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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ankerschiene zur Fixierung von Befestigungsmitteln an einer kanalförmigen Aufnahme für einen Kopfabschnitt eines Befestigungsmittels, mit zwei beabstandeten parallelen streifenförmigen Zuschnitten aus einem Stahlblech, die jeweils eine Profilierung an einer zugewandten Längskante aufweisen, und mehreren an den streifenförmigen Zuschnitten festgelegten Ankerelementen mit mindestens einem Ankersteg, und ein Verfahren zur Herstellung einer Ankerschiene.
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In der
EP 1 764 448 A2 ist eine Ankerschiene offenbart, bei der an einem ersten Schienenteil Ankerstege ausgebildet sind, das mit einem zweiten C-förmigen Schienenteil in einem Bodenbereich verbunden ist. Der Materialeinsatz zur Herstellung dieser Ankerschiene aus den beiden Schienenteilen ist erheblich. Zudem ist die Verbindungsstelle zwischen den beiden Schienenteilen eine mechanische Schwachstelle, die bei hohen Kräften versagen kann.
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Zudem sind Ankerschienen bekannt (
DE 10 2008 029 838 A1 ,
DE 10 2018 003 160 A1 ), bei denen die Ankerschiene aus zwei Schienenteilen hergestellt ist, wobei jedes Schienenteil Ankerstege aufweist und eine Wand ausbildet, die einen Kanal zur Aufnahme von Befestigungsmitteln umgibt. An jeder Wand ist ein umgebogener, nach innen ragender Steg ausgebildet, der von einem Kopfabschnitt eines Befestigungsmittels hintergriffen werden kann. Dadurch können Zugkräfte durch das Befestigungsmittel über jedes Schienenteil unmittelbar in die Ankerstege eingeleitet werden, was zu hohen Haltekräften führt. Solche Ankerschienen haben sich an sich bewährt, allerdings begrenzt der Biegevorgang die maximale Dicke und Festigkeit des Stahlbleches. Durch die Herstellung der leistenförmigen Schienenteile durch Ausstanzen und Biegen ergibt sich zudem das Problem, dass der Abstand der einzelnen integral ausgebildeten Ankerelemente festgelegt ist, was zu einem hohen Materialaufwand führt.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ankerschiene und ein Verfahren zur Herstellung einer Ankerschiene zu schaffen, die hohe Haltekräfte aufnehmen kann und effektiv herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird mit einer Ankerschiene mit den Merkmalen des Anspruches 1 und einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 9 gelöst.
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Bei der erfindungsgemäßen Ankerschiene ist eine kanalförmige Aufnahme für einen Kopfabschnitt eines Befestigungsmittels ausgebildet, wobei zwei beabstandete parallele streifenförmige Zuschnitte aus einem Stahlblech vorgesehen sind, die jeweils eine Profilierung an einer zugewandten Längskante aufweisen. Ferner sind mehrere an den streifenförmigen Zuschnitten festgelegte Ankerelemente mit mindestens einem Ankersteg zur Verankerung in einem Gusskörper, insbesondere aus Beton vorgesehen, wobei die Ankerelemente separat hergestellt und jeweils an einem der streifenförmigen Zuschnitte angeschweißt sind. Durch die separate Herstellung von Ankerelementen, von denen mindestens zwei an einem streifenförmigen Zuschnitt angeschweißt sind, kann die Anzahl und der Abstand der Ankerelemente je nach den zu erwartenden Belastungen und der Haltekräfte gewählt werden. Es können somit bei der Herstellung die Parameter der Anzahl der Ankerstege pro streifenförmigen Zuschnitt und deren Abstand bestimmt werden, was eine effektiven Materialeinsatz ermöglicht.
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Vorzugsweise sind die Ankerelemente beabstandet voneinander an einem der streifenförmigen Zuschnitte angeschweißt, beispielsweise im Laserschweißverfahren. Dabei kann der Abstand beispielsweise zwischen 0mm bis 50mm betragen, also die Ankerstege können bei Bedarf unmittelbar nebeneinander in einer Linie oder über einen Spalt beabstandet angeordnet werden, je nach den Festigkeitsanforderungen. Jedes Ankerelement umfasst dabei mindestens einen Ankersteg, der von dem Zuschnitt hervorsteht und in einem Gusskörper verankert werden kann.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist jedes Ankerelement auf Stoß an einem der zwei streifenförmigen Zuschnitte angeschweißt, wobei jeder streifenförmige Zuschnitt einen nach innen zu der kanalförmigen Aufnahme weisenden Steg und einen nach außen von der kanalförmigen Aufnahme hervorstehenden Stützsteg aufweist. Eine Wand eines Ankerelementes, der nach innen ragende Steg und der nach außen ragende Stützsteg sind dann im Querschnitt vorzugsweise T-förmig ausgebildet. Dadurch kann nach einem Vergießen der Ankerschiene in Beton oder einem anderen Gussmaterial der nach außen ragende Stützsteg zur Stabilisierung des nach innen ragenden Steges eingesetzt werden. Bei einer Zugbelastung durch ein Befestigungsmittel wird der nach innen ragende Steg geringfügig in eine Richtung weg von einem Ankerelement verschwenkt, wobei eine Verformung durch den nach außen ragenden Stützsteg begrenzt wird, der ein Gegenlager ausbildet. Der nach außen ragende Stützsteg ist an dem Gussmaterial abgestützt und kann somit einer Verformung an dem nach innen ragenden Steg entgegenwirken. Dies verhindert auch eine Verformung der Wand des Ankerelementes, das als eine Art Biegelager wirkt. Durch die Anbringung von mindestens einem Stützsteg wird somit die Festigkeit der Ankerschiene in diesem Bereich erhöht, was zur Bereitstellung höherer Haltekräfte führt. Der nach innen ragende Steg und der Stützsteg können von der Stoßverbindung mit dem Ankerelement beispielsweise um 1 mm bis 20 mm, insbesondere 3 mm bis 12 mm, hervorstehen.
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Vorzugsweise ist jedes Ankerelement aus einem gebogenen Stahlblech hergestellt ist. Dabei kann der jeder streifenförmige Zuschnitt dicker ausgebildet sein, beispielsweise um mindestens 1 mm dicker, als die Ankerelemente, vorzugsweise um mindestens 20 % dicker. Alternativ oder zusätzlich kann jeder streifenförmige Zuschnitt aus einem Material höherer Festigkeit ausgebildet sein als die Ankerelemente, so dass die streifenförmigen Zuschnitte für eine stabile Fixierung der Befestigungsmittel sorgen.
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Für eine effektive Herstellung der Ankerschiene kann zumindest ein Teil der Ankerelemente einen Verbindungssteg aufweisen, wobei die beiden streifenförmigen Zuschnitte dann über diese Ankerelemente mit den zwei Verbindungsstegen miteinander verbunden sind. Für eine stabile Positionierung der streifenförmigen Zuschnitte können die Verbindungsstege miteinander verschweißt sein. Dabei kann eine Schweißnaht an den Verbindungsstegen senkrecht zur Längsrichtung der streifenförmigen Zuschnitte ausgerichtet sein, so dass die Zuschnitte flexibel in dem gewünschten Abstand positioniert und dann aneinander festgelegt werden können. Hierfür können die Verbindungsstege endseitig gestuft ausgebildet sein, so dass sie sich in Richtung der Schweißnaht überlappen.
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Für eine hohe Stabilität können die beiden streifenförmigen Zuschnitte jeweils im Querschnitt rechteckförmig ausgebildet sein, so dass eine Bearbeitung durch Biegen nicht erforderlich ist. Dadurch können für die Herstellung der streifenförmigen Zuschnitte auch dicker oder hochfeste Stahlbleche verwendet werden. Die Dicke des streifenförmigen Zuschnittes kann beispielsweise zwischen 2mm bis 10mm, insbesondere 3mm bis 8mm betragen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Ankerschiene wird zunächst ein streifenförmiger Zuschnitt aus einem Stahlblech mit einer Profilierung an einer Längskante, beispielsweise einer Verzahnung, hergestellt. Ferner werden mehrere separate Ankerelemente mit mindestens einem Ankersteg hergestellt. Dann wird ein Ankerelement an dem streifenförmigen Zuschnitt verschweißt, um dann mindestens eines weiteres Ankerelement an dem streifenförmigen Zuschnitt zur Herstellung eines ersten Schienenteils zu verschweißen. Je nach Länge des streifenförmigen Zuschnittes und des gewählten Abstandes zwischen den Ankerelementen können beispielsweise drei bis 50, insbesondere 5 bis 20 Ankerelemente an einen Zuschnitt angeschweißt werden. Diese Schritte zur Herstellung eines ersten Schienenteils werden zur Herstellung eines zweiten Schienenteils wiederholt. Anschließend wird das erste Schiententeil mit dem zweiten Schienenteil verbunden, wobei zwischen einer Wand an einem Ankerelement an dem ersten Schienenteil und einer Wand an einem Ankerelement an dem zweiten Schienenteil eine kanalförmige Aufnahme für einen Kopfabschnitt eines Befestigungsmittels ausgebildet wird und die Profilierung an der einander zugewandten Seite der streifenförmigen Zuschnitte angeordnet wird. Dadurch kann die Anzahl und der Abstand der einzelnen Ankerelemente an einem Schienenteil flexibel gewählt werden, wobei der belastete Bereich der Ankerschiene an den streifenförmigen Zuschnitten besonders stabil gestaltet werden.
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Die separaten Ankerelemente werden vorzugsweise jeweils aus einem Stahlblech hergestellt, insbesondere durch Stanzen und Biegen. Ebenso werden die streifenförmigen Zuschnitte mit der Profilierung, insbesondere der Verzahnung, aus einem Stahlblech ausgeschnitten.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung wird jedes Ankerelement auf Stoß an einem mittleren Abschnitt eines der streifenförmigen Zuschnitte angeschweißt wird, so dass der streifenförmige Zuschnitt einen nach innen zu der kanalförmigen Aufnahme weisenden Steg und einen nach außen von der kanalförmigen Aufnahme hervorstehenden Stützsteg aufweist, also im Querschnitt T-förmig ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine stabile Fixierung des Steges, da der nach außen ragende Stützsteg bei einer Zugbelastung an dem Steg als Gegenlager gegen ein Verschwenken wirkt. Bevorzugt erfolgt das Verschweißen der Ankerelemente an dem ersten oder dem zweiten streifenförmigen Zuschnitt durch ein Laserschweißen, bei dem ohne Schweißzugabe das Material im Kontaktbereich zwischen dem streifenförmigen Zuschnitt und einer Stirnseite einer Wand des Ankerelementes aufgeschmolzen wird. Dadurch kann die Positionierung des Zuschnittes an dem ersten oder zweiten Schienenteil mit hoher Genauigkeit erfolgen.
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Für eine effektive Montage werden die Ankerelemente an einem der streifenförmigen Zuschnitte jeweils entlang einer durchgehenden oder gestrichelten Linie angeschweißt. Dabei können an gegenüberliegenden Seiten der kanalförmigen Aufnahme jeweils zwei Ankerelemente spiegelbildlich angeordnet sein, oder die Ankerelemente sind an jedem Zuschnitt versetzt angeordnet.
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Zur Verbindung der beiden streifenförmigen Zuschnitte werden das erste Schienenteil und das zweite Schienenteil über integral mit den Ankerelementen ausgebildete Verbindungsstege miteinander verbunden, insbesondere durch Verschweißen. Dabei kann jedes Ankerelement einen Verbindungssteg aufweisen. Alternativ weist nur ein Teil der Ankerelemente, beispielsweise jedes zweite oder dritte Ankerelement einen Verbindungssteg auf.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1A und 1B zwei Ansichten einer erfindungsgemäßen Ankerschiene;
- 2 eine Schnittansicht durch die Ankerschiene der 1;
- 3 eine Schnittansicht durch die Ankerschiene der 1 mit einem Befestigungsmittel;
- 4A und 4B zwei Ansichten bei der Herstellung eines Schienenteils für die Ankerschiene der 1, und
- 5A und 5B zwei Ansichten eines Schienenteils für die Ankerschiene der 1.
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Eine Ankerschiene 1 umfasst zwei Schienenteile 2a und 2b, die jeweils aus einem streifenförmigen Zuschnitt 10 und mehreren Ankerelementen 3 hergestellt sind. An jedem Ankerelement 3 ist ein integral ausgebildeter Ankerstege vorgesehen, der einen verbreiterten Fußabschnitt 4 aufweist und später in einen Gusskörper, insbesondere aus Beton, eintaucht. Optional können an jedem Ankerelement 3 auch mehrere in den Gusskörper hervorstehende Ankerstege ausgebildet sein. Die Ankerstege besitzen dabei bevorzugt senkrecht zur Längsrichtung der streifenförmigen Zuschnitte 10 eine größere Länge als die Ankerelemente 3 in Längsrichtung der streifenförmigen Zuschnitte 10.
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Zumindest an einem Teil der Ankerelemente 3 ist eine Aussparung 5 vorgesehen, um das an drei Seiten ausgestanzte stegförmige Material an der Aussparung 5 zur Herstellung eines Verbindungssteges 6a oder 6b zu nutzen. Die Verbindungsstege 6a und 6b sind an ihrem zugewandten Ende gestuft ausgebildet, so dass die beiden Schienenteile 2a und 2b in einem vordefinierten Abstand fixiert werden können. Die Verbindungsstege 6a und 6b werden vorzugsweise miteinander verschweißt, so wie dies in der
DE 10 2020 103 568 beschrieben ist.
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Wie insbesondere in 2 gezeigt ist, befindet sich an jedem Ankerelement 3 eine Wand 8a an einem ersten streifenförmigen Zuschnitt 10, und beabstandet von der ersten Wand 8a eine zweite Wand 8b, die an einem zweiten streifenförmigen Zuschnitt 10 festgelegt ist. Zwischen den beiden Wänden 8a und 8b ist eine kanalförmige Aufnahme 13 für das Einfügen eines Kopfabschnittes eines Befestigungsmittels ausgebildet. Die kanalförmige Aufnahme 13 wird durch die aneinander fixierten Verbindungsstege 6a und 6b begrenzt, die an zwei gegenüberliegenden Ankerelementen 3 angeformt sind. Optional können statt der oder zusätzlich zu den Verbindungsstegen 6a und 6b auch separate Verbindungselement, beispielsweise Klammern oder Bügel vorgesehen werden, die die beiden Zuschnitte 10 in der gewünschten Position aneinander fixieren.
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Die Ankerstege mit den Fußelementen 4 an den Ankerelementen 3 sind zu der Wand 8a oder 8b winklig ausgerichtet, vorzugsweise um einen Winkel α, der in einem Bereich zwischen 5° bis 30° liegen kann. Zwischen den Ankerstegen und der Wand 8a oder 8b ist ein Knick 9 vorgesehen.
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An jedem streifenförmigen Zuschnitt 10 ist ein in die kanalförmigen Aufnahme 13 ragender Steg vorgesehen, an dem eine Profilierung 11 in Form einer Verzahnung ausgebildet ist, um das Befestigungsmittel in Längsrichtung der Ankerschiene 1 festlegen zu können. Die beiden nach innen ragenden Stege überdecken die kanalförmige Aufnahme 13 randseitig und lassen einen Schlitz frei, durch den das Befestigungsmittel mit dem Kopfabschnitt in die kanalförmige Aufnahme 13 eingefügt werden kann.
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Jeder streifenförmigen Zuschnitt 10 umfasst einen von der Wand 8a oder 8b nach außen von der kanalförmigen Aufnahme 13 ragenden Stützsteg 12. Dies wird dadurch erreicht, dass der flache Zuschnitt 10 ist vorzugsweise aus einem Stahlblech, in einem mittleren Bereich über eine geschweißte Stoßnaht 14 mit einer Stirnseite der ersten Wand 8a oder der zweiten Wand 8b verbunden ist. Der nach innen ragende Steg und der Stützsteg 12 stehen somit an gegenüberliegenden Seiten von der jeweiligen Wand 8a oder 8b hervor.
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In 3 ist die Ankerschiene 1 mit einem Befestigungsmittel 20 in Form einer Hammerkopfschraube gezeigt. Ein Kopfabschnitt 21 des Befestigungsmittels 20 ist in die kanalförmige Aufnahme 13 eingefügt und gedreht worden, so dass der Kopfabschnitt 21 die beiden nach innen ragenden Stege der streifenförmigen Zuschnitte 10 hintergreift. Von dem Kopfabschnitt 21 steht ein Gewindeabschnitt 22 von der Ankerschiene 1 hervor, an dem weitere Bauteile angebracht werden können.
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Um die Ankerschiene 1 exakt in einem Gussteil, insbesondere einem Betonkörper, zu fixieren, ist ein optionaler Haltebügel 30 vorgesehen, der an gegenüberliegenden Seiten jeweils einen hervorstehenden Flansch 31 aufweist, der über Befestigungsmittel, beispielsweise Nägel, an einem Schalungsbauteil fixiert werden kann. Ein bügelförmiger Abschnitt 32 umgreift dabei die kanalförmige Aufnahme 13, die durch die Wände 8a und 8b und die Verbindungsstege 6a und 6b umgeben ist. Der Haltebügel 30 kann so ausgebildet sein, wie dies in der
DE 10 2019 124 308 beschrieben ist.
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In den 4A und 4B wird die Herstellung eines Schienenteils 2a oder 2b gezeigt. Zur Herstellung eines Schienenteils 2b wird ein streifenförmiger Zuschnitt 10 aus einem Stahlblech hergestellt, der im Querschnitt rechteckförmig ausgebildet ist und an einer Längskante eine Profilierung 11 in Form einer Verzahnung aufweist. Ferner werden einzelne Ankerelemente 3 aus einem Stahlblech hergestellt, beispielsweise durch Stanzen und Biegen. Dabei kann das Stahlblech für den streifenförmigen Zuschnitt 10 dicker und/oder mit höherer Festigkeit ausgebildet sein als das Stahlblech für die Ankerelemente 3. Die Dicke der streifenförmigen Zuschnitte kann beispielsweise 20 % oder mindestens 0,5mm, insbesondere mindestens 1 mm, größer sein als die Dicke der Zuschnitte aus dem Stahlblech für die Ankerelemente 3. Alternativ oder zusätzlich kann für den streifenförmigen Zuschnitt 10 ein Stahlblech ausgewählt werden, das eine höhere Festigkeit als das Stahlblech zur Herstellung der Ankerelemente 3 aufweist.
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Nach der Herstellung der Zuschnitte 10 wird ein erstes Ankerelement 3 mit einer Stirnseite einer ersten Wand 8b angeschweißt. Das Schweißen erfolgt vorzugsweise im Laserschweißverfahren, bei dem das Material an der Wand 8b im Bereich der Kontaktfläche zu dem streifenförmigen Zuschnitt mit oder ohne Schweißzugabe aufgeschmolzen wird. Dabei wird die Wand 8b an dem streifenförmige Zuschnitt 10 in einem mittleren Bereich über eine Stoßnaht 14 angeschweißt. Die Stoßnaht 14 erstreckt sich parallel zur Längsrichtung des streifenförmigen Zuschnittes 10. Zusätzlich zu dem ersten Ankerelementes 3 werden weitere Ankerelemente 3 angeschweißt, vorzugsweise auf einer Linie mit dem ersten Ankerelement 3. Dabei kann der Abstand zwischen den einzelnen Ankerelementen 3 je nach den Festigkeitsanforderungen gewählt werden, beispielswese zwischen 0mm bis 50mm. In den Figuren sind die Ankerelemente 3 unmittelbar benachbart gezeigt, und die Stoßnaht 14 bildet eine durchgehende oder gestrichelte Linie. Auch eine andere Anbringung der Ankerelemente 3 ist möglich.
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In 5A und 5B ist ein Schienenteil 2b gezeigt, dass einen einzigen streifenförmigen Zuschnitt 10 und mehrere separat hergestellt und einzeln an dem Zuschnitt 10 festgelegte Ankerelemente 3 zeigt. Ein solches Schienenteil 2b wird zur Herstellung einer Ankerschiene 1 zweimal hergestellt, so dass zwei Schienenteile 2a und 2b vorhanden sind.
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Die beiden Schienenteile 2a und 2b werden dann über die Verbindungsstege 6a und 6b miteinander verschweißt, wobei die Reihenfolge der einzelnen Schweißschritte auch anders ausgeführt werden kann. Die fertige Ankerschiene 1 ist in den 1 bis 3 dargestellt. Die Länge der Ankerschiene 1 und die Anzahl der Ankerelemente 3 kann je nach den Anforderungen auf der Baustelle gewählt werden.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Verbindungsstege 6a und 6b durch Material hergestellt, das durch Herstellen einer Aussparung 5 an den Ankerstegen 3 bereitgestellt wird. Es ist natürlich auch möglich, die Schienenteile 2a und 2b durch Verbindungsstege miteinander zu verbinden, die an anderer Position aus dem Zuschnitt für der oder einzelner Ankerelemente 3 hergestellt werden. Zudem können auch separate Verbindungsstege aus einem anderen Material zur Verbindung der beiden Zuschnitte 10 eingesetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ankerschiene
- 2a, 2b
- Schienenteil
- 3
- Ankersteg
- 4
- Fußabschnitt
- 5
- Aussparung
- 6a, 6b
- Verbindungssteg
- 8a, 8b
- Wand
- 9
- Knick
- 10
- streifenförmiger Zuschnitt
- 11
- Profilierung
- 12
- Stützsteg
- 13
- kanalförmige Aufnahme
- 14
- Stoßnaht
- 20
- Befestigungsmittel
- 21
- Kopfabschnitt
- 22
- Gewindeabschnitt
- 30
- Haltebügel
- 31
- Flansch
- 32
- bügelförmiger Abschnitt
- α
- Winkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1764448 A2 [0002]
- DE 102008029838 A1 [0003]
- DE 102018003160 A1 [0003]
- DE 102020103568 [0019]
- DE 102019124308 [0025]
