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Die Erfindung betrifft einen Spreizniet zum Verschließen einer Öffnung eines Bauteils, mit einem Grundkörper, der eine Durchgangsöffnung aufweist, an dessen einem Ende ein Vorsprung ausgebildet ist, der zur Anlage am Bauteil vorgesehen ist, und an dessen anderen Ende wenigstens ein nach außen bewegbarer Spreizvorsprung ausgebildet ist. Der Spreizniet weist ferner ein in der Durchgangsöffnung des Grundkörpers angeordnetes Betätigungselement mit einem sich verändernden Querschnitt auf, der in wenigstens einem Abschnitt größer ist, als der Querschnitt der Durchgangsöffnung in wenigstens einem Abschnitt des wenigstens einen Spreizvorsprungs.
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Die Erfindung ist anwendbar zum Verschließen einer Öffnung eines Bauteils, insbesondere zum unlösbaren, nur unter Zerstörung des Verschlusses lösbaren, oder nur mit speziellem Werkzeug reversiblen Verschließen einer Öffnung eines Bauteils. Ein solches Verschließen einer Öffnung eines Bauteils kann beispielsweise dann gewünscht sein, wenn durch die Öffnung Einrichtungen erreichbar sind, die zur Demontage wertvoller Bauteile oder Baugruppen zugänglich sein müssen. In einem solchen Fall dient das Verschließen der Öffnung als Diebstahlschutz.
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Ein Anwendungsfall ist beispielsweise der Diebstahlschutz für Lenkrad-Airbags. Üblicherweise sind Lenkrad-Airbags in Kraftfahrzeugen per Rastsystem in das Lenkrad eingebaut. Dies ermöglicht eine wirtschaftliche Montage, da keine separate Verschraubung oder dergleichen erforderlich ist. Im Service-Fall wird durch für diesen Zweck vorgesehene Öffnungen im Lenkradtopf von unten der Zugang per Schraubendreher zur Entriegelung der Verrastungen ermöglicht. Zusätzlich ist eine mehrfache Verschraubung des Airbags im Lenkrad bekannt, wodurch jedoch die Montagekosten deutlich erhöht werden.
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Bekannte Lösungen zum Verschließen von Öffnungen in Bauteilen weisen meist integrierte Einrichtungen zum einfachen Demontieren auf oder sind so ausgeführt, dass diese mit geringem Aufwand zerstörbar sind und so in relativ kurzer Zeit mit Standardwerkzeugen aus der damit verschlossenen Öffnung entfernt werden können.
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Hiervon ausgehend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Spreizniet zum Verschließen einer Öffnung eines Bauteils vorzuschlagen, welcher nicht oder nur mit zeitlichen und/ oder werkzeugtechnischen Aufwand aus der Öffnung eines Bauteils entfernbar ist. Dies wird erfindungsgemäß durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche erreicht. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Zur Lösung der Aufgabe wird ein Spreizniet zum Verschließen einer Öffnung eines Bauteils vorgeschlagen. Der Spreizniet weist einen Grundkörper mit einer Durchgangsöffnung auf. Am ersten axialen Ende des Grundkörpers ist wenigstens ein Vorsprung ausgebildet, der zur Anlage am Bauteil vorgesehen ist, und am zweiten axialen Ende ist wenigstens ein nach außen bewegbarer Spreizvorsprung angeordnet. Der Spreizniet weist ferner ein in der Durchgangsöffnung des Grundkörpers angeordnetes Betätigungselement auf, das einen sich in wenigstens einem Abschnitt verändernden Querschnitt aufweist, wobei der Querschnitt des Betätigungselements in wenigstens einem Abschnitt größer ist, als der Querschnitt der Durchgangsöffnung in wenigstens einem Abschnitt des wenigstens einen Spreizvorsprungs.
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Es wird vorgeschlagen, dass der Grundkörper des Spreizniets zum Verschließen der Öffnung des Bauteils so in der Öffnung anordenbar ist, dass der wenigstens eine Vorsprung am Bauteil anliegt und das Betätigungselement zum Verschließen der Öffnung des Bauteils wenigstens so weit in die Durchgangsöffnung eindrückbar ist, dass dessen axiales Ende mit dem ersten axialen Ende des Grundkörpers abschließt. Dabei verdrängt das Betätigungselement mit seinem Querschnitt, der in diesem Abschnitt größer ist, als der Querschnitt der Durchgangsöffnung, den wenigstens einen Spreizvorsprung nach außen, wodurch der Spreizniet in der Öffnung des Bauteils formschlüssig und/ oder kraftschlüssig befestigbar ist.
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Am ersten axialen Ende des Grundkörpers des Spreizniets ist wenigstens ein Vorsprung ausgebildet, der im eingebauten Zustand im Bereich der Bauteilöffnung am Bauteil anliegt. Der wenigstens eine Vorsprung erstreckt sich dabei über den äußeren Umfang des in der Öffnung anordenbaren Abschnitt des Grundkörpers hinaus. Dabei kann beispielsweise ein umlaufender Vorsprung vorgesehen sein, oder zwei oder mehrere insbesondere über den Umfang verteilte Vorsprünge. Damit dient der wenigstens eine Vorsprung einerseits zum Positionieren des Spreizniets in der Öffnung des Bauteils und zum anderen zum Verhindern eines „Durchdrückens“ des Spreizniets durch die Öffnung, um diesen aus dieser zu entfernen.
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Der wenigstens eine am zweiten axialen Ende des Grundkörpers angeordnete Spreizvorsprung ist insbesondere radial nach außen bewegbar ausgeführt. Durch eine insbesondere elastische Bewegung nach außen vergrößert sich das Außenmaß des wenigstens einen Spreizvorsprungs und insbesondere der Außendurchmesser des Grundkörpers im Bereich des wenigstens einen Spreizvorsprungs. Eine elastisch nach außen bewegbare Ausführung eines Spreizvorsprungs ist beispielsweise durch die Art der Gestaltung oder die Wahl des Werkstoffs des Grundkörpers umsetzbar. Beispielsweise kann der Grundkörper aus einem Kunststoff, insbesondere einem Elastomer hergestellt sein.
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Das Betätigungselement ist in der Durchgangsöffnung des Grundkörpers angeordnet, welche insbesondere im Wesentlichen entlang einer Längsachse des Grundkörpers verläuft. Dabei weist das Betätigungselement einen sich in wenigstens einem Abschnitt verändernden Querschnitt auf, der in wenigstens einem Abschnitt größer ist, als der Querschnitt der Durchgangsöffnung in einem Abschnitt des wenigstens einen Spreizvorsprungs. Abhängig vom Querschnitt des Betätigungselements kann so durch eine axiale Bewegung des Betätigungselements in der Durchgangsöffnung gegenüber dem Grundkörper der wenigstens eine Spreizvorsprung um eine vorbestimmte Distanz insbesondere radial nach außen bewegt werden.
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Bei der erfindungsgemäßen Gestaltung ist das Betätigungselement zum Verschließen der Öffnung des Bauteils wenigstens so weit in die Durchgangsöffnung eindrückbar, bis dessen axiales Ende mit dem ersten axialen Ende des Grundkörpers abschließt.
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Entsprechend weist das Betätigungselement keine Auszugshilfe wie einen Kopf oder dergleichen auf, die aus dem axialen Ende des Grundkörpers hervorragt, und zum Zurückziehen des Betätigungselement aus der Durchgangsöffnung verwendet werden könnte. Durch das Eindrücken des Betätigungselements verdrängt dieses mit seinem Querschnitt, der dann im Bereich des Spreizvorsprungs größer ist als der Querschnitt der Durchgangsöffnung, den wenigstens einen Spreizvorsprung nach außen und damit in Richtung zur Wandung der Öffnung des Bauteils hin. Auf diese Weise kann der Spreizniet in der Öffnung des Bauteils formschlüssig und/ oder kraftschlüssig befestigt werden.
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Der Einbau des Spreizniets kann in einem Montageschritt durch ein Eindrücken des Grundkörpers und des Betätigungselements erfolgen. Eine Demontage des Spreizniets ist jedoch kaum ohne dessen Zerstörung möglich, da dieser nicht von außen demontierbar gestaltet ist. Zum Entfernen des erfindungsgemäßen Spreizniets ist beispielsweise ein Aufbohren des Grundkörpers erforderlich, was einen erhöhten zeitlichen und werkzeugtechnischen Aufwand insbesondere für einen Dieb bedeutet. Bei einem fachmännischen Entfernen des Spreizniets beispielsweise in einer Werkstatt stellt dies einen vertretbaren Mehraufwand dar.
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Ein Dieb, dem der Spreizniet bekannt ist und der zur Demontage des gewünschten Diebesguts Zugang zur Öffnung im Bauteil anstrebt, benötigt entsprechende Zusatzwerkzeuge und zusätzliche Zeit zum Entfernen des Spreizniets. Zudem ist für die Demontage im Zuge eines Diebstahls insbesondere bei Dunkelheit eine ausreichende Beleuchtung erforderlich.
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Bei einer Ausführungsform des Spreizniets ist im Betätigungselement ein Anti-Entfern-Element angeordnet, welches aus einem härteren Werkstoff hergestellt ist, als das Betätigungselement. Abhängig von der Gestaltung ist bei dieser Ausführungsform beispielsweise ein Ausbohren des Betätigungselements nicht möglich, da ein üblicher Bohrer durch den härteren Werkstoff des Anti-Entfern-Elements zur Seite abweicht. Zum Entfernen solcher Spreizniete ist dann ein Spezialwerkzeug erforderlich. Beispielsweise kann so ein Anti-Entfern-Element im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet sein und etwa entlang einer Längsachse des Betätigungselements verlaufen. Ein Entfernen dieses Spreizniets ist beispielsweise mit einer speziellen (Mini-) Bohrkrone möglich, die das Bauteil nicht beschädigt. Ist der Spreizniet mit Betätigungselement beispielsweise aus einem Kunststoff hergestellt, so könnte das Anti-Entfern-Element bei einer Ausführungsform aus einem Metall hergestellt sein.
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Bei einer Ausführungsform des Spreizniets ist der wenigstens eine Spreizvorsprung am zweiten axialen Ende des Grundkörpers verjüngt ausgebildet. Beispielsweise ist dabei das zweite axiale Ende des Grundkörpers konisch bzw. kegelförmig ausgeführt. Die Verjüngung am zweiten axialen Ende des Grundkörpers ermöglicht ein schnelleres Einsetzen und Montieren des Spreizniets in der Öffnung des Bauteils.
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Bei einer Ausführungsform des Spreizniets ist an wenigstens einem Spreizvorsprung ein nach außen weisender Haken ausgebildet, zwischen dem und dem wenigstens einen Vorsprung am ersten axialen Ende des Grundkörpers wenigstens ein Abschnitt des Bauteils aufnehmbar ist. Bei dieser Ausführungsform weist insbesondere das Bauteil oder ein in der Öffnung angeordneter Absatz eine Dicke auf, die dem Abstand zwischen dem wenigstens einen Vorsprung und dem nach außen weisenden Haken entspricht, oder in der Öffnung des Bauteils ist ein in diesem Abstand angeordneter Vorsprung ausgebildet, in den der wenigstens eine Haken eingreifen kann. Insbesondere bei einer Gestaltung des Grundkörpers, bei dem dessen zweites axiales Ende verjüngt ausgebildet ist und dessen wenigstens ein Spreizvorsprung insbesondere auch elastisch nach innen bewegbar ist, rastet der wenigstens eine Spreizvorsprung beim Einsetzen des Spreizniets in die Öffnung des Bauteils am Bauteilende oder an einem in der Öffnung angeordneten Vorsprung selbsttätig ein. Auf diese Weise ist das Bauteil zwischen dem Vorsprung des Grundkörpers und dem wenigstens einen Haken formschlüssig aufnehmbar, sodass der Grundkörper des Spreizniets auch dann in der Öffnung des Bauteils befestigt ist, wenn sich kein Betätigungselement (mehr) in der Durchgangsöffnung befindet. Durch ein Eindrücken des Betätigungselements in die Durchgangsöffnung des Grundkörpers kann abhängig von der Ausführungsform zusätzlich eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Spreizniet und dem Bauteil hergestellt werden.
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Bei einer Ausführungsform dieses Spreizniets ist der Querschnitt des Betätigungselements in wenigstens einem Abschnitt kleiner, als der Querschnitt der Durchgangsöffnung des Grundkörpers. Bei einer Ausführungsform ist ein Abschnitt mit einem kleineren Querschnitt im vormontierten Zustand des Spreizniets im Bereich des wenigstens einen Spreizvorsprungs angeordnet. So kann der wenigstens eine Spreizvorsprung nach innen, in den durch den kleineren Querschnitt zur Verfügung stehenden freien Raum zwischen Durchgangsöffnung und Betätigungselement bewegt werden. Dadurch ist es möglich, einen am Spreizvorsprung ausgebildeten, und insbesondere gegenüber dem Grundkörper hervorspringenden Haken durch die Öffnung des Bauteils zu bewegen.
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Bei einer Ausführungsform des Spreizniets ist am Betätigungselement eine Sperreinrichtung ausgebildet, welche ein Herausziehen des Betätigungselements aus dem Grundkörper in wenigstens einer Richtung verhindert. Eine solche Sperreinrichtung sichert das Betätigungselement insbesondere formschlüssig in der Durchgangsöffnung. Dadurch wird verhindert, dass das Betätigungselement beispielsweise im vormontierten Zustand aus der Durchgangsöffnung herausfallen oder insbesondere im gesicherten, eingedrückten Zustand des Betätigungselements aus dem Grundkörper herausgezogen werden kann, um den Spreizniet zu demontieren und so einen Zugang zur Öffnung des Bauteils herzustellen. Eine solche Sperreinrichtung kann beispielsweise in Form einer Querschnittsvergrößerung des Betätigungselements an einer oder beiden Seiten des Betätigungselements ausgebildet sein, wobei bei der Gestaltung der Querschnittsvergrößerung in dem Bereich des Betätigungselements, welcher im montierten Zustand des Spreizniets in der Durchgangsöffnung angeordnet ist, die Durchführbarkeit des Eindrückens des Betätigungselements in den Grundkörper zu berücksichtigen ist.
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Bei einer Ausführungsform des Spreizniets ist der Grundkörper im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet, sodass sich ein solcher Spreizniet insbesondere für das Verschließen rotationssymmetrischer Öffnungen von Bauteilen, wie beispielsweise Bohrungen eignet.
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Bei einer Ausführungsform des Spreizniets ist der Vorsprung im Wesentlichen umlaufend ausgebildet. Diese Gestaltung des Vorsprung ermöglicht eine gleichmäßige Auflage des Grundkörpers an der Bauteiloberfläche, wodurch eine definierte Montagelage des Spreizniets in der Öffnung des Bauteils unterstützt wird.
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Bei einer Ausführungsform des Spreizniets weist dieser mehrere Spreizvorsprünge auf, welche durch einen dazwischen angeordneten Schlitz voneinander getrennt sind. Diese Gestaltung ermöglicht insbesondere ein einstückiges Anformen mehrerer Spreizvorsprünge am Grundkörper. Am Grundkörper des Spreizniets können insbesondere 2, 3 ,4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehr durch einen dazwischen angeordneten Schlitz voneinander getrennte Spreizvorsprünge angeordnet sein.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Verschließen einer Öffnung eines Bauteils mit einem vorausgehend beschriebenen Spreizniet vorgeschlagen. Das Verfahren weist wenigstens den folgenden Schritte auf:
- - Anordnen des Spreizniets so in der Öffnung des Bauteils, dass der wenigstens eine Vorsprung am Bauteil anliegt;
- - Eindrücken des Betätigungselements wenigstens so weit in die Durchgangsöffnung des Spreizniets, bis das axiale Ende des Betätigungselements axial im Bereich der Durchgangsöffnung angeordnet ist.
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Die beiden Schritte des Verfahrens sind insbesondere in einem, in eine Richtung geführten Arbeitsgang und damit mit nur geringem Zeitaufwand durchführbar. Dadurch, dass das axiale Ende des Betätigungselements nach der Durchführung des Verfahrens zum Verschließen der Öffnung des Bauteils axial im Bereich der Durchgangsöffnung angeordnet ist, bietet dieses keine Angriffsmöglichkeit, um es zurück aus der Durchgangsöffnung zu ziehen.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Figur. Es zeigt
- 1 eine dreidimensionale schematische Darstellung eines beispielhaften erfindungsgemäßen Spreizniets;
- 2 eine Schnittansicht der dreidimensionalen Darstellung des Spreizniets aus 1; und
- 3 eine Draufsicht der Schnittansicht aus 2, wobei der Spreizniet in einer Öffnung eines Bauteils angeordnet ist.
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1 zeigt eine dreidimensionale schematische Darstellung eines beispielhaften erfindungsgemäßen Spreizniets 10 zum Verschließen einer Öffnung eines Bauteils. Der Spreizniet 10 weist einen rotationssymmetrischen Grundkörper 11 mit einer Durchgangsöffnung 12 auf, in welcher ein Betätigungselement 20 angeordnet ist.
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Am ersten axialen Ende des Grundkörpers 11 der beispielhaften Ausführungsform ist ein umlaufender Vorsprung 13 ausgebildet ist, der zur Anlage am Bauteil vorgesehen ist, und am zweiten axialen Ende des Grundkörpers 11 sind vier nach außen bewegbare Spreizvorsprünge 14 angeordnet, welche einstückig mit dem Grundkörper 11 ausgebildet sind. Die Spreizvorsprünge 14 sind durch einen dazwischen angeordneten Schlitz voneinander getrennt, so dass die einzelnen Spreizvorsprünge 14 unabhängig voneinander bewegbar sind. An den Spreizvorsprüngen 14 ist jeweils ein nach außen weisender Haken 15 ausgebildet, wobei die Spreizvorsprünge 14, die auch das zweite axiale Ende des Grundkörpers 11 bilden, verjüngt gestaltet sind. Durch diese Gestaltung wird insbesondere das Einsetzen des Spreizniets in eine zu verschließende Öffnung vereinfacht.
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2 zeigt eine Schnittansicht der dreidimensionalen Darstellung des Spreizniets 10 aus 1. Der Schnitt verläuft durch die Längsachse A des Spreizniets 10 und parallel zur Ebene des zwischen zwei Spreizvorsprüngen 14 angeordneten Schlitzes. Das in der Durchgangsöffnung 12 angeordnete Betätigungselement 20 weist einen sich in wenigstens einem Abschnitt verändernden Querschnitt auf. Der Querschnitt des Betätigungselements 20 ist dabei in einem Abschnitt 21 kleiner, als der Querschnitt der Durchgangsöffnung 12 in einem Abschnitt der Spreizvorsprünge 14.
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So können sich die Spreizvorsprünge 14 des beim beispielhaften Spreizniet 10 aus Kunststoff hergestellten Grundkörpers 11 elastisch nach innen bewegen, um das Einsetzen des Spreizniets in eine Öffnung eines Bauteils zu vereinfachen.
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In einem Abschnitt 22 ist der Querschnitt des Betätigungselements 20 größer, als der Querschnitt der Durchgangsöffnung 12 in einem Abschnitt der Spreizvorsprünge 14, sodass die Spreizvorsprünge 14 nach außen verdrängt werden, wenn sich der Abschnitt 22 im Bereich der Spreizvorsprünge 14 befindet. In einem Abschnitt 23 ist der Querschnitt des Betätigungselements 20 größer als der Querschnitt der Durchgangsöffnung 12. Dieser Abschnitt 23 mit dem größeren Querschnitt bildet eine Sperreinrichtung 24, durch welche ein Herausziehen des Betätigungselements 20 aus der Durchgangsöffnung 12 des Grundkörpers 11 in der Darstellung in 2 nach oben verhindert wird.
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Im Betätigungselement 20 ist ferner ein Anti-Entfern-Element 25 angeordnet, welches aus einem härteren Werkstoff hergestellt ist als das Betätigungselement 20. Das beispielhaft gezeigte Anti-Entfern-Element 25 wird von einem Metallstift gebildet, der entlang der Längsachse A in das aus Kunststoff bestehende Betätigungselement 20 eingebettet ist. Das Anti-Entfern-Element 25 erschwert das Entfernen, insbesondere das Ausbohren des Spreizniets 10 aus der Öffnung des Bauteils.
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3 zeigt eine Draufsicht der Schnittansicht aus 2, wobei der Spreizniet 10 in dieser Darstellung in einer Öffnung 31 eines Bauteils 30 angeordnet ist. Dabei ist zwischen den nach außen weisenden Haken 15 und dem Vorsprung 13 ein Abschnitt des Bauteils 30 angeordnet. Der Vorsprung 13 liegt dabei am Bauteil 30 an. Zum Verschließen der Öffnung 31 des Bauteils 30 kann nun das Betätigungselement 20 so weit in die Durchgangsöffnung 12 eingedrückt werden, bis dessen axiales Ende 20a mit dem ersten axialen Ende 11 a des Grundkörpers abschließt. Dabei verdrängt das Betätigungselement 20 mit seinem Querschnitt, der im Abschnitt 22 größer ist, als der Querschnitt der Durchgangsöffnung 12, die Spreizvorsprünge 14 nach außen und befestigt so den Spreizniet 10 sowohl form- als auch kraftschlüssig in der Öffnung 31 des Bauteils 30.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Spreizniet
- 11
- Grundkörper
- 12
- Durchgangsöffnung
- 13
- Vorsprung
- 14
- Spreizvorsprung
- 15
- Haken
- 20
- Betätigungselement
- 20a
- axiales Ende des Betätigungselements
- 21
- Abschnitt des Betätigungselements
- 22
- Abschnitt des Betätigungselements
- 23
- Abschnitt des Betätigungselements
- 24
- Sperreinrichtung
- 25
- Anti-Entfern-Element
- 30
- Bauteil
- 31
- Öffnung des Bauteils
- A
- Längsachse
