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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Quetschverbindung für Rohre, und insbesondere eine Quetschverbindung mit entgegengesetzt gerichteten Zacken.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Verbindungen, welche für ein flexibles Rohr eingesetzt werden, umfassen für gewöhnlich eine Verbindungskomponente, welche in der Rohrbohrung und in einer Hülse aufgenommen ist, und eine Hülse. Die Hülse ist für gewöhnlich derart mit dem Verbindungselement verbunden, dass einer Axialbewegung der Hülse entgegengewirkt wird. Die Hülse umfasst typischerweise einen zylinderförmigen Abschnitt, welcher von dem Verbindungselement radial beabstandet und in Bezug auf das Verbindungselement axial ausgerichtet ist. Zwischen dem Verbindungselement und der Hülse, welche ein Ende des Rohrs aufnimmt, ist eine ringförmige Kammer definiert.
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Das Rohr, welches in der ringförmigen Kammer angeordnet ist, welche durch das Verbindungselement und die Hülse definiert ist, kann durch verschiedene Techniken in der ringförmigen Kammer fixiert werden. Beispielsweise kann ein Klebemittel verwendet werden, um das Rohr in der Hülse festzukleben, oder auf einer Innenseite des Verbindungselements oder der Hülse können Verzahnungen ausgebildet sein, oder die Hülse kann gequetscht werden, um das Rohr auf das Verbindungselement aufzupressen. Außerdem können Kombinationen aus diesen Techniken eingesetzt werden, beispielsweise die Verwendung von Verzahnungen auf der Innenseite der Hülse, und Aufpressen der Hülse auf das Rohr. Die derzeit angewandten Techniken stellen eine hinreichende Fixierung des Rohrs bereit. Allerdings ist eine zwischen der Quetschverbindung und dem Rohr hergestellte Verbindung anfällig für Undichtigkeiten, insbesondere bei einem Anstieg des Fluiddrucks in dem Rohr.
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Dementsprechend ist es wünschenswert, eine Quetschverbindung herzustellen, welche kostengünstig herstellbar ist, einfach zu bearbeiten ist und zu dem Rohr eine im Wesentlichen fluiddichte Verbindung herstellt, welche veränderlichen Fluiddrücken standhalten kann.
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Aus der
AT 002 219 U1 ist eine verpressbare Rohrverbindung bekannt. Die zu lösende Aufgabe besteht darin, eine verpressbare Rohrverbindung anzugeben, welche dicht und robust ausgeführt werden kann und welche keine empfindlichen O-Ringe zum Abdichten benötigt. Zur Lösung der Aufgabe ist es offenbart, dass eine verpressbare Rohrverbindung zwischen einem Rohrfitting mit einem Anschlussstutzen und einem Installationsrohr derart bereitgestellt wird, dass diese beispielsweise ein beiderseitig mit Kunststoff ummanteltes Aluminiumrohr sowie vorzugsweise eine übergeschobene Preßhülse umfasst, wobei die Oberfläche des Anschlussstutzens im Bereich der Verpressung strukturiert ist und insbesondere mit scharfkantigen Rillen ausgeführt ist.
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Weiter offenbart ist es, dass an der Oberfläche des Anschlussstutzens zwei strukturierte ringförmige Abschnitte zueinander vorgesehen sind, wobei die strukturierten Abschnitte jeweils mindestens eine im Querschnitt etwa sägezahnartige Ringwulst aufweisen und die Stirnflächen der Sägezähne des einen Abschnitts den entsprechenden Stirnflächen der Sägezähne des anderen Abschnittes entgegengerichtet oder gegeneinander geneigt bzw. hinterschnitten ausgebildet sind.
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Vorgesehen ist es, dass die Verpressung des Installationsrohres gegen die strukturierten Abschnitte als manschettenartige Einschnürung in zwei Bereichen über den strukturierten Abschnitten und darüber hinaus in den Abstandsbereich etwas hineinragend erfolgt.
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Die US 2006 / 0 226 650 A1 offenbart eine Schlauch-Rohr-Verbindung. Aufgabe in der US 2006 / 0 226 650 A1 ist es, eine Schlauch-Rohr-Verbindung bereitzustellen, welche zwei unterschiedlich große Elemente mit unterschiedlichen Materialien koppelt, während eine wirksame Abdichtung aufrechterhalten wird, wenn sie einem breiten Temperaturbereich ausgesetzt ist. Weiterhin soll die Anordnung kosteneffektiv und einfach herzustellen sein.
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Eine derartige Schlauch-Rohr-Verbindung umfasst ein erstes Element mit einer inneren Oberfläche und ein zweites Element mit einer äußeren Oberfläche. Eines der zwei Elemente hat eine größere Steifigkeit als das andere Element und mindestens eine Nut. Das starre Element ist teilweise in dem weniger steifen Element aufgenommen und ein Kopplungsmechanismus stellt einen radial nach innen gerichteten Druck bereit, um eine Dichtung zwischen der Innenfläche des ersten Elements und der Außenfläche des zweiten Elements zu erzeugen.
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Offenbart ist es auch, dass die Nut eine Öffnung mit einer Basis umfasst, die jeweils eine vorbestimmte Breite aufweisen. Die vorbestimmte Breite der Öffnung ist im Allgemeinen kleiner als die vorbestimmte Breite der Basis. Das steifere Element kann einen Einsatz mit einer umgebenden Hülse umfassen, wobei die Hülse die Nuten enthält.
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VORTEILE DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde überraschenderweise eine Quetschverbindung entdeckt, welche kostengünstig herstellbar ist, einfach herzustellen oder zu bearbeiten ist und zu dem Rohr eine im Wesentlichen fluiddichte Verbindung herstellt, welche veränderlichen Fluiddrücken standhalten kann.
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In einer Ausführungsform umfasst eine Quetschverbindung Folgendes: ein Verbindungselement mit einer daran befestigten Hülse und einer Außenseite, welche eine Vielzahl von paarigen Zackenstrukturen aufweist, welche auf der Außenseite angeordnet sind, wobei jede paarige Zackenstruktur eine sich axial erstreckende zu einem von einem Kanal abgewandten Ende des Verbindungselements hin gerichtete abgewinkelte erste Zacke und eine sich axial erstreckende von dem vom Kanal abgewandten Ende des Verbindungselements weg gerichtete abgewinkelte zweite Zacke aufweist, welche von der ersten Zacke beabstandet ist, so dass dazwischen eine ringförmige Nut ausgebildet ist, wobei eine paarige Zackenstruktur an einer weiteren paarigen Zackenstruktur zur Anlage kommt und wobei jede ringförmige Nut jeweils zu einer ringförmigen Anordnung aus Rippen, welche auf einer Außenseite der Hülse ausgebildet sind, axial ausgerichtet angeordnet ist.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst eine Quetschverbindung Folgendes: ein Verbindungselement mit einer daran befestigten Hülse und einer Außenseite, welche eine Vielzahl von sich axial erstreckenden zu einem von einem Kanal abgewandten Ende des Verbindungselements hin gerichtete abgewinkelten ersten Zacken und eine Vielzahl von sich axial erstreckenden von dem vom Kanal abgewandten Ende des Verbindungselements weg gerichtete abgewinkelten zweiten Zacken aufweist, welche abwechselnd auf der Außenseite angeordnet sind, wobei zumindest eine der ersten Zacken eine Kante aufweist, welche ausgelegt ist, in eine Innenseite von einem Rohrelement einzugreifen, um einen abdichtenden Eingriff zwischen dem Verbindungselement und dem Rohrelement zu verstärken, und zumindest eine der zweiten Zacken eine Kante aufweist, welche ausgelegt ist, in die Innenseite des Rohrelements einzugreifen, um einem Lösen des Verbindungselements von dem Rohrelement entgegenzuwirken und wobei jede ringförmige Nut jeweils zu einer ringförmigen Anordnung aus Rippen, welche auf einer Außenseite der Hülse ausgebildet sind, axial ausgerichtet angeordnet ist.
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Figurenliste
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Die vorstehenden sowie weiteren Gegenstände und Vorteile der vorliegenden Erfindung sollen anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung im Lichte der beigefügten Zeichnungen vom Fachmann ohne Weiteres erkannt werden, wobei:
- 1 eine Teilseitenansicht von oben von einer Quetschverbindung mit einem Paar von voneinander beabstandeten Quetschelementen gemäß der vorliegenden Erfindung ist, und ein darin angeordnetes Rohr dargestellt ist;
- 2 eine Teilschnittansicht von oben der in 1 gezeigten Quetschverbindung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, und ein Abschnitt des Rohrs zur Verdeutlichung abgeschnitten dargestellt ist;
- 3 eine Teilschnittansicht von oben der in der 1 gezeigten Quetschverbindung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, und ein Abschnitt des Rohrs zur Verdeutlichung abgeschnitten dargestellt ist;
- 4 eine Teilseitenansicht von oben von einer Quetschverbindung ist, welche drei voneinander beabstandete Quetschelemente gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, und ein darin angeordnetes Rohr dargestellt ist;
- 5 eine Teilschnittansicht von oben der in 4 gezeigten Quetschverbindung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, und ein Abschnitt des Rohrs zur Verdeutlichung abgeschnitten dargestellt ist; und
- 6 eine Teilschnittansicht von oben der in 4 gezeigten Quetschverbindung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, und ein Abschnitt des Rohrs zur Verdeutlichung abgeschnitten dargestellt ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die folgende detaillierte Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen beschreiben und zeigen verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung. Die Beschreibung und die Zeichnungen sollen den Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung umsetzen und anwenden zu können, und sollen den Umfang der Erfindung in keiner Weise einschränken.
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Verschiedene Merkmale der vorliegenden Erfindung können für jeden beliebigen Anwendungsbereich oder jedes beliebige System eingesetzt werden, bei welchem ein Fluid transportiert wird, insbesondere ein druckbeaufschlagtes Fluid, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug-Klimatisierungssystem oder einer Servolenkung von einem Fahrzeug.
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Die 1 bis 6 zeigen eine Quetschverbindung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Quetschverbindung 10 umfasst ein Verbindungselement 12 und eine im Allgemeinen zylinderförmige Hülse 14, welche von dem Verbindungselement 12 radial beabstandet und in Bezug auf das Verbindungselement 12 axial ausgerichtet ist. Verschiedene Materialien oder Materialkombinationen können zur Ausbildung des Verbindungselements 12 eingesetzt werden. Beispielsweise kann das Verbindungselement 12 aus einem im Wesentlichen starren metallischen Material, beispielsweise einem Stahl-, Kupfer- oder Aluminiumrohrmaterial oder dergleichen ausgebildet sein. Es soll erkannt werden, dass das Verbindungselement 12 einteilig mit einem Ende eines Kanals 16 oder als separate Komponente ausgebildet sein kann, welche ausgelegt ist, an dem Ende von einem Rohr oder dem Kanal 16 aufgenommen zu werden. Der Kanal 16 kann aus verschiedenen Materialien oder Materialkombinationen ausgebildet sein, beispielsweise einem im Wesentlichen starren metallischen Material (z.B. einem Stahl-, Kupfer- oder Aluminiumrohrmaterial), einem im Wesentlichen flexiblen Polymermaterial (z.B. einem faserverstärkten Gummirohr) oder dergleichen.
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Wie in der 2 dargestellt, umfasst das Verbindungselement 12 einen Vorsprung 22, eine Vielzahl von voneinander beabstandeten sich radial nach außen erstreckenden nach hinten abgewinkelten ersten Zacken 24, eine Vielzahl von voneinander beabstandeten sich radial nach außen erstreckenden nach vorn abgewinkelten zweiten Zacken 26, welche auf einer Außenseite 28 des Verbindungselements 12 vorgesehen sind. Als nicht beschränkendes Beispiel weisen die ersten Zacken 24 eine Außenseite 30 auf, welche mit einem Winkel in einem Bereich von etwa 5 Grad bis etwa 10 Grad in Bezug auf die Außenseite 28 des Verbindungselements 12 ausgebildet ist, und die zweiten Zacken 26 weisen eine Außenseite 31 auf, welche mit einem Winkel in einem Bereich von etwa 170 Grad bis etwa 175 Grad in Bezug auf die Außenseite 28 des Verbindungselements 12 ausgebildet sind. Die Zacken 24, 26 können durch jedes beliebige Ausformungsverfahren ausgebildet werden, beispielsweise durch mechanische Bearbeitung, Walzen oder Stanzen. Jede der ersten Zacken 24 und jede der zweiten Zacken 26 kann durchgängig ausgebildet oder beabstandet über den Umfang des Verbindungselements 12 ausgebildet sein. Wenn die Zacken 24, 26 voneinander beabstandet über den Umfang des Verbindungselements 12 ausgebildet sind, können die ersten Zacken 24 gegebenenfalls zu den zweiten Zacken 26 ausgerichtet oder zu diesen radial versetzt angeordnet sein.
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In den erfindungsgemäßen Ausführungsformen sind die ersten Zacken 24 und die zweiten Zacken 26 abwechselnd auf dem Verbindungselement 12 in Axialrichtung ausgebildet. Jede zweite Zacke 26 ist von einer entsprechenden ersten Zacke 24 beabstandet, so dass dazwischen eine ringförmige Nut 34 ausgebildet ist. Die ersten Zacken 24, die zweiten Zacken 26 und die Nuten 34 sind angeordnet, um eine Vielzahl von paarigen Zackenstrukturen 32 auszubilden. Wie dargestellt, kommt jede paarige Zackenstruktur 32 an einer benachbarten paarigen Zackenstruktur 32 zur Anlage. Vom Fachmann soll erkannt werden, dass das Verbindungselement 12 gegebenenfalls jede beliebige Anzahl von paarigen Zackenstrukturen 32 umfassen kann, beispielsweise zwei paarige Zackenstrukturen 32, wie beispielsweise in den 2-3 dargestellt, oder drei paarige Zackenstrukturen 32, wie in den 5-6 dargestellt.
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In bestimmten, in den 2 und 5 gezeigten Ausführungsformen ist eine Innenseite 36 der ersten Zacken 24 und eine Innenseite 38 der zweiten Zacken 26 im Wesentlichen senkrecht zu der Außenseite 28 des Verbindungselements 12 angeordnet, so dass eine im Allgemeinen rechtwinklige Nut 34 ausgebildet ist. In weiteren, in den 3 und 6 gezeigten Ausführungsformen ist die Innenseite 36 der ersten Zacken 24 und die Innenseite 38 der zweiten Zacken 26 von entsprechende Kanten 40, 42 zu der Außenseite 28 des Verbindungselements 12 abgewinkelt, so dass eine im Allgemeinen trapezförmige Nut 34 ausgebildet ist. Jede gezeigte Nut 34 ist zu einer ringförmigen Anordnung aus Rippen 44, welche auf einer Außenseite 46 der Hülse 14 ausgebildet sind, axial ausgerichtet. Als nicht beschränkendes Beispiel weist jede Nut 34 eine Tiefe in einem Bereich von etwa 0,25 mm bis etwa 0,5 mm, insbesondere etwa 0,35 mm, und eine Breite in einem Bereich von etwa 1,5 mm bis etwa 3,5 mm, insbesondere etwa 2,0 mm auf. Es soll erkannt werden, dass die Nuten 34 jede gewünschte beliebige Form und Größe aufweisen können.
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Die Hülse 14 umfasst ein offenes Ende 47 und ein geschlossenes Ende 48. Das geschlossene Ende 48 ist zwischen dem Vorsprung 22 und einer angeformten ringförmigen Wulst 50 des Verbindungselements 12 angeordnet, so dass eine Wulstsicherung ausgebildet ist, um einer Axialverschiebung der Hülse 14 entgegenzuwirken. Die Hülse 14 ist aus einem biegsamen Material mit geeigneter Festigkeit ausgeformt, welches einen Quetschvorgang ohne Materialbruch gewährleistet. Eine ringförmige Kammer oder ein ringförmiger Raum 52 ist zwischen dem Verbindungselement 12 und der Hülse 14 definiert, welche ein Ende von einem Rohrelement 54 aufnimmt. Das Rohrelement 54 kann aus verschiedenen Materialien oder Materialkombinationen ausgebildet sein, beispielsweise einem im Wesentlichen flexiblen Polymermaterial (z.B. einem faserverstärkten Gummirohr) oder dergleichen. Es soll erkannt werden, dass das Rohrelement 54 jedes beliebige Rohr sein kann, beispielsweise ein Sperrrohr, ein Mantelrohr oder ein Massivrohr.
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Zum seinem Einbau wird das Verbindungselement 12 in einer offenen Bohrung des Rohrelements 54 derart angeordnet, dass das Rohrelement 54 in der ringförmigen Kammer 52 angeordnet ist und eine Stirnseite 56 des Rohrelements 54 an dem Vorsprung 22 des Verbindungselements 12 anliegt. Danach wird die Quetschverbindung 10, in welcher das Rohrelement 54 angeordnet ist, in einer herkömmlichen Quetschhülsen- oder Verpressvorrichtung (nicht dargestellt) platziert. In der Quetschvorrichtung wird die Hülse 14 an den Rippen 44 radial nach innen verformt, um das Rohrelement 54 auf das Verbindungselement 12 aufzupressen, so dass das Rohrelement 54 zwischen der Hülse 14 und dem Verbindungselement 12 eingebettet ist, um eine im Wesentlichen fluiddichte Verbindung herzustellen und um einem Lösen der Quetschverbindung 10 von dem Rohrelement 54 entgegenzuwirken. Wie in den 2-3 und 5-6 dargestellt, sind Abschnitte des Rohrelements 54 in den Nuten 34 aufgenommen, welche zwischen den Zacken 24, 26 ausgebildet sind, um die im Wesentlichen fluiddichte Verbindung zwischen der Quetschverbindung 10 und dem Rohrelement 54 weiter zu verstärken. Zusätzlich greifen die Kanten 40 der ersten Zacken 24 in eine Innenseite 58 des Rohrelements ein „oder verbeißen“ sich in derselben, um die im Wesentlichen fluiddichte Verbindung zwischen der Quetschverbindung 10 und dem Rohrelement 54 weiter zu verstärken, insbesondere wenn ein Fluiddruck in dem Rohrelement 54 ansteigt. Dementsprechend verstärken die ersten Zacken 24 einen abdichtenden Eingriff zwischen dem Verbindungselement 12 und dem Rohrelement 54, wodurch einer ungewünschten Undichtigkeit zwischen der Quetschverbindung 10 und dem Rohrelement 54 entgegengewirkt wird.
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In ähnlicher Weise greifen die zweiten Zacken 26 des Verbindungselements 12 in die Innenseite 58 des Rohrelements 54 ein. Die zweiten Zacken 26 stellen einen positiven Widerstand bereit, um einem Lösen des Verbindungselements 12 von denselben entgegenzuwirken. Es soll erkannt werden, dass eine Innenseite 60 der Hülse 14 und/oder eine Außenseite 62 des Rohrelements 54 zumindest eine Oberflächenunregelmäßigkeit (z.B. Rändelung) aufweisen kann, um die im Wesentlichen fluiddichte Verbindung zwischen der Quetschverbindung 10 und dem Rohrelement 54 weiter zu verstärken, so dass einem Lösen weiterhin entgegengewirkt wird. Es soll auch erkannt werden, dass zwischen dem Verbindungselement 12 und dem Rohrelement 54 und/oder zwischen dem Rohrelement 54 und der Hülse 14 ein Klebemittel eingesetzt werden kann, um den abdichtenden Eingriff zwischen dem Verbindungselement 12 und dem Rohrelement 54 weiter zu verstärken, und um einem Lösen weiterhin entgegenzuwirken. Die wie oben beschriebene Quetschverbindung 10 ermöglicht eine effektive Bewältigung relativ hoher Innenrohrdrücke, und die Tatsache, dass die Quetschverbindung 10 die nach vorn gerichteten ersten Zacken 24 und die nach hinten gerichteten zweiten Zacken 26 umfasst, welche in einem alternierenden Muster angeordnet sind, wird eine im Stand der Technik von Quetschverbindungen einmalige Rohrverbindung bereitgestellt.
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Die vorstehende Beschreibung soll den Fachmann in die Lage versetzen, die wesentlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung ohne Weiteres zu erkennen ohne vom Geiste und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und vom Fachmann soll erkannt werden, dass verschiedene Veränderungen und Modifikationen an der Erfindung vorgenommen werden können, um die Erfindung an verschiedene Anwendungsbereiche und Bedingungen anzupassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Quetschverbindung
- 12
- Verbindungselement
- 14
- Hülse
- 16
- Kanal
- 22
- Vorsprung
- 24
- erste Zacke
- 26
- zweite Zacke
- 28
- Außenseite des Verbindungselements
- 30
- Außenseite der ersten Zacke
- 31
- Außenseite der zweiten Zacke
- 32
- paarige Zackenstruktur
- 34
- Nut
- 36
- Innenseite der ersten Zacke
- 38
- Innenseite der zweiten Zacke
- 40, 42
- Kante
- 44
- Rippe
- 46
- Außenseite der Hülse
- 47
- offenes Ende
- 48
- geschlossenes Ende
- 50
- Wulst
- 52
- Ringförmige Kammer, ringförmiger Raum
- 54
- Rohrelement
- 56
- Stirnseite des Rohrelements
- 58
- Innenseite des Rohrelements
- 60
- Innenseite der Hülse
- 62
- Außenseite des Rohrelements
