigentlichen Lagerbetrieb nicht, da die über das zu lagernde Bauteil eingeleitete Kraft wesentlich größer ist als die Reibkraft. im Übrigen kann bevorzugt der Käfig 3 auch so ausgelegt werden respektive das Material des Käfigs so gewählt werden, dass es nach mehrmaligem Betätigen des schwenkgelagerten Bauteils und damit einer Käfigbewegung zu einem hinreichenden Abrieb kommt, so dass die Reibanlage immer geringer wird.
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Unterstützt werden kann der leichte Reibklemmschluss noch dadurch, dass die Seitenstege 19 des Käfigs 3 mit Längsschlitzen 20 versehen sind, so dass eine gewisse Federbarkeit der nach außen gewölbten Klemmabschnitte 17 gegeben ist.
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5 zeigt schließlich eine Ausführung eines Halbschalenlagers 1, wiederum umfassend eine Lagerschale 2 und einen Käfig 3. Zur Fixierung des Käfigs 3 in der Transportstellung sind auch hier Klemmelemente 15 vorgesehen, die in Form von Klemmnoppen 21 an den axialen Seiten des Käfigs angeformt sind. Sie liegen in der Einsetzstellung ebenfalls an den Innenseiten 18 der Seitenborde 8 der Lagerschale 2 an. Über diesen leichten Klemmschluss kann der Käfig 3 wiederum in Transportstellung fixiert werden. Auch hier ist der Klemmschluss so ausgelegt, dass er wie gesagt nur zu einer geringen Klemmung führt, so dass der Käfig ohne Weiteres über das schwenkzulagernde Bauteil selbst einerseits aus der Transportstellung bewegt und andererseits grundsätzlich bewegt werden kann. Die Klemmnoppen 21 können dabei aus einem anderen Kunststoffmaterial als der restliche Käfigkörper sein, so dass es gegebenenfalls auch zu einem schnelleren Abrieb kommt und die Klemmung sich zwangsläufig betriebsbedingt immer weiter reduziert. Die Klemmung selbst stellt jedoch grundsätzlich zu keinem Zeitpunkt ein Bewegungshindernis im Rahmen der Schwenklagerung des Bauteils dar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Halbschalenlager
- 2
- Lagerschale
- 3
- Käfig
- 4
- Aufnahme
- 5
- Wälzkörper
- 6
- Innenseite
- 7
- Stege
- 8
- Seitenborde
- 9
- Haltemittel
- 10
- Rastelement
- 11
- Rasthaken
- 12
- Rasthaken
- 13
- Führungsschräge
- 14
- Sollbruchstelle
- 15
- Klemmzunge
- 16
- Federzunge
- 17
- Klemmabschnitte
- 18
- Innenseite
- 19
- Seitenstege
- 20
- Längsschlitze
- 21
- Klemmnoppen