DE202012008501U1

DE202012008501U1 - Sicherungs- oder Stoppmutter

Info

Publication number: DE202012008501U1
Application number: DE201220008501
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Annetraud Ruf De; Ruf Annetraud De
Priority date: 2012-09-04
Filing date: 2012-09-04
Publication date: 2012-09-24
Anticipated expiration: 2022-09-05
Also published as: DE102013216536A1

Abstract

Sicherungs- oder Stoppmutter (1) umfassend einen Mutterkörper (2) und einen Sicherungseinsatz (7) zur Erhöhung eines zum Lösen der Sicherungs- oder Stoppmutter (1) erforderlichen Reibmoments, wobei der Mutterkörper (2) der Sicherungs- oder Stoppmutter (1) in seiner Längsrichtung eine Durchführungsöffnung (4) aufweist, die zumindest teilweise mit einem Innengewinde (5) versehen ist, wobei die Durchführungsöffnung (4) in Längsrichtung der Sicherungs- oder Stoppmutter (1) oben und/oder unten zur Bildung einer Vertiefung (6) zur Aufnahme des Sicherungseinsatzes (7) radial nach außen erweitert ist, wobei eine Innenseite der Vertiefung (6) mindestens ein Formschlusselement (9) aufweist, das nach der Aufnahme des Sicherungseinsatzes (7) in radialer Richtung auf den Sicherungseinsatz (7) wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (6) in einem Querschnitt durch die Sicherungs- oder Stoppmutter (1) konisch ausgebildet ist, so dass sich ein Durchmesser der Vertiefung (6) zu einer Oberfläche (8) der Sicherungs- oder Stoppmutter (1) hin verjüngt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherungs- oder Stoppmutter umfassend einen Mutterkörper und einen Sicherungseinsatz zur Erhöhung eines zum Lösen der Sicherungs- oder Stoppmutter erforderlichen Reibmoments. Der Mutterkörper der Sicherungs- oder Stoppmutter weist in seiner Längsrichtung eine Durchführungsöffnung auf, die zumindest teilweise mit einem Innengewinde versehen ist. Die Durchführungsöffnung ist in Längsrichtung der Sicherungs- oder Stoppmutter oben und/oder unten zur Bildung einer Vertiefung zur Aufnahme des Sicherungseinsatzes radial nach außen erweitert. Dabei weist eine Innenseite der Vertiefung mindestens ein Formschlusselement auf, das nach der Aufnahme des Sicherungseinsatzes in radialer Richtung auf den Sicherungseinsatz wirkt.
Sicherungs- oder Stoppmuttern sind in unterschiedlichen Ausführungsformen für die unterschiedlichsten Einsatzbereiche bekannt. Ein häufiger Einsatz ist das Verbinden mehrerer Bauteile miteinander mittels einer Schraube, die durch Bohrungen in den Bauteilen hindurchgeführt wird und auf die eine Sicherungs- oder Stoppmutter aufgeschraubt wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen Muttern, die sich mit der Zeit, insbesondere bei Vibrationen oder bei einer Bewegung der miteinander Verbundenen Bauteile relativ zueinander bzw. relativ zu der Schraube oder der Mutter, lösen können, sind Sicherungs- oder Stoppmuttern gegen ein unbeabsichtigtes Lösen weitestgehend gesichert.
Der Mutterkörper weist in der Regel eine Durchführungsöffnung, bspw. in Form einer Bohrung auf, an deren Innenseite ein Innengewinde ausgebildet ist. Bei kleineren Sicherungs- oder Stoppmuttern wird der Mutterkörper meist durch Kaltumformen in einem Arbeitsgang vollständig hergestellt; bei größeren Sicherungs- oder Stoppmuttern muss zumindest das entsprechende Innengewinde in einem separaten Arbeitsgang in die Bohrung hineingeschnitten bzw. nachgeschnitten werden. Dabei handelt es sich meist um ein metrisches ISO-Gewinde. Das Innengewinde kann mit einem entsprechenden Außengewinde einer Schraube oder ähnlichem (z. B. Gewindestange, etc.) in Eingriff treten. Mittels des Gewindes wird die Mutter auf die Schraube o. ä. aufgeschraubt. In einer Vertiefung im Bereich der Durchführungsöffnung ist der Sicherungseinsatz positioniert. Zum Festlegen des Sicherungseinsatzes in dem Mutterkörper wird der Mutterkörper nach dem Stand der Technik zum Beispiel im Anschluss an das Einsetzen des Sicherungseinsatzes zumindest bereichsweise verformt, bspw. durch Umbördeln eines über den Sicherungseinsatz hinausstehenden Randes des Mutterkörpers.
Problematisch beim Umbördeln des Randes des Mutterkörpers ist, dass dadurch der Sicherungseinsatz unlösbar in dem Mutterkörper festgelegt ist. Ein Auswechseln oder Ersetzen des Sicherungseinsatzes ist ohne Zerstörung des Mutterkörpers praktisch nicht möglich.
Der Mutterkörper von Sicherungs- oder Stoppmuttern ist in der Regel aus einem stabilen Material gefertigt, da er die auf die Sicherungs- oder Stoppmutter wirkenden Kräfte aufnehmen muss. Der Mutterkörper ist üblicherweise aus Metall oder Kunststoff gefertigt. Der Sicherungseinsatz muss dagegen kaum Anzugskräfte der Mutter aufnehmen. Auf den Sicherungseinsatz wirken lediglich Haltekräfte aufgrund eines Reibmoments, das zwischen der Sicherungs- oder Stoppmutter und einer Schraube oder ähnlichem wirkt.
Ein Lösen und erneutes Festziehen einer aus dem Stand der Technik bekannten Sicherungs- oder Stoppmutter führt zu einem deutlichen Nachlassen der Sicherungswirkung der Sicherungs- oder Stoppmutter, da sich der Sicherungseinsatz nach dem ersten Gebrauch nicht mehr vollständig in seine Ausgangsabmessungen zurückverformt. Um stets eine zuverlässige Sicherung zu gewährleisten, werden deshalb die Sicherungs- oder Stoppmuttern nach dem Lösen z. B. durch neue Muttern ersetzt. Dies ist insbesondere bei größeren Muttern, die einen Durchmesser der Durchführungsöffnung von bspw. größer 36 mm aufweisen, ein erheblicher Kostenfaktor, da derartige Sicherungs- oder Stoppmuttern mehrere zig Euro kosten können.
Es ist bekannt, den Sicherungseinsatz in der Sicherungs- oder Stoppmutter auszuwechseln. So zeigt z. B. die DE 10 2008 031 321 A1 eine Sicherungs- oder Stoppmutter, bei der der Sicherungseinsatz ein Außengewinde aufweist, das in einer Vertiefung im Bereich der Durchführungsöffnung eingeschraubt werden kann. Das Gewinde des Sicherungseinsatzes ist dabei gegenläufig zum Gewinde der Durchführungsöffnung der Sicherungs- oder Stoppmutter ausgebildet und kann bei jedem neuen Gebrauch der Sicherungs- oder Stoppmutter herausgeschraubt und damit ausgewechselt werden.
Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Sicherungs- oder Stoppmutter der eingangs genannten Art dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, dass die Sicherungswirkung des Sicherungseinsatzes weiter erhöht wird und dieser besonders sicher in der Vertiefung gehalten ist und gleichzeitig möglichst einfach und kostengünstig ausgetauscht werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ausgehend von der Sicherungs- oder Stoppmutter der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass die Vertiefung in einem Querschnitt durch die Sicherungs- oder Stoppmutter konisch ausgebildet ist, so dass sich ein Durchmesser der Vertiefung zu einer Oberfläche oder Außenfläche der Sicherungs- oder Stoppmutter hin verjüngt.
Die erfindungsgemäße Sicherungs- oder Stoppmutter ist bevorzugt für Schraubverbindungen mit großem Gewinde vorgesehen. In diesem Fall ist bekanntermaßen oftmals von vorn herein ein Schneidvorgang zum Erzeugen des Gewindegangs notwendig. Deshalb kann in solchen Fällen mit sehr geringem Zusatzaufwand auch die konisch ausgebildete Vertiefung in den Mutterkörper hineingeschnitten werden. Die Herstellungskosten der Sicherungs- oder Stoppmutter erhöhen sich dadurch nur unwesentlich.
Der einsetzbare Sicherungseinsatz ist bevorzugt aus Gummi oder Kunststoff, insbesondere aus Polyamid, gefertigt und weist eine hohlzylindrische Form auf. Selbstverständlich kann der Sicherungseinsatz auch die Form eines Kegelstumpfes mit einer Mittenbohrung oder eine andere Form aufweisen. Der Sicherungseinsatz ist insbesondere elastisch, allenfalls in geringem Maße plastisch verformbar. Ein Innendurchmesser der Mittenbohrung des Sicherungseinsatzes ist dabei kleiner ist als der Durchmesser des Innengewindes der Durchführungsöffnung der Sicherungs- oder Stoppmutter, um das gewünschte Reibmoment nach dem Zusammenschrauben gegen ein ungewolltes Lösen der Schraubverbindung zu erhöhen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass eine schräge Seitenfläche der Vertiefung mindestens eine Rille als Formschlusselement aufweist. In die Rille wird beim Verschrauben der Sicherungs- oder Stoppmutter mit der Schraube o. ä. das eher weiche und verformbare Material des Sicherungseinsatzes in die Rille hineingedrückt, was den Sicherungseinsatz im Mutterkörper der Sicherungs- oder Stoppmutter, insbesondere in der vorgesehenen Vertiefung, arretiert. Die Rille schafft auch eine größere Auflagefläche zwischen dem Sicherungseinsatz und dem Mutterkörper der Sicherungs- oder Stoppmutter, was zusätzlich das dort wirkende Reibmoment vergrößert und so einem Nachrutschen des Sicherungseinsatzes beim Verschrauben vorteilhaft entgegenwirkt. Die schräge Ausbildung der Seitenfläche der Vertiefung unterstützt diese Effekte vorteilhaft, da so eine seitlich gerichtete Kraftkomponente gebildet wird, die das Sicherungselement zusätzlich an die Seitenfläche der Vertiefung andrückt. Ein Lösen und Herausnehmen des Sicherungseinsatzes nach dem Gebrauch der Sicherungs- oder Stoppmutter ist dennoch z. B. mit einer Ahle oder auch einem Schraubendreher mit dünner und schmaler Klinge leicht möglich.
In einer Weiterbildung des bevorzugten Ausführungsbeispiels ist vorgesehen, dass die mindestens eine Rille gewindeartig ausgebildet ist und einen Gewindegang eines weiteren Gewindes bildet, wobei er Gewindegang des weiteren Gewindes dem Gewindegang des Innengewindes der Durchführungsöffnung entgegengerichtet ist. Von speziellen Anwendungen ausgenommen, wird das Innengewinde der Durchführungsöffnung in der Regel ein Rechtsgewinde und das weitere Gewinde ein Linksgewinde sein. Der Gewindegang verlängert die Länge der Rille in der Seitenfläche der Vertiefung und vergrößert so das gewünschte, zwischen dem Mutterkörper und dem Sicherungseinsatzes wirkende Reibmoment. Das Herausnehmen des Sicherungseinsatzes ist durch Herausdrehen leicht möglich, was durch das flexible und weiche Material des Sicherungseinsatzes trotz der schrägen Seitenfläche möglich ist.
Die Arretierung des Sicherungseinsatzes im Mutterkörper der Sicherungs- oder Stoppmutter kann alternativ auch dadurch realisiert werden, indem die schräge Seitenfläche der Vertiefung und/oder eine Auflagefläche des Sicherungseinsatzes in der Vertiefung mindestens ein, radial nach innen gerichtetes, dornenähnlich ausgebildetes Element als Formschlusselement aufweist. Das dornenähnlich ausgebildete Element dringt in das Material des Sicherungselements ein und sorgt so für einen sicheren Halt des Sicherungselements in der Vertiefung des Mutterkörpers. Ein Lösen und Herausnehmen des Sicherungselements ist z. B. mit einer Ahle oder einem Schraubendreher mit dünner und schmaler Klinge trotzdem leicht möglich.
Denkbar ist in einer weiteren Ausgestaltung auch, dass die schräge Seitenfläche der Vertiefung und das Sicherungselement Formschlusselemente aufweisen, die nach einem Einsetzen des Sicherungselements in dem Mutterkörper zusammenwirken. Dabei sind die beiden zusammenwirkenden Formschlusselemente z. B. komplementär ausgebildet.
Weiterhin ist vorgesehen, dass der Sicherungseinsatz vor einer Montage zunächst radial zusammengepresst wird, anschließend in die Vertiefung eingesetzt wird, damit sich dann das Sicherungselement nach dem Einsetzen des Sicherungseinsatzes wieder in seinen Ursprungszustand ausdehnt, so dass die Außenumfangsfläche des Sicherungseinsatzes mit dem Formschlusselement in Eingriff tritt. Dadurch wird eine sehr einfache Möglichkeit geschaffen, den Sicherungsring in den Mutterkörper einzusetzen.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Dabei können die angegebenen Merkmale auch einzeln und in beliebiger, auch von der beschriebenen und dargestellten Kombination abweichenden Kombinationen Gegenstand der Erfindung sein. Es zeigen:
1 ein teilweise aufgeschnittener, Mutterkörper einer erfindungsgemäßen Sicherungs- oder Stoppmutter in einer Seitenansicht;
2 ein Sicherungseinsatz zum Einsetzen in die Sicherungs- oder Stoppmutter von 1; und
3 die Sicherungs- oder Stoppmutter aus 1 mit eingesetztem Sicherungseinsatz.
1 zeigt einen teilweise aufgeschnittenen Mutterkörper 2 einer erfindungsgemäßen Sicherungs- oder Stoppmutter 1 in einer Seitenansicht. Der Mutterkörper 2 ist aus Metall, insbesondere Stahl, oder Kunststoff hergestellt. Der Mutterkörper 2 umfasst eine entlang einer Längsachse 3 der Mutter 1 verlaufende Durchführungsöffnung 4, bspw. in Form einer Bohrung. An der Innenseite der Durchführungsöffnung 4 ist ein Innengewinde 5 ausgebildet. Die erfindungsgemäße Sicherungs- oder Stoppmutter 1 ist bevorzugt für Gewinde größer M36 ausgebildet. Mit dem Gewinde 5 kann die Mutter 1 auf das Außengewinde einer Schraube (nicht dargestellt) oder ähnlichem aufgeschraubt werden.
Im oberen Bereich der Mutter 1 ist die Durchführungsöffnung 4 radial nach außen, also weg von der Längsachse 3, konisch erweitert, um eine Vertiefung 6 zur Aufnahme eines Sicherungseinsatzes 7 zu bilden. Die Vertiefung 6 verjüngt sich dabei zu einer Oberfläche 8 der Sicherungs- oder Stoppmutter 1 hin und weist eine Rille auf, die als Innengewinde 9 ausgebildet ist.
Der Sicherungseinsatz 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel einstückig und ringförmig ausgebildet. 2 zeigt den Sicherungseinsatz 7. Selbstverständlich kann der Sicherungseinsatz 7 auch mehrteilig oder anderweitig ausgebildet sein. Entscheidend ist, dass der Sicherungseinsatz 7 aus einem verformbaren, weichen Material, wie z. B. aus Gummi oder Kunststoff, insbesondere aus Polyamid, gefertigt ist. Für besonders hitzebeständige Sicherungs- und Stoppmuttern 1 kann der Einsatz 7 aber auch aus Kupfer oder einem anderen relativ weichen Metall oder aus einem hitzebeständigen Kunststoff bestehen.
Der Sicherungseinsatz 7 gleicht in seinen äußeren Abmessungen einem Kegelstumpf, weist dabei eine ebene, schräge Außenfläche 11 und eine entlang der Längsachse 3 verlaufende Bohrung 10 auf, wobei der Innendurchmesser der Bohrung 10 kleiner ist als der Durchmesser des Innengewindes 5 der Durchführungsöffnung 4. Selbstverständlich kann der Sicherungseinsatz 7 auch eine hohlzylindrische Form aufweisen. Durch Aufschrauben der Sicherungs- oder Stoppmutter 1 auf eine Schraube o. ä. frisst sich die ebene Innenfläche 10 des Sicherungselements 7 gewissermaßen in das Außengewinde der Schraube o. ä., was zu einer plastischen Verformung des Sicherungselements 7 führt und ein Reibmoment gegen ein ungewolltes Lösen der Schraubverbindung nach dem Zusammenschrauben erhöht.
Nach einem gewollten Lösen einer bekannten Sicherungs- oder Stoppmutter 1 von der Schraube wäre bei einem erneuten Aufschrauben der gleichen Mutter 1 auf die gleiche oder eine andere Schraube die Sicherungswirkung der Mutter 1 deutlich vermindert. Um dies zu verhindern, wird nicht – wie im Stand der Technik bekannt – die gesamte Sicherungs- oder Stoppmutter 1 ausgetauscht. Das wäre, insbesondere bei großen Muttern 1 teuer, erzeugt viel Abfall und belastet die Umwelt. In der erfindungsgemäßen Sicherungs- oder Stoppmutter 1 kann das Sicherungselement 7 auf einfache Weise ausgetauscht werden.
Der Sicherungseinsatz 7 wird dabei vor einer Montage zum Einsetzen in die Vertiefung 6 zunächst radial zusammengepresst, anschließend im wesentlichen parallel zur Längsachse 3 in die Vertiefung 6 eingesetzt, damit sich der Sicherungseinsatz 7 anschließend nach dem Einsetzen in die Vertiefung 6 wieder in seinen Ursprungszustand ausdehnt. Dabei tritt die Außenumfangsfläche 11 des Sicherungseinsatzes 7 mit dem als Formschlusselement wirkenden Innengewinde 9 in der Vertiefung 6 in Eingriff. Der Sicherungseinsatz 7 wird so in der Vertiefung 6 arretiert bzw. es wird ein Reibmoment zwischen dem Sicherungseinsatz 7 und dem Mutterkörper 2 zum sicheren und zuverlässigen Halt des Sicherungseinsatzes 7 in der Vertiefung 6 erhöht.
3 zeigt die erfindungsgemäße Sicherungs- oder Stoppmutter 1 mit eingesetztem Sicherungselement 7. Das Sicherungselement 7 ist lösbar in der konisch verlaufenden Vertiefung 6 des Mutterkörpers 2 angeordnet. Ein Gewindegang des Innengewindes 9 in der Vertiefung 6 ist dabei dem Gewindegang des Innengewindes 5 der Durchführungsöffnung 4 entgegengerichtet, damit sich das Sicherungselement 7 beim Verschrauben der Mutter 1 mit der Schraube o. ä. nicht aus dem Mutterkörper 2 herausschraubt. Vorzugsweise ist das Innengewindes 5 der Durchführungsöffnung 4 als ein Rechtsgewinde und das Innengewinde 9 der Vertiefung 6 als ein Linksgewinde ausgebildet. Ein Herausnehmen des Sicherungseinsatzes 7 ist durch Herausdrehen leicht möglich, was durch das flexible und weiche Material des Sicherungseinsatzes 7 trotz der schrägen Seitenfläche der Vertiefung 6 ermöglicht wird.
In einer einfacheren, alternativen Ausgestaltung könnte das Formschlusselement im Bereich der Vertiefung lediglich eine umlaufende Rille umfassen (nicht dargestellt).
In einer weiteren alternativen Ausgestaltung könnte die schräge Seitenfläche der Vertiefung 6 und/oder eine Auflagefläche 12 des Sicherungseinsatzes 7 in der Vertiefung 6 mindestens ein, radial nach innen gerichtetes, dornenähnlich ausgebildetes Element als Formschlusselement aufweisen (nicht dargestellt). Das dornenähnlich ausgebildete Element dringt in das Material des Sicherungselements 7 ein und sorgt so für einen sicheren Halt des Sicherungselements 7 in der Vertiefung 6. Ein Lösen und Herausnehmen des Sicherungselements ist z. B. mit einer Ahle oder einem Schraubendreher mit dünner und schmaler Klinge trotzdem leicht möglich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008031321 A1 [0007]

Claims

Sicherungs- oder Stoppmutter (1) umfassend einen Mutterkörper (2) und einen Sicherungseinsatz (7) zur Erhöhung eines zum Lösen der Sicherungs- oder Stoppmutter (1) erforderlichen Reibmoments, wobei der Mutterkörper (2) der Sicherungs- oder Stoppmutter (1) in seiner Längsrichtung eine Durchführungsöffnung (4) aufweist, die zumindest teilweise mit einem Innengewinde (5) versehen ist, wobei die Durchführungsöffnung (4) in Längsrichtung der Sicherungs- oder Stoppmutter (1) oben und/oder unten zur Bildung einer Vertiefung (6) zur Aufnahme des Sicherungseinsatzes (7) radial nach außen erweitert ist, wobei eine Innenseite der Vertiefung (6) mindestens ein Formschlusselement (9) aufweist, das nach der Aufnahme des Sicherungseinsatzes (7) in radialer Richtung auf den Sicherungseinsatz (7) wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (6) in einem Querschnitt durch die Sicherungs- oder Stoppmutter (1) konisch ausgebildet ist, so dass sich ein Durchmesser der Vertiefung (6) zu einer Oberfläche (8) der Sicherungs- oder Stoppmutter (1) hin verjüngt.
Sicherungs- oder Stoppmutter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine schräge Seitenfläche der Vertiefung (6) mindestens eine Rille (9) als Formschlusselement aufweist.
Sicherungs- oder Stoppmutter (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Rille (9) gewindeartig ausgebildet ist und einen Gewindegang eines weiteren Gewindes bildet.
Sicherungs- oder Stoppmutter (1) nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindegang (9) des weiteren Gewindes dem Gewindegang des Innengewindes (5) der Durchführungsöffnung (4) entgegengerichtet ist.
Sicherungs- oder Stoppmutter (1) nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Innengewinde (5) der Durchführungsöffnung (4) ein Rechtsgewinde und das weitere Gewinde (9) ein Linksgewinde ist.
Sicherungs- oder Stoppmutter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schräge Seitenfläche der Vertiefung (6) und/oder eine Auflagefläche (12) des Sicherungseinsatzes (7) in der Vertiefung (6) mindestens ein, radial nach innen gerichtetes, dornenähnlich ausgebildetes Element als Formschlusselement aufweist.
Sicherungs- oder Stoppmutter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungseinsatz (7) vor einer Montage zunächst radial zusammengepresst wird, anschließend in die Vertiefung (6) eingesetzt wird, damit sich dann das Sicherungselement (7) nach dem Einsetzen des Sicherungseinsatzes (7) wieder in seinen Ursprungszustand ausdehnt, so dass die Außenumfangsfläche (11) des Sicherungseinsatzes (7) mit dem Formschlusselement (9) in Eingriff tritt.
Sicherungs- oder Stoppmutter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Sicherungseinsatzes (7) kleiner ist als der Durchmesser des Innengewindes (5) der Durchführungsöffnung (4).
Sicherungs- oder Stoppmutter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mutterkörper (2) der Sicherungs- oder Stoppmutter (1) aus Metall oder Kunststoff gefertigt ist.
Sicherungs- oder Stoppmutter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (7) aus Gummi oder Kunststoff, insbesondere aus Polyamid, gefertigt ist.