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Die Erfindung betrifft eine Ankerplatte mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie eine Befestigungsanordnung mit einer derartigen Ankerplatte.
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Zur Befestigung von Objekten an einem Baukörper als Untergrund, beispielsweise eines Vordachs an einer Wand aus Beton, sind Ankerplatten bekannt. Diese weisen typischerweise einen flächigen Grundkörper auf, an den ein Profil angeschweißt ist. An dem Profil ist das zu befestigende Objekt angebracht beziehungsweise das Profil geht einstückig in das zu befestigende Objekt über oder ist selbst das zu befestigende Objekt. Der Grundköper steht über das Profil über und weist mehrere Durchgangslöcher auf. Diese Durchgangslöcher dienen der Befestigung der Ankerplatte mittels Befestigungsankern, die sich durch die Durchgangslöcher hindurch in den Untergrund erstrecken. Beispielsweise werden vier Bolzenanker oder chemische Anker verwendet, die an je einer Ecke eines rechteckigen Grundkörpers angeordnet sind und sich mit ihren Muttern und Unterlegscheiben an der dem Untergrund abgewandten Seite des Grundkörpers abstützen und ihn damit halten.
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Bei der konstruktiven Auslegung der Ankerplatten kommt es entscheidend darauf an, wie steif diese ist. Um bei großen Kräften und/oder Momenten, die am Profil wirken, eine hinreichend sichere Bemessung der Befestigungsanker zu erreichen, werden möglichst steife Grundkörper angestrebt. Dies wird entweder durch entsprechend dicke Grundkörper oder durch dreieckige Versteifungsrippen zwischen Grundkörper und Profil erreicht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine steife Ankerplatte sowie eine entsprechende Befestigungsanordnung vorzuschlagen, die material- und zeitsparend hergestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 und des Anspruchs 10 gelöst. Die Erfindung schlägt eine Ankerplatte zur Verankerung eines Objekts an einem Baukörper als Untergrund vor, wobei der Untergrund insbesondere aus Beton ist. Die Ankerplatte ist insbesondere aus Stahl. Sie weist einen flächigen Grundkörper auf. Mit „flächig“ ist gemeint, dass eine Dicke maximal 20 %, insbesondere maximal 10 %, der größten Erstreckung in einer der beiden anderen Dimensionen beträgt. Der Grundkörper weist insbesondere einen rechteckigen oder kreisförmigen Grundriss auf, doch sind auch andere Grundrisse denkbar. Da der Grundkörper flächig ist, spannt er eine Haupterstreckungsebene auf. Senkrecht zur Haupterstreckungsebene erstreckt sich von dem Grundkörper weg ein Profil. Dieses Profil weist insbesondere einen rechteckigen oder kreisförmigen Querschnitt auf, doch sind auch andere Querschnitte denkbar, insbesondere I- oder T-Profile. Bei einem rechteckigen oder kreisförmigen Querschnitt ist dieser insbesondere als Hohlprofil ausgeführt. Der Grundkörper weist in Richtung der Haupterstreckungsebene einen Überstand gegenüber dem Profil auf. Insbesondere ist das Profil mittig auf dem Grundkörper angeordnet, so dass der Überstand einen geschlossenen kreis- oder polygonförmigen Ring bildet In dem Überstand sind mehrere, insbesondere mindestens vier, Durchgangslöcher angeordnet. Diese Durchgangslöcher dienen dem Durchführen je eines Befestigungsankers. Bei der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung weist der Überstand mindestens zwei Durchgangslöcher auf, durch die sich jeweils ein Befestigungsanker hindurch in einen Baukörper aus Beton erstreckt. Ist der Befestigungsanker beispielsweise ein Bolzenanker, so stützt sich der Kopf des Bolzenankers mit einer Unterlegscheibe an dem das jeweilige Durchgangsloch umgebenden Rand auf der dem Profil zugewandten Seite des Grundkörpers ab.
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Zur Verstärkung der Ankerplatte weist diese eine flächige Verstärkungsplatte auf. Die Verstärkungsplatte ist auf der dem Profil zugwandten Seite des Grundkörpers angeordnet und zwar so, dass sich die größte Querschnittfläche der Verstärkungsplatte parallel zur Haupterstreckungsebene erstreckt. Anders ausgedrückt sind die Verstärkungsplatte und der Grundkörper sandwichartig angeordnet. Auf der Verstärkungsplatte können auch weitere Platten zur Verstärkung angeordnet sein beziehungsweise die Verstärkungsplatte kann mehrlagig aufgebaut sein, also aus mehreren miteinander verbundenen Platten bestehen. Die Verstärkungsplatte ist mit dem Überstand verbunden und überdeckt diesen teilweise, so dass der Überstand einen ersten Bereich mit Überdeckung und einen zweiten Bereich ohne Überdeckung durch die Verstärkungsplatte aufweist.
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Eine derartige Verstärkungsplatte kann eine einfache Geometrie aufweisen und einfach, gegebenenfalls auch nachträglich, mit dem Grundkörper verbunden werden, beispielsweise im Gegensatz zu einem ringförmigen Element, dass den Überstand bei einem mittigen Profil vollständig überdecken würde. Es hat sich herausgestellt, dass es für viele Anwendungen ausreicht, eine derartige Verstärkung vorzusehen, falls eine derartige Verstärkung überhaupt notwendig ist. Denn in den kritischeren Fällen ist häufig eine Momentenbelastung auf die Ankerplatte mit einer zur Haupterstreckungsebene parallelen Momentenachse für die Bemessung der Ankerplatte maßgebend. Diese Belastung führt in einem Teil des Grundkörpers zu einem Druckbereich, nämlich nur auf einer Seite des Profils, und in diesem Teil könnte die eingangs genannte Anforderung an die Steifigkeit nicht mehr gegeben sein. Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, den Grundkörper nur in diesem Druckbereich zu verstärken und zwar nicht mit Rippen, sondern mit einem einfachen flächigen Element, der Verstärkungsplatte.
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Insbesondere erfolgt die Verstärkung der Ankerplatte nachträglich, wenn diese schon zur Verankerung eines Objekts an einem Baukörper im Einsatz ist. Die Verstärkungsplatte wird in diesem Fall erst dann aufgebracht, wenn die Ankerplatte bereits mit dem Baukörper als Untergrund verbunden ist. Somit ist beispielsweise zur Sanierung einer Ankerplatte nicht der Austausch eines zu schwach dimensionierten Grundkörpers notwendig, sondern es genügt erfindungsgemäß das Anordnen der Verstärkungsplatte auf einem Teil des Grundkörpers, derart, dass die erfindungsgemäße Ankerplatte beziehungsweise die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung entsteht.
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Das Profil ist vorzugsweise unmittelbar mit dem Grundkörper verbunden, und zwar insbesondere verschweißt. Denkbar ist beispielsweise auch eine Verklebung, eine Verschraubung oder eine Herstellung aus einem einzigen Stück. „Unmittelbar“ meint hier, dass das Profil nicht indirekt über ein weiteres Element mit dem Grundkörper verbunden ist. Insbesondere ist es nicht ausschließlich mit der Verstärkungsplatte verbunden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verstärkungsplatte unmittelbar mit dem Grundkörper verbunden, insbesondere verschweißt. Denkbar ist zwar, dass ein oder mehrere Elemente zwischen der Verstärkungsplatte und dem Grundkörper angeordnet sind, über die die Verbindung erfolgt, doch kann mit einer unmittelbaren Verbindung ein besonders einfacher Aufbau erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich zu einer Verschweißung können andere Verbindungstechniken, wie beispielsweise Verkleben, Verschrauben oder Verstiften, zur Anwendung kommen. Bei einer Verschweißung erfolgt diese insbesondere entlang des Umfangs der Verstärkungsplatte, wobei auch eine nur punktartige Verschweißung möglich ist. Beispielsweise durch Widerstandsschweißen kann zusätzlich oder ausschließlich im Bereich der Fläche, also nicht am Umfang, verschweißt werden
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Vorzugsweise ist die Verstärkungsplatte unmittelbar mit dem Profil verbunden, insbesondere verschweißt. Bezüglich der Begriffe „unmittelbar“, „verbunden“ und „verschweißt“ gelten wiederum die obigen Ausführungen. Insbesondere ist die Verstärkungsplatte unmittelbar mit dem Grundkörper und dem Profil verbunden. Dadurch ergibt sich einerseits ein einfacher Aufbau. Andererseits wird die Steifigkeit durch eine solche Anordnung stark erhöht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Bereich kleiner als der zweite Bereich. Damit ist eine im Verhältnis zum Grundkörper relativ kleine Verstärkungsplatte ausreichend, die außerdem eine einfache Geometrie aufweisen kann. Es hat sich gezeigt, dass bereits eine Verstärkung in einem relativ kleinen Bereich des Überstands in vielen Fällen für eine ausreichende Gesamtsteifigkeit der Ankerplatte sorgt.
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Vorzugsweise ist der zweite Bereich U-förmig und erstreckt sich insbesondere um das Profil, so dass der erste Bereich insbesondere lediglich die verbleibende Fläche auf einer Seite des Profils bildet. Dies ermöglicht eine geometrisch einfache Verstärkungsplatte und somit eine einfache Herstellung, da lediglich die Zugänglichkeit von einer Seite des Profils gegeben sein muss.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Verstärkungsplatte einen rechteckigen oder kreissegmentförmigen Grundriss auf. Bei einem rechteckigen Grundkörper ist die Verstärkungsplatte insbesondere ebenfalls rechteckig und bei einem kreisförmigen Grundkörper kreissegmentförmig. In beiden Fällen kann die Verstärkungsplatte auf einer Seite des Profils auf dem Grundkörper angebracht und insbesondere auch mit dem Profil verbunden werden und hat eine einfach herstellbare Geometrie.
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In manchen Anwendungsfällen gibt es ein mehrachsiges Biegemoment als Belastung, insbesondere mit Momentenanteilen um zwei Achsen, die bei einem Profil mit rechteckigem Querschnitt jeweils parallel zu den Haupterstreckungen des Querschnitts angeordnet sind. Anders ausgedrückt wirkt ein Biegemoment „über Eck“, so dass sich im Profil die Zug- und die Druckzone an gegenüberliegenden Ecken des Profils befinden. Insbesondere für derartige Belastungsfälle schlägt die Erfindung vor, dass die Verstärkungsplatte einen L-förmigen Grundriss aufweist. Die Verstärkungsplatte erstreckt sich in diesem Fall insbesondere entlang zweier Seiten des Profils. Insbesondere ist die Verstärkungsplatte einstückig, sich kann jedoch auch aus zwei oder mehr Einzelteilen gebildet sein, die insbesondere verschweißt miteinander sind.
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Zur Aufnahme von Köpfen, oder allgemein Enden, der Befestigungsanker, mit denen die Ankerplatte am Baukörper befestigt wird, schlägt die Erfindung vor, dass die Verstärkungsplatte jeweils Ausnehmungen aufweist. Die Ausnehmungen korrespondieren jeweils mit einem Durchgangsloch, und zwar insbesondere so, dass ein Kopf eines Befestigungsankers darin Platz findet. Die Ausnehmungen sind daher insbesondere koaxial mit und größer als das jeweilige Durchgangsloch. Der Kopf kann ganz oder auch nur teilweise in der Ausnehmung aufgenommen sein. „Ganz aufgenommen“ meint hier, dass der Befestigungsanker nicht über die der Grundplatte abgewandte Seite der Ankerplatte übersteht. Dies hat den zusätzlichen Effekt, dass ein mögliches Verletzungsrisiko gemindert ist. Kann der Kopf ganz oder teilweise aufgenommen werden, ist eine Verstärkung der Ankerplatte auch dann noch möglich, wenn diese schon zur Verankerung eines Objekts an einem Baukörper im Einsatz ist, also nachträglich. Dann kann nämlich beispielsweise die Verstärkungsplatte auf den Grundkörper aufgesetzt und verschweißt werden, ohne mit den Befestigungsankern zu kollidieren.
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Nicht ausgeschlossen ist aber auch, dass die Verstärkungsplatte ein Widerlager für ein oder mehrere Befestigungsanker bildet, dass sich diese also auf der dem Profil zugewandten Seite der Verstärkungsplatte abstützen. In diesem Fall ist die Ausnehmung insbesondere im Wesentlichen deckungsgleich mit dem jeweiligen Durchgangsloch.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, Ausführungen und Ausgestaltungen der Erfindung, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in einer Figur gezeichneten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen oder gezeichneten Kombination, sondern auch in grundsätzlich beliebigen anderen Kombinationen oder aber einzeln verwendbar. Es sind Ausführungen der Erfindung möglich, die nicht alle Merkmale eines abhängigen Anspruchs aufweisen. Auch können einzelne Merkmale eines Anspruchs durch andere offenbarte Merkmale oder Merkmalskombinationen ersetzt werden. Ausführungen der Erfindung, die nicht alle Merkmale des oder der Ausführungsbeispiele, sondern einen grundsätzlich beliebigen Teil der gekennzeichneten Merkmale eines Ausführungsbeispiels gegebenenfalls in Kombination mit einem, mehreren oder allen Merkmalen eines oder mehrerer weiteren Ausführungsbeispiele aufweisen, sind möglich.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand dreier Ausführungsbeispiele erläutert.
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Es zeigen:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Darstellung;
- 2 ein zweites Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht; und
- 3 ein drittes Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht.
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Das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt eine Befestigungsanordnung 1 zur Verankerung eines nicht dargestellten Objekts, beispielsweise eines Vordachs, an einem Baukörper 2 als Untergrund, hier aus Beton. Die Befestigungsanordnung 1 weist eine Ankerplatte 3 auf, die mit vier Befestigungsankern 4, hier Bolzenankern, am Baukörper 2 befestigt ist. Die Ankerplatte 3 weist einen flächigen Grundkörper 5 aus Stahl auf mit einem rechteckigen Querschnitt von 120 mm auf 160 mm Länge und einer Dicke von 10 mm. Der Grundkörper 5 spannt aufgrund seiner Flächigkeit eine Haupterstreckungsebene E auf, mit einer darin liegenden ersten Achse A1 und einer zweiten Achse A2, die orthogonal zueinanderstehen. Angeschweißt an den Grundkörper 5 erstreckt sich senkrecht zur Haupterstreckungsebene E auf der dem Baukörper 2 abgewandten Seite des Grundkörpers 5 ein Profil 6, hier ein Rechteck-Hohlprofil mit einer Kantenlänge von 60 mm auf 80 mm Länge. Das Profil 6 kann beispielsweise einen Fuß oder Träger eines Vordachs bilden. Soweit der Grundkörper 5 über das Profil 6 in Richtung der Haupterstreckungsebene E übersteht, bildet der Grundkörper 5 einen Überstand 7, hier in Form eines rechteckigen geschlossenen Rings. Der Grundkörper 5 ist also flanschartig an dem Profil 6 angebracht. Im Bereich des Überstands 7 sind verteilt über die vier Ecken des Grundkörpers 5 vier kreisförmige Durchgangslöcher 8 angeordnet. Bei der Erstellung der Befestigungsanordnung 1 wird durch die Durchgangslöcher 8 hindurch jeweils ein Bohrloch (nicht dargestellt) in den Baukörper 2 gebohrt und der jeweilige Befestigungsanker 4 in Durchsteckmontage durch das Durchgangsloch 8 gesteckt und angezogen. Eine Mutter 9 des Befestigungsankers 4 stützt sich über eine Unterlegscheibe 10 am Rand des Durchgangslochs 8 an dem Überstand 7 ab. Der Überstand 7 bildet also ein Widerlager für die Befestigungsanker 4. Jeweils das Ende des Befestigungsankers 4 mit der Mutter 9 und der Unterlegscheibe 10 bildet einen Kopf 11 des Befestigungsankers 4.
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Auf einer Seite des Profils 6 ist der Überstand 7 in einem ersten Bereich 12 durch eine Verstärkungsplatte 13 überdeckt, während der Überstand 7 ansonsten, in einem zweiten Bereich 14 nicht überdeckt ist. Die Verstärkungsplatte 13 ist aus Stahl, ist flächig mit einer Dicke von 15 mm und weist einen rechteckigen Grundriss auf, mit einer Kantenlänge von 40 mm auf 120 mm Länge, so dass sich die Verstärkungsplatte 13 zum einen über die gesamte kürzere Länge des Grundkörpers 5 erstreckt, sowie zum anderen vom Profil bis zum einen Ende der längeren Länge des Grundkörpers 5. Im Bereich der Durchgangslöcher 8 weist die Verstärkungsplatte 13 korrespondierende, kreisförmige Ausnehmungen 15 auf, die die Köpfe 11 der jeweiligen Befestigungsanker 4 aufnehmen. Im Ausführungsbeispiel sind die Köpfe 11 ganz in den Ausnehmungen 15 aufgenommen, so dass diese nicht über die Verstärkungsplatte 13 überstehen. Der erste Bereich 12 ist deutlich kleiner als der zweite Bereich 14, der sich U-förmig um das Profil 6 erstreckt.
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Wird die Befestigungsanordnung 1 neu installiert, so kann die Verstärkungsplatte 13 bereits vor dem Befestigen mit den Befestigungsankern 4 am Baukörper 2 mit der Ankerplatte 3 verbunden werden. Es ist allerdings auch ein nachträgliches Verbinden der Verstärkungsplatte 13 mit der Ankerplatte 3 möglich. Soll beispielsweise eine vorhandene Ankerplatte 3 im Bestand nachträglich, beispielsweise aufgrund einer zu dünn dimensionierten Ankerplatte 3 saniert werden, so ist die durch das nachträgliche Verbinden mit der Verstärkungsplatte 13 auf einfache Weise möglich, ohne dass die Befestigungsanker 4 demontiert werden müssen oder die gesamte Ankerplatte 3 ausgetauscht werden muss.
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Auf die Ankerplatte 3 wirkt ein Moment M1 um die erste Achse A1, beispielsweise aufgrund einer Kraft F am nicht dargestellten Ende des Profils 6 parallel zur zweiten Achse A2 und in Richtung des ersten Bereichs 12. Das Moment M1 bewirkt eine Druckzone im ersten Bereich 12 des Überstands 7. Dieser Belastung wirkt die Verstärkungsplatte 13 derart entgegen, dass die Ankerplatte 3 als Ganze als ausreichend steif gelten kann, wodurch die sichere Bemessung der Befestigungsanker 4 erleichtert wird.
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In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht dargestellt, wobei sich die Darstellung auf die Ankerplatte 103 beschränkt, während kein Baukörper und keine Befestigungsanker dargestellt sind. Die Ankerplatte 103 weist große Übereinstimmungen mit dem ersten Ausführungsbeispiel auf, weshalb im Folgenden zur Vermeidung von Wiederholungen lediglich die Unterschiede erläutert werden. Als Belastung wirkt eine zweiachsige Momentenbelastung, weil die Kraft F schräg zur ersten und zur zweiten Achse A1, A2 wirkt. Damit wirkt zusätzlich zu dem Moment M1 ein weiteres Moment M2 um die zweite Achse A2. Die Verstärkungsplatte 113 ist daher L-förmig und der erste Bereich 112 ist größer als der zweite Bereich 114. Auch hier ist die Verstärkungsplatte 113 sowohl mit dem Grundkörper 5 als auch mit dem Profil 6 verschweißt.
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Bei dem in 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel, bei dem wiederum lediglich eine Ankerplatte 203 in einer Draufsicht dargestellt ist, hat der Grundkörper 205 einen kreisförmigen Querschnitt und weist acht Durchgangslöcher 8 auf. Auch das Profil 206 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf und ist wiederum ein Hohlprofil. Eine Kraft F wirkt wie im ersten Ausführungsbeispiel parallel zur zweiten Achse A2. Zur Verstärkung des Grundkörpers 205 ist auf der Seite des Profils 206, zu der die Kraft F wirkt, eine Verstärkungsplatte 213 an den Grundkörper 205 und das Profil 206 geschweißt. Die Verstärkungsplatte 213 weist einen kreissegmentförmigen Grundriss auf, wobei dieser Grundriss passend zum Profil auf der radialen Innenseite kreisbogenartig ausgenommen ist. Da sich die Verstärkungsplatte 213 nur über einen Teil der Hälfte des Überstands 207 erstreckt, ist der erste Bereich 212 kleiner als der zweite Bereich 214.
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Bezugszeichenliste
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Ankerplatte und Befestigungsanordnung
- 1
- Befestigungsanordnung
- 2
- Baukörper
- 3, 103, 203
- Ankerplatte
- 4
- Befestigungsanker
- 5,205
- Grundkörper
- 6, 206
- Profil
- 7,207
- Überstand
- 8
- Durchgangsloch
- 9
- Mutter
- 10
- Unterlegscheibe
- 11
- Kopf eines Befestigungsankers 4
- 12, 112, 212
- erster Bereich des Überstands 7, 207
- 13, 113, 213
- Verstärkungsplatte
- 14, 114, 214
- zweiter Bereich des Überstands 7, 207
- 15
- Ausnehmung
- A1
- erste Achse
- A2
- zweite Achse
- E
- Haupterstreckungsebene
- F
- Kraft
- M1
- Moment
- M2
- weiteres Moment
