DE1951223A1

DE1951223A1 - Einsatzstueck

Info

Publication number: DE1951223A1
Application number: DE19691951223
Authority: DE
Inventors: Ernest Richard B
Original assignee: Penn Engineering and Manufacturing Corp
Current assignee: Penn Engineering and Manufacturing Corp
Priority date: 1969-04-10
Filing date: 1969-10-10
Publication date: 1970-10-22
Also published as: DK140606B; IL34249A; IL34249A0; FR2038355A1; CH509517A; DK140606C; LU60686A1; IE34282B1; BE741002A; US3530921A; NL6915373A; IE34282L; GB1240575A; SE358936B

Description

DR. ING. A.VAN DER WERTH DR. FRANZ LEDERER

21 HAMBURG 90 β MÜNCHEN

WItSTORFER STR. 83 - TEL. (CUIII 770861 LUCItE-ORAHN-STR. 28 - TEt. <0ail> 44 0S46

München, den 1. Oktober 1969

Anmelder: Penn Engineering & Manufacturing Corporation Doylestown, Bucks County, Penn., ü. S. A.

Einsatzstück

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement oder Einsatzstück, welches beispielsweise durch Ultraschall oder durch Pressen in thermoplastisches Material eingesetzt werden kann.

TDs ist eine Aufgabe der Erfindung, ein weniger kostspieliges Befestigungselement oder Einsatzstück dadurch su schaffen, daß man es aue im Querschnitt sechseckigem Strangmaterial herstellt, wobei es gleichzeitig so ausgebildet sein soll, daß sein Einsatz in das Kunststoff material erleichtert wird.

Es wird zwar im Querschnitt sechseckiges Strangmaterial bevorzugt, die Erfindung kann jedoch auch unter Verwendung von Rohmaterial hergestellt werden, welches

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mehr oder weniger flache Oberflächen besitzt als die Seiten eines Seehoeoks. Das im Querschnitt sechseckige Rohmaterial wird maschinell bearbeitet« um an seiner Außenfläche Flansche und Nuten zu erhalten und wird zur Anpassung an den Verwendungszweck wie erforderlich aufgebohrfc und mit Gewinde versehen·

Pas Befestigungselement oder Einsatzstück zur Anwendung in Kunststoffmaterlal besitzt einen länglichen, sich verjüngenden Körper mit einem Kopf und einem vorderen iSndabschnitt. Der Kör per umfaßt eine Mehrzahl von in seiner Längsrichtung Abstände voneinander aufweisenden Flanschen, zwischen welchen Hüten zur Aufnahme des Kunetstoffeaterials ausgebildet sind. Me Flansche werden aus des sechseckigen Querschnitt des Rohmaterials abgeleitet und die den Eckbereichen des sechseckigen Querschnitts entsprechenden Stellen sind in einem.längs des Befestigungselement es und in Richtung vom Kopf zum vorderen ISndabschnitt zunehmenden Maße verjüngt» um das Eindringen des Eiasatzstückes in das Kunststoff-· material zu erleichtern«

Anhand der nun folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Au3führungabeiaplele;der Erfindung wird diese näher erläutertes zelgti
Fig. 1 . eine perspektivische Ansicht eineserfindungs-

gemäSen Befeatigungs- oder Binsatzetückes, Fig. 2 einen Schnitt durch ein Kunststoffstück, in welches, das Einsatzstück eingesetzt ist» wobei !Feile des "Sinaatastuckss abgebrochen siad, ua

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einen Τ·11 dee Hne&tBStttokea la Querschnitt

SU galgen» fig. 3 ein« Drauf eicht auf das in Fig. 2 geselgte

Xunatetoffstück und" das darin befindliche

Sinsataatttck, Fig. 4 «in· Ansieht des unteren Endes des liasats stUekts» «in« vergrößerte Teilansioht auf den Bokhereich

Am Sineatzstüokes, wit er in Pig. 4 im wesentlich« durch dl· Liai« 5-5 eingesohlosae» wird, $ tint Stitenansicht tin.tr anderen AuafUhrunga-

forrn dta trfindungegeiiiUltn EinaetaetUokea, fig* 7 eine Breufeicht auf das^ineatzatüok nach Pig.6, Fig* β einen Teilechoitt durch das Bineat»stück länge

der Unie 9-9 in ?ig.7, fig· 9 tint Stiranneioht «vf das untere End· Ata In

dtn fig. iSt 7 und S gestlgten CineatsatÜokee_t Fig· 10 tint Stlttaanaioht einer weiteren AuafOhrunge-

for« der Erfindung, ?ig«11 einen teilwelaen Bohnitt durchdae in ?ig.10

gestigte Vi&8atsatttek, fig.12 ein· Seitenansicht noch einer weiteren Aueftth-

rungefora der Erfindung« fig· 13 einen teilweiaen Querschnitt durch das in fig.

gestigte feinsatsatttok und fig·14 tint Ansicht auf das untere En&edea in den fig.

12 und 13 geseigten lünaateatttckea.

In fig«i itt ein Bef eatigunga- oder mnaatEstUok 10 alt möglicher und eioh verjüngender Gestalt geseigt» welohea eine innere* mit Gewinde veraebene axiale Bohrung aufweiaen kann» die sieh» wie geseigt» durch das

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Befestigungsetttok ere treckt.

Baa Befestigungs- und Einsatzstück 10 umfaßt einen Kopf oder ersten Flansch 14» welcher sich - wie gezeigt - ' nach außen erstreckt, und welcher, wie aus Pig*3 ersichtlich ist, sechseckigen Querschnittbesitzt, wobei die üblichen sechs flachen Oberflächen 16 durch die 'Eckbereiche 18 voneinander getrennt sind« Wie gezeigt kann der Kopf 14 eine flache obere Fläche 19 besitzen.

Das Befestigungsstttck 10 umfaßt weiterhin zusätzliche Flanschen 20, 22, 24» 26, wobei der Flansch 20 vom Kopf 14 durch eine !Tut 30, die Flanschen. 20 und 22 voneinander durch eine Nut 32, die Flanschen 22 und 24 durch eine Nut 34 und die Flanschen 24 und 26 voneinander durch eine Nut 36 getrennt sind· Unterhalb dos Flansches 26 und auf der vom Kopf 14 abgewandten Seite ist das Befestigungsstttok mit einem Ftthrungsabsohnitt oder vorderen iSndabecbnitt 3& versehen, welcher vorzugsweise einen vorderen, mit einer Abrundung versehenen Abschnitt bzw. eine Hase 40 aufweist, um das Einsetzen des Bef estigungsstttokes in eine Bohrung 62 in einem Kunststoffkörper 80 zu erleichtern (Flg.2)·

Die Hüten 30, 32, 34, 36 und der Teil des Fttbrungsabeohnlttes 38 oberhalb des abgerundeten Abschnitts 40 werden durch zjrlinderlsohe Außenflächen 31» 33, 39» 37 und 39 von jeweils gleichem Durchmesser gebildet· Vorzugsweise ist der Burchmesser der Flächen 31t 33» 35» 37 und 39 etwas geringer als ein den flachen Oberflächen 16 des sechseckigen Kopfes 14 einbeschriebener und diese flachen Oberflächen tangierender Kreis. Die Bohrung 82

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im Kunetstoffteil 60 wird dann mit einem Durchmesser ausgeführt» der etwas größer ist als der Durchmesser der Flächen 31, 33» 3^ri, 37 und 39» jedoch vorzugsweise nicht größer als der Dur c hm es a er eines die flachen Oberflächen 16 des sechseckigen Kopfes 14 tangierenden Kreises.

Die Flanschen 20, 22, 24 und 26 und die Unterseite des Kopfes 14 sind gekrümmt oder abgerundet» wenn man sie in Längsrichtung des ^insatzstUoks 10 betrachtet, wie in den Flg. 1 und 2 dargestellt 1st. Wie aus Fig.2 ersichtlich ist, ist die abgerundete untere Fläche 42 des Kopfes 14 jedoch mit einer Abrundung versehen, welche nicht groß genug ist, um die durch die Verbindung der flachen Oberflächen 16 der sechseckigen Form entstehenden scharfen holten 18 vollständig su beseitigen und die gekrümmte Oberfläche 42 erstreckt sich nach unten zur sylindarischen Oberfläche 31t wobei die Verschneidung der flachen Oberflächen 16 und der gekrümmten Fläche 42 dia Bogen 44 erzeugt.

Soweit die Flansche 20, 22, 24 und 26 betroffen sind, sind die Eckabsohnitta 50, 52, 54 und 56, welche sonst die scharfkantigen Lehrabschnitte der sechseckigen Form darstellen würden, in zunehmendem Maße das Einsatzstück verjüngend abgeschnitten und mit gekrümmten Außenflächen 52, 53* 55 und 57 versehen. Die gekrümmten äußeren Flächen 51» 53« 55 und 57 sind teilweise kreisförmige Oberflächen, welche sich um die äußere Fläche des Flansches erstrecken» wie am besten aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, und verlaufen konzentrisch su den zylinderischen Oberflächen 31» 33» 35» 37 und 39· In Fig. 5 wurde ein Abschnitt vergrößert,

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oa dl« koaae&trieehtn kreisförmigen FXüelsest 51» 53t 55 und 57 su seigen» der on Durchmesser voa l&ääbselmitt 40 au» Kopf 14 längs eines Kegelwinkel* von 2° zunimmt» wie aus ?ig«2 ersichtlich ist«

Wie an besten aus Fig*2 ersichtlich iet_t aißd die Flackert 51, 53» 55 und 57 dar Eckabschnitte 50, 52, 54 und 56 symmetrisch im die Mittellinien der Planschen gekrümmt oder gewölbt, wenn man längs des Binaatz-Stückes 10 blickt, wia ea beispielsweise für die 'gekahschnitte 56 bzw. 52 unter Bezugnahme auf die Mittellinien 60 und 62 besser ersichtlich wird.

Die Verbindung der gekrümmten Flächen 51, 53, 55 und mit den flachen Flächen 71, 73* 75 und 77 der Flansche erzeugt - wie gezeigt - eine ellipsenartige Form der flachen Flächen.

In Fig. 2 ist ein Kegelwinkel von 2° zwischen - der vertikalen Linie 90 und einer die Oberflächen 51« 53, und 57 der Eekabsehnitte 5Q, 52, 54 und 56 tangierenden Linie 92 gezeigt, und zwar ausgehend von der vertikalem Kante der Ecke 18, dieser Kegelwinkel kann jedoch verändert werden und kann sich im Bereich zwischen 2° und 7° oder möglicherweise mebr bewegen.

Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, dag ein FUhrungsstück 3S vorgesehen ist» dessen Durchmesser gleich oder geringer ist als der diamtrale Abstand der Abflachungen des im Querschnitt sechs eckigen Aiä3-gangsatateriale, und daß Flansche 20, 22, 24 und ZS zwischen dem Kopf 14 und dem FUhrungsstUok 36 ^organ.·eben

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sind« welch· Ecken 50» 52» 54 und 56 aufweisen· die «it einem gleichmäßigen Winkel sunehaend abgeschrägt sind, na Flanschen 20, 22, 24 und.26 mit EekaDsehnitten 50t 52, 54 und 56 au bilden» deren radiale Erstreokung geringer ist als die radiale Erstreckung der Ecke» 18» welche jedoch über die Oberfläche 39 des 38 hinausragen· 3Da die zylindrischen Flächen 31* 33» 35 und 37 äen gleichen Darohmes3er aufweisen und die axiale Lunge der Flächen 33, 35 und 37 untereinander gleich und geringer ist als jene der Fläche 31 und weil die Ecken 50, 52, 54 and 56 der Flanschen 20, 22, 24 und 26 wie beschrieben abgeschrägt sind, wird der Raualnha.lt der Nuten 30, 32, 34 und 36 zunehmend geringer, diese Rauminhalte sind jedoch ausreichend, um das durch die Eokeh Verdrängte SunstStoffmaterial aufzunehmen. Da· vor den Flansch- 26 verdrängte Material f11tat nach innen in Richtung auf die Fläche 39 und ein Teil fließt außerdem, wie bei 98 geseigt, vor das FÜhrungsstttck 36. Obwohl da· FUbrungsatUck 38 mit einer Außenfläche 39 von gleichem Durchmesser wie dem der Oberflächen 30, 32» 3+ und 36 geseigt ist, 1st doch ersichtlich, das der Durchmesser des Führungsi'tückes 38 geringer gemacht werden kann, um das lindringen in das Kunststoff material erleichtern.

Das in den Fig« 1 bis 5 gezeigte Einsatzstück 10 ist insbesondere gut geeignet für das Einsetzen in ein Stüok 60 aus thermoplastischem Material unter Anwendung von ultraschall· Das Einsatzstück 10 wird mit seinem FUhrungastUck 38 in die Bohrung 82 eingesetzt und dann wird Ultraacballenergie auf das Einsatzstück übertragen·

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XU· Ul*ra*cb*llen*rgie bat die Wirkung» das Material da· KunstetoffetHoks 80 dem BinsatsetUck benachbart urtliob auftowelohen oder zu sohmelson» und »war ·ηβ~ reichend Ar dae ^treiben des mnaat*etaofc«e in da· KNnstetoffstück 80 ohne eint grolc ftnft aufwenden massen.

Well die Voken 50, $2, $4 und 56 dar Flansche 20, 22, 24 und 26 länge eines Kegele angeordnet und, bei Betraeli-P tung in Längsrichtung des Eineatzstückes 10 in Wg. 2 abgerundet und außerdem quer zur Längsrichtung des Elneateatttokes ebenfalle abgerundet eind, wie aus den Fig.4 und 5 ereiöhtlicb iet, kann das EineatsetQok beim Eintreiben in dae Kunststoff stück 80 leiohter in die Bohrung 82 eingepreSt werden und das örtlioh aufgeweichte und/oder geeohnolzene Kunetetoffstttok 80 flitßt in feile der Hüten 30, 32» 34 und 16 swiftohen den Ecken 50, 52, 54 und 56 surUok.

3a der erste flansch 26, welcher in das Koaetetoffetück 80 eingetrieben wird, Bokabsotmitte 56 alt gAringetfli Sttronseeser aufweist, 1st erelohtlieh, das weniger Kunst-" Btoff aufgeweicht oder geschaolaen werden aufi, um das

Vi&satsettlok bis über den Flansch 26 einsutrelben« Wenn

da· BUntreiben des Üinsatz8tt|oke8 10 fortgesetst wird» erwKrmt die ultraschall energieaehr der umgebenden Kunststoffmasse des Kunststoffstttoks 80, ·ο dad dann» wenn die Sekbereiohe 54 mit gröeerem Durchmesser mit dem Kunststoff stuck 80 in Eingriff gelangen, ein grOlerer Anteil des Kunststoff Stückes erwärmt oder geeohmolsen worden 1st, um es dem Flansch 24 su ermöglloben, leiohter in das Kunststoff stuck eingetrieben su

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werden. 9m beschriebene Erwärmen und liatrelbsa it« tinsatsat&oke* find·* derart statt, daft eufeinanderfolgeode Flansche» leichter eingetrieben werden kennen» bis sonliesliob die Scken 16 des Kopf ea U 1« Kunatstoffmeteriel eingebettet sind» als wenn alle flanschen Vokabaobnitte alt der gleichen radialen TSretreckung aufweisen würden wie der Kopf 14·

Bas Einsatzstück 10 kann in das Kunststoffstück 80 soweit eingetrieben worden, bis der Kopf 14 bündig «it der Oberseite des Stucks 80 abschließt, wie ea in fig·2 gezeigt ist, zu welchem Zeitpunkt der rechteckig geforote Kopf 14 im Kunststoffkörper 80 eingebettet ist und die Bohrung 82 abschliefit·

Wenn auch die Hüten 32» 34 und 36 in Längsrichtung dee "Eineatzetückea genese an etwa die gleiche, axiale länge auf weisen können, so wird es doch bevorzugt» die Nut 30 etwas länger auszubilden, so daß sie besser den Kunetetöffneterlal angepaßt ist, welches durch den Kopf 14 verdrängt wird.

Obwohl das 'Einsatzstück mit einem SÜbrungsstfiok 38 beschrieben worden ist, kann dieses wie ersiohtlloh auch entfallen·

Der Kopf 14 1st so dargestellt, daß er nur einen Teil der scharfen Kanten 18 besitzt, welche durch die flachen Seiten des Sechsecks gebildet werden« es 1st aber auch möglich, die Kanten 18 vollständig zu belassen oder weiter zn beschneiden, ohne dadurch den Bereich der Erfindung su verlassen·

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-ΊΟ·

ti· ftttleft, kaaa dl· Gewiodebohruag 13 1· ttatmt«- •Wo* tO ftU» CMOBMlit «la* kegelig· Ofc*rfllob· 91 «β Ibt« unteren Sad· und ein· ifuenfcbag 96 cn Ihre« ftdi

Otwulil da· l&a*fttsstttek 10 sit einer innertn Qewlndebobmag 12 d*r$*9/fc«llt let, kann dl tee öewindebäbruag, fall* ernuttftoot, auch entfallen. Beispielsweise MSBHt · •ta Toreprlofcodcr» nicht dargestellter &«ffind*bolse& P la «Inea Stttok alt dem Bef eetigungaelement »u«ge^ildet

und ·ο angeordnet «ein, das er vom KunetetofXatttok B«rTorat8Bt· Dies let jedoch nicht dargeatellt.

Bmi vorstehend beschriebene Einsatzstück 10 kann auf einer Drehbank oder Gewindeschneidmaschine hergestellt werden» «•loht nloht dazgeetellt sind» wobei eine geeignete Hbig· eine· 1» Querschnitt sechseckigen, nloht gezeigten 3tr&ncftat«rialfl auf geeignete Weis· in Br«hung versetzt and bearbeittt wird· Die Reihenfolge der Bearbeitiangsaohritt© kann sich ändern, sie kann jedooh so gewählt ••la« wie aaobtolgend kurz beschrieben wird«

SIa konisch·« Schneidwerkzeug wird zunächst «it den Ideen de« im Querschnitt sechseckigen Strangaatorials unterhalb de« Kopfes 14 in Singriff gelängen und die token des 8trangnater4.ale in konischer For* in längsriohtang des Blnsatsstüoks etwa auf den gewttneohten Winkel bearbeiten, tin Formwerkzeug wird dann alt der Oberfläche des Strangaateriale zusaaaenwirken und in diese dl« verschiedenen Hüten 30, 32, 34 und 36 ein-•ahneiden und gleichseitig die Flanschen 20, 22, 24

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8§ aaaaildM, Hill Md ssgleloh aa* tea

JB «wi «la fUtoaa 42 MMfAUAfI »β tea «atarial tiUmUi fcutar dam Bereich aqafeaoaMtton «Αι«· walaaar «** Kapf U bilden «oll· la wird tens Μ· B>ina»l teroh tea BtnaataetUok f tbohrt vaA «aB 36 aantOBMrt kagilif ««font« nosaiif

«it aln« Oawiiiaa Wraaaan* odtr, Ja aaaa fkaaaht la tiaaa e#eond«rtte Arbaitagnie aiaar gatraaattn Xseobln· «rstuet wird. Saa atttek wXr€ tenn το« StrangBAtorlai ebgeechnltteo end teroSi tiaa Arabiwr· Spennvorrichtung auf β«ιοΒΒ«η· AaaobXlaianA wlrfl »in weiteres Werksettg alt das Kopf dea ÜKataattteka «uMaoenwirken, um die Aneenkiuig 96

Ma* figuren 6 bis 14 aeigen weitere Abwandlungen der Irfladong, welche besser dasu geeignet sind, ohne Anwendest von Ultrasohalleeergie In einen lunststoffkUrper, wie a.B* aaa welohea oder tberaoplastisobea Material» oiagepreat au. warden« BIe Abwandlangen nach den flg. 6 bis 14 warden . abanfsüls durch Bearbeitung von la Querschnitt aeobaeoklgea Strangaaterlal hergeetellt.

X· dea Vliuren 6» 7t 8 and 9 besltst das abgewandelt« Befestigen!»- oder llneatsetttek 100 ebenfalls eine UngUobe and maisobe Gestalt sowie eine innere, alt elnea Gewinde versehene axiale Bobrung 112, welobe sieb wie geselgt durch das Bef estigongestllok erstrecken kann·

Bas Befestiiungeetiiclt 100 uafafit einen Kopf oder ersten namaob 114» welcher sich radial nach auflen erstreckt aod« wie aea f 1β·7 ersichtlich ist, eine rollatändige

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seob*eckig« Gestalt aufweist, wobei die üblichen flache» 116 voneinander durch scharfe Kanten 118

lnt sind. Der Kopf 114 kann eine flache obere 119 besitzen.

Baa Befestigungselement 100 umfaßt weiter zusätzliche ISO, 122, 124 und 126, wobei der Flansch 120 Kopf 114 durch eine Hut 130, der Flansch 120 vom

122 durch eine Nut 132, die Flansche 122 und venetBa&der durch eine Hut 134 und die Flansche 124 und 126 vöseinaBÖer duroh eine Nut 136 getrennt sind. I3iit«rh&ib des Flansohee 12 und vom Kopf 114 abgewandt 1st das Einsatzstück mit einem FUhrungsstüek oder einem vorderen Bndahsolmit 138 versehen, welcher vorzugsweise eisen vorderen₍ abgerundeten Abschnitt oder eine Nase 140 aufweist, um das Einsetzen des Befestlgungsstüokes in die Bohrung eines Eunststoffkurpers zu erleichtern, weloher in den Figuren 6 bis 9 nicht dargestellt 1st·

Nuten 130, 132, 134 und 136 und das FtthrungsstUck 138 werden teilweise durch konzentrische konische Oberflächen 131» 133ii 135, 137 und 139 begrenzt, welche βίβα in LKngsrichtung des Binsatzstttckes in zunehmendem Mate verjüngen, wobei die Fläche 139 den geringsten Burohmeseer aufweist und die Fläche 131 den grüßten* TA* konischen Flächen 133» 135 und 137 schließen sich - wie gezeigt - durch abgerundete Abschnitte an die horisontalen Flächen 146, 147 und 148 an.

Sie Nut 130 wird weiter durch die horizontale Unterseite 140 des Kopf es und die obere horizontale Fläche 141 des Flanschest 120 begrenzt. ₄.

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Die flanscht 120» 122, 124 und 126 werden weiterhin durch konische Oberflächen 142» 143» 144 und 150» sowie durch die horizontalen Flächen 141, 146» 147 Und 148 begrenzt«

Die konische fläche 150 des Flansches 126 schUeSt sieh - wie festigt - an das PührungsstUok 138 an«

Die tekabsehnitte 160, 161» 162 und 163 umfassen teilweise koniflche, konzentrische» flache-flachen 170, 171» 172 und 173 von gleicher Höhe oder axialer Ausdehnung, wenn sie in Längsrichtung des "Einsatzatüokes gemessen werden, welche jedoch, wie gezeigt, hinsiehtIioh ihrer Ausdehnung in Umfangerichtung voneinander abweichen.

Vorzugsweise ist die Höhe» d.h. die Abmessung D der Sohlen dear Hüten 132, 134 und 136 gleich der Höhe der BokfUtofaen 170, 171, 172 und 173, d.h. gleich der Ab-■tesung C. Die Nut 130 kann, wie gezeigt, wesentlich grÖIer ausgebildet werden, um der größeren Menge des voa Kopf 114 gegebenenfalls verdrängten Xunstetoffaaterisle angepaßt zu sein.

Di· flächen 170, 171_; 172 und 173 werden vorzugsweise dadurch ausgebildet, dag in zunehmendem Maße längs eines Konus die Ecken des Im Ctuersehnltt sechseckigen StrangsaterialB beschnitten werden» aus welchem das lünsatastUok vorzugsweise geformt wird, wobei zwischen der Tertikaien Linie 13O und der Xonuamantelllnie 182 in flg.8 ein Winkel von 3° gezeigt wird» obwohl dieser Winkel νtriaderlieh sein kann. Außerdem weisen die konischen flächen 131, 133» 135, 137 und 139 einen Wink·! »uf, welcher parallel zu jenem der Bckflächen

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1?Öt 17t, Πι?, 173 ieü. Auch Sie konisch«! Flächen 142» 143t 144 und 150 öiad mit zueinander parallelen Konuswinkeln ausgebildet» d.h. der Koaiiswiiucel der Oberflächen ist für alle Plansche gletels*

Bas in Verbindung ri.t den Fig. 6 bis 9 beschriebene Einsatzstück 100 ist insbesondere gut äasu geeignet t in ein ausreichend weiches Kunststoffaateri&l eingepreßt zu werden, wie 3·Β· in thermoplastisches Material, ohne dazu ultraschallenergie anzuwenden·

Der nicht gezeigte EuiiststoffkSrBer_s Ib weloBem das Einsatastüolc 100 befestigt werden soll« ist alt einer nicht dargeeteilten Bohriang eines BuroJbsssesere versehen» welcher geringfügig größer ist als |en#r des Stihrungaatüoks 138. Das lUhruiigsetÜok 138 «iM i® die Bohrung eingesetzt wa& es wird auf das Ulneatssttlek 100 eine auereiehend groSe Era ft ausgeübt» ras ea in den Eunetatofi"-körper zu drücken.

Wenn der Flansch 126 ait dem KunststcffkcJrper in Eingriff gelangt,neigt er dasu» das Kunststoffmaterial beiseite w zu drücken, d.h. radial nach außen, ύ&κ&Ά ein kleiner Teil des Materials iaau neigen ksaja» na@li unten zu fließen» und zwar iaelissoadere in der M^e und unter den EBntenabschnitteii ISO, 161, 162 und 163* Wenn das Einsatzstück seine Yorwärtsheweguiig fortsetzt_} wird das Kunststoffmaterial hinter den Flasecli 126 in die But 136 eindringen. Wesn das Einsatzstfiak duroh die Bohrung im Kunststoff körper wandert» wird das Kunststoff"* Material nicht vollständig in sain© Ausgangslage zurück» springen» weil eine gewisse permanente f^orforaung statt-*

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findet« Wegen dieser ϊermanenten Verformung wird der nächste eindringende I!anseht nämlich der Flansch 124» weniger material beiseite zu drücken haben ale der Flansch 126« da jedocl. der Flansch 124 sich in radialer Richtung weiter ne ch außen erstreckt als der Flansch 126, wird er ausreichend Kunststoffmaterial erfassen und verdrängen, us die* bereits stattgefunden permanente Verformung zu kompensieren. Daraus ergibt sich, daß. die auf einanderfeigene.en Flansche konisch ausgebildet werden nüssen» so das jeder eindringende Flansch ausreichend Material verc-räegt um das erwünschte Festhalten des Stnaatzstüekes zu

"Sine ähnliche Wirkung tritt auf» wenn jeder folgende Flansch in den Kunstsvoffkurper eindringt, bis der Kopf 114, welcher alt sich in radialer Richtung aa weitesten erstreckendon Kasten 116 versehen ist, in den Kunststofflcurper eindringt.

Die konischen Eokflachen 170, 1?1, 1?2 und 173 unterstützen das Beiseitediiioken des Kunststoffraaterials und die Kartenabschnitte 16O, 161_S 162, 163 bieten einen Widerstand gegen die Drehung des Einsatzstück®« zusammen alt den Itekabschnltten 118 des Kopfes 114.

Sie flachen, horizontalen Flächen 141, 146, 14? und stellen Oberflächen dtir, welche an dem Kunststoffmaterial anliegen, welchem in di© Ruten 130, 132, 134 und 136 eindringt, um all on Kräften zu widerstehen, welche dasu neigen, das Sinsntzstück herauszuziehen.

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Wie gezeigt wird vorzugsweise an den Kanten der Rut 130 ein Radius vorgesehen·

Ana den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, das ein Einsatzstück 100 geschaffen worden let ι bei welchem* alle Nuten 130_v 132, 134 und 136 die gleien· Slefe haben können» wie aus den Pig. 6 und 8 ersichtlich ist» sowie im wesentlichen gleiche Volumina, wobei jedoch die Sohle einer 'leder? Hut einen unterschiedlichen Radius gegenüber der axialen Hittellinie des Elnsatzetüokes aufweist·

Die Figuren 10 und 11 zeigen eine weitere AusfUhrungsform eines Einsatzsttickes 200, welches dem Einsatzstück 100 ähnlich ist und dazu bestimmt 1st, in Kunatstoffmateifel eingepreßt zu werden.

Das Einsatzstück 200 besitzt einen Kopf 214 von sechseckiger Form und flansche 220, 222, 224» 226 and 228, wobei jedoch die Nut 230 den Kopf 214 vom Flansch 220 und die Ruten 232» 234, 236 und 23® die Flansche jeweils voneinander trennen» wobei jedoch die Sohlen aller Ruten einen gleichen Abstand von der axialen Mittellinie des Einsatzstückes aufweisen» wie es durch d*« Liniei229 angedeutet 1st, und mit der zylindrischen Außenfläche 239 des Ftthrungsstückes 240 fluchten*

Die Sekabschnltte 260, 261, 162, 263 und 264 des Bin« satsstttckes verlauf en in gleicher Weise wie die Eok~ abschnitte des in den Flg. 6 bis 9 gezeigten Aueführungsbeispiels konisch unter einem Winkel von 3°.

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sind jedoch die kenischen Unterseiten 241» 242» 243₍ 244 und 245 der flansche unter verschiedenen Winkeln geneigt, wie ebenfalls aus der Zeichnung ersiohtliöh ist.Am größten ist dor Winkel A beim Plansch 220» worauf dann der Konus-winkel der darunter befindlichen Plansche jeweils abnimmt, so daß der Winkel B des Flansches 228 der gleicht) Konuswinkel ist»

Die in den Figuren 10. und 11 gezeigte Ausgestaltung sieht außerdem teilwoiae konische Bckflachen 270, 271* 273 und 274 mit konstanter erwünschter Höhe vor, während die Umfangsbrei;e dieser Pläoben zunimmt» so daß die schmälste Fläche jene ist, welche in radialer Richtung am meisten nach außen vorspringt» nämlich die Fläche 270, während tile breiteste Fläche jene 1st, welche am geringsten nach außen vorspringt,-nämlich die Fläche 274» wobei di^se Verhältnisse insgesamt die gleichen sind, wie bei dar AusfUhrungeform nach den Fig. 6 bis 9. V

Anders als bei der Ausgestaltung nach Fig. 8 sind die Sohlen der Nuten 232» 234, 236 und 238 A^r Ausfttarungsform nach den Figuren 10 und 11 voll ausgerundet und nicht mit teilweise konischen Flächen versehen, wie in Fig.8.

Man ersieht daraus, laß die Volumina der Hüten 232, 234, 236 und 238 verschieden sind, und an der vom Volumen der Nut 238 ausgehenden, beim Volumen der Nut 230 endenden Reihenfolge zunehmend größer werden·

Die Fig. 12, 13 und 14 zeigen eine weitere Auaführungsform eines "SinsatzstUekes 300, welches den vorstehend

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beschriebenen ISinaatsstüeken ioO und 200 ähnlich ist, wobei das Einsatzstück 300 ebenfalls dafür bestimmt ist» ohne Anwendung von Ultraschall energie in ein Kunststoff material eingetrieben zu werden*

Bas Einsatzstück 300 besitzt ebenfalls einen sechseckigen Kopf 314 und Flansche 320, 322» 324 und 326, welche im allgemeinen den Flanschen 220, 222, 224 und 226 des in den Fig. 10 und 11 gezeigten Ausführungsbeispiele ähnlich sind« Der Flansch 326 umfaßt ,jedoch eine P vollständig zyiinderische Oberfläche 373* weil der Einsatz 300 mit einem wesentlich großeren Winkel konisch ausgebildet ist, nämlich 6°(Fig. 12),als der Einsatz 200 (Fig.11) mit einem Winkel von 3°· Natürlich kann der gezeigte Winkel von 6° verändert werden. ' ;

Der Flansch 3SO ist ebenfalls vom sechseckigen Kopf 314 durch eine Hut 330 getrennt und die flansche 320, 322, 324 sind voneinander jeweils durch Nuten 332, 334 und 336 getrennt. Die Sohlen der Nuten 330s 332, 334 und 336 sind zusammen mit der konischen Fläche 330 unter einem Konuswinkel von 3° geneigt, wie aus den Fig.12 und 13 ersichtlich ist, dieser Winkel kann jedoeh ebenfalls verändert werden.

Die Flanseae 320,^2, 324 und 326 umfassen außerdem konische untere Flächen 341, 342» 343 und 344, wobei der Konuswinkel, unter welchem die Flächen 342» 342_S 343 und 344 geneigt sind, veränderlich ist, in welcher Hinsicht diese Flansche ebenfalls den Flanschen des TSinsatzStückes -100 ähnlich sind. '■-;". -"■'"■".■ ■ _ - BAD

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Das Einsatzstück 300ist außerdem mit einem Führungsstüok 140 verseherif welches aus einer konischen Fläche 339 besteht» wobei das Führungsstück 340 wie gezeigt an der Stlinseite abgerundet ist.

Aus den vorstehenden Erläuterungen ist ersichtlich, daß das Einsatzstück 300 mit einem FÜhrungsetüok 340 und einem ersten, kreisförmigen Flansch 326 versehen ist. Der Flansch 324 unmittelbar über dem Flansch 326 besitzt in tJmfangsrichtung mit Abstand voneinander angeordnete tiokabschnitte 362_f wie die Flansche der früheren Ausführungsbeispiele. Der Flansch 322 über dem Flansch 324 hat ähnliche Eckabschnitte 36i und der über dem Flansch 322 als nächster angeordnete Flansch 320 besitzt Eekabsohnltte 360. Die Eckabschnitte 360, 361und 362 werden dadurch ausgebildet, daß das im Querschnitt sechseckige Strangaateriaj. unter einem Winkel von 6° konisch bearbeitet wird, wie in Verbindung mit den früheren Ausführungsbeispiel en erwähnt worden ist« DieEekabsohnltte 360, 36t und 362 haben teilweise konische Oberflächen 370, 371 und 372, deren Ruhe konstant ist, während ihre Breite in längsrichtung des Einsatzstückea von der Ober- zur Unterseite zunimmt, und zwar in ähnlicher Welse wie bei den beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Wenn das Einsatzstück 300 zunächst in die Bohrung des nicht gezeigten Kunststoffmaterials eingestoßen wird, in welches es eingesetzt werden soll, wird auf diese Welse die winkelige konische Fläche 373 dazu neigen, das Kunststoffmaterial in radialer Richtung zu verdrängen· Wird das Eintreiben des Einsatzstückes 300 in das

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Kunststoff material fortgesetzt, wird das verdrängte Kunststoffmaterial um den Flansch 326 fließen und hinter diesem in die Nut 336 eindringen. DasKunststoffmaterial wird jedoch nicht vollständig bis zu seinem Ausgangsdurchmesser zurückkehren, so daß dann, wenn der nächste, größer® Flansch 324 in das Kunstsstoffmaterial eindringt, dieser ausreichend Kunststoffmaterial in ähnlicher Weise wie der erste Flansch verdrängen wird. Wenn aufeinanderfolgende Flansche und ihre Eckahschnltte mit größerem Durchmesser in das Kunststoff material eindringen, wird demnach das Kunststoffmaterial aufeinanderfolgend durch in radialer Richtung größere Abschnitte des "EinsatZstttckes beaufschlagt, bis möglieh erweise der sechseckig geformte Kopf in das Kunststoffmaterial eingebettet wird und sich die erwünschte Festlegung des ElnsatzstUekes Im Kunststoff material in axialer Richtung und gegenüber einer Drehbewegung ergibt.*■

Obwohl die verschiedenen Ausführungsformen mit Ausdrücken beschrieben worden sind, welche von einem im Querschnitt sechseckigem Ausgangsmaterial abgeleitet worden sind, ist ersichtlich, daß jedes symmetrisch, vieleckig geformte Element benutzt werden kann·

Um ein dicht sitzendes Einsatzstück zu schaffen, wird bevorzugt, daß das Volumen der verschiedenen Nuten gleichgroß oder geringer ist als das Volumen des durch die Flansche verdrängten Kunststoffmaterials.

Bei der ersten Ausführungsform wurden die Flansche so beschrieben, daß sie Eckabschnitte besitzen, welohe abgerundet und gewölbt sind (Fig.1 bis 5)Γ es ist jedoch ■':..■ Λ . - 21 -

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ersichtlich, daß die oberen Teile der Flanschet- wie sie in Pig. 2 gezeigt sind, auch flach ausgeführt sein können, wie es bei den Flanschen der nachfolgenden Ausführungsbeispiele gezeigt ist* .

Die Flansche des zweiten, dritten und vierten Ausführungsbeispiels sind mit konischen Unterseiten gezeigt, um das Eindringen in das Kunststoff material zu erleichtern, sie können jedoch auch abgerundet oder gewölbt ausgebildet sein. M

Die dem Kopf benachbarte Nut ist bei allen Ausführungsbeiapi elen größer al» die übrigen Nuten ausgebildet, da diese Nut das Kumitstoffmaterial aufnehmen muß, welches der Kopf verdrängt und das Kunststoff material, welches hinter dem dom Kopf benachbarten Flansch wieder zurückspringt.

Damit zeigen alle vorstehend beschriebenen Ausfübrungsbeispiele ein neues Einsatzstück zur Verwendung in Kunst st off mat erial, bei welchem die eingebetteten Ecken der vollen sechseckigen Form oder die eingebetteten,

konisch abgeschrägten Kanten Rotationskräften wider- j

stehen werden, welche auf das Einsatzstück übertragen werden können. Auch widersteht das Kunststoffmaterial in den verschiedenen Nuten, d.h. hinter den Flanschen, relativ zur Richtung, in welcher das Einsatzstück in den Kunststoff eingetrieben wird, einer Verlagerung des Einsatzstuckes, wie z.B. durch Druck- oder Zugkräfte.

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Claims

1.)Befestigungselement oder Einsatzstück zur Anwendung in Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß es einen länglich en, sich verjüngenden Körper mit einem ersten (14f114?214I314) und einem zweiten (38? 138 {240? 340) Endabsoimitt besitzt, da3 der Körper mit L· einer Hehrzahl von in seiner Längsrichtung Abstände voneinander aufweisenden Flanschen (20,22,24,26?120,122, 124,126ϊ220,222,224,226,228ί32O_f322,324,326} zwischen deinen beiden Endabsclmltten versehen ist, daß zwischen diesen Flanschen Htttea (30,32»34,36f13O,132,134,136| 230,232,234.236,238j330,332,334,336) zur Aufnahme des Kunststoff materials ausgebildet sind and daß diese Flansche aus einem massiven StUcIc mit polygonalem Querschnitt erhalten werden, wobei zumindest einige an den zweiten Endabschnitt anschließende Flansche in einem längs des Befestigungselementes in Richtung vom ersten zum zweiten Endabsehnltt zunehmendem MaSe verjüngt sind·

2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (30,32,34,36) alle zylinderische Flächen mit gleichem Durchmesser aufweisen.

3. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der polygonale Querschnitt sechseckig 1st und daß der erste ISadabschnitt (Hj 114;214;314) als sechseckiger Kopf ausgebildet ist·

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4. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plansche (20,22,24,26) teilweise kreisförmige und symmetrisch abgerundete Eckabachnitte (50,52,54,56) besitzen.

$· Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf den Flanschen (20,22,24,26) zwischen den ftskabsohnltten (50,52,54,56) flache, •Uipsenartige Flächen (71,73,75,77) befinden.

6· Befestigungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (14) eine gewölbte untere Fläche (42) besitzt.

7· Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Gewindebohrung (12;112$212;312) besitzt.

8. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Endabschnitt (3&f13&f24Of340) als FührungsstUck auegebildet ist.

■- 9. Befeatigungaelement oder Einsatzstück zur Anwendung in Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß es einen länglichen, sich verjüngenden Körper umfaßt, daß der Körper einen Kopf (14) und ein FührungsstUck (38) besitzt, daß am Körper eine Anzahl von Flanschen (20,22, 24»26) mit Abständen in dessen Längsrichtung zwischen dem Kopf und dem FührungaatUck angeordnet sind, daß am Körper zwischen diesen Flanschen Nuten (32,34»36) zur Aufnahme des Kunetstoffmaterials vorgesehen sind, daß diese Flansche aus einer sechseckigen Form abegeleitet sind und an den den Ecken des Sechsecks entsprechenden

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Stellen (50,52,54,56) im ein«« längs dee Befestlgungeel ententes vom Kopf sum Ftthrungsstttek zunehmenden MaSe verjüngt ei»d₉ daß eile Nuten zylinäerlsehe Außenflächen mit gleichem Durchmesser aufweisen, daß der Kopf sechseckige Fora besitzt, daß die Flanschen symmetrisch abgerundete und teilweise kreisförmige Bekabsohnitte (50, 52,54»56) besitzen, daß sieh an den Flansohcn zwischen diesen ^©^abschnitten flache ellipsenartige Flächen (7i_#73t75t77) befinden und da8 der Kopf eine gewölbte unter® Flash® C42) besitzt und das Befestigungselement mit einer @ewindebobrung (12) versehen ist·

10. Befestigungselement nach Anspruch 1» dadurch gekesmseichiaet* daß die Flansche (20,22,24,26^120,122,124» 12€|220,222₉224,226,228;32Ο,322,324} in Umfangsriehtung voneinander mit Abstand angeordnete Eckahsohnitte (50, 52,54,56f1iO,f6i,i62,i63{26O,26ie262,263,264$36O,36i,362) aufweisen, weiche geeignet sind, Kräften zu widerstehen, die bestrebt eind, eine Drehbewegung des TftnsatzstUokee zu verursachen. ■

11· Befestigungselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kckabechnitte (160,161,162,163s 26O,261,262,263,264;36O,361,36S) konische Oberflächen (170,171,1Τ2,1Τ3Ϊ270,271,272,273,2741370,371,372) besitzen.

12. Befestigungselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß diese konischen Flächen (170,171,172, 173;27O,271,272,273,274|37O₉371,372)die gleiche Höhe aufweisen, J_n ihrer Breite jedoch vom ersten Endabschnitt (114;214;314) in Richtung auf den zweiten TSnd-

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abschnitt C138 {2401340) zunehmen.

13· Befestigungselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Plansche (120,122,124«126f 220,222,224ι226,228{320»322»324,326) auf der dem zweiten Endabsohnitt (138;24O,34O) zugekehrten Seite FlKohen (142,143.144,15O;241,2424,243,244,245{341· 342, 343»344) sur Erleichterung des Binhringens in das KuHBtstoffmaterial besitzen.

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14. Befestigungselement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche, (120,122,124»126|220, 222,224, 226,228{320,322,324,326) auf der dem ersten Endabachnit (114|214;314) zugekehrten Seite Flächen (141,146,147,148) besitzen, welche geeignet-sind, eines Herausziehen des Befestigungselemente aus den Kunststoffmaterial su widerstehen·

15· Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die des ersten Endabsohnitt (14; 114{214;314) benachbarte NUt (30;130{230;330) breiter ist als die anderen Nuten, um Kunststoffmaterial aufnehmen zu können, welches durch den zuletzt in das Kunststoff material eindringenden Flansch (14{114;214; 314) verdrängt wird, wie auch Kunststoffmaterial, welches durch den diesem letzten Flansch benachbarten nnd vor diesem in das Künststoffmaterial eindringenden Flansch (20;120;220;320) in die Hut zurückspringt·

16· Befestigungselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet» das die Sohlen der Nuten (130,132,134, 136) unter dem gleichen Konuswinkel geneigt verlaufen» wie die konischen Flächen (170,171,172,173)·

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17 · Befestigungselement naelt Anspruch I₈ dadurch eticennseiehaet» daß die Waten (3®,32»34«36|23®»232#234» 236 j238) konzentrische Sohlen fcMits«a_s welch« sieb Utage der gleichen zjlinderiseiieii Fl&csiie befinden·

18. Bef estigungeeleBent naefe Anspruch 11» dadurch gekennzeichnet» daß dl* Sohlen der Muten C33O*332#33** 336) unt·? «inen geringere® Winkel geneigt; SiBdI₉ als die koßiacbsB Flächen

19· BefftatigttJigselessmt nach Ansprecfe 11« daduveh daS die konisciiaai Flächei (t?O_f 171_S172»

173) dit gleich© Höhe aufweisen* jedc»ck vect erstes Bauabschnitt in Hiöhtaag auf d«s streiten E^abschnitt (138) breiter werden» daä die TlsmsGban (120,122,124, 126«) auf der de« sweitea SDäa^selmitt sagensoadteii Seite das Sindringen erleichternde Fliehen C142» 143» 144,149) und auf der den ersten ^datiscimitt C114) angewandten Säte dea Herausziehen widerstefeesäe %lMob<m C141* 146, 147 f148) besitzen, daS die de» ersten Bndabeehnitt benachbarte Wut C130) grSSer als irgend eine der anderen Hüten ist_v u» das Kimststeffmaterial auf zunehisen» welches το» letzten ?lasseli (114) bein Einsetzen in das Eunetstoffaaterial TerdrSngt wird_e wie auch das Kunststoffmaterial, welches hinter den diesem letzten Flansch benachbarten Flansch (120) in 'die Wut zurliek» springt ι daß die polygonale Fora ein Seehseclc 1st» dad der erste Badabschnitt aus eines sechseckigen Kopf (114) besteht und daß der zweite Eodäbscbnitt ein Führungsstab (133) ist.

20. ?«ufahren zur Herstellung eines S|asatzstilcks» daduroh gekennzeichnet» daß ein sfesetrisciies« polygonal

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geformtes m«a*nt su ein·* UlnglleBen« eich den Eörp·!* beeriieitfit wird, wslohe? durch lfuteo vontinand«r g«tr«Biit· Pleseche beaitit, fia3 dl· Eok«a dee polygonal g«for*t«n Körpere τοβ einen liifiabaohnitt sum •Ββ·τ«ι Bidabechnitt In sun«te«iä«B Mai« &bfterb«ittt werden usd daft di· Hüten in das !leeant eingceohottten «•ardent ι» dl·«· FlAnspben su

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