DE202022001776U1 - trapezoidal sheet metal fastening - Google Patents

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Abstract

Befestigungssystem zum Befestigen von Bauteilen auf einem Trapezblechdach dadurch gekennzeichnet, dass eine Gewindestange 2 ein Trapezblech 5 an einer horizontalen oberen Fläche des Trapezbleches 5 durchdringt und über dem Trapezblech 5 mit einem Befestigungselement 1 verbunden ist und an der Unterseite des Trapezbleches 5 ein Basiselement 8 angeordnet ist, das sowohl mit der Gewindestange 2 als auch mit dem Trapezblech 5 verbunden ist.

Figure DE202022001776U1_0000
Fastening system for fastening components on a trapezoidal sheet metal roof, characterized in that a threaded rod 2 penetrates a trapezoidal sheet metal 5 on a horizontal upper surface of the trapezoidal sheet metal 5 and is connected to a fastening element 1 above the trapezoidal sheet metal 5 and a base element 8 is arranged on the underside of the trapezoidal sheet metal 5 , which is connected to both the threaded rod 2 and the trapezoidal sheet 5.
Figure DE202022001776U1_0000

Description

Technisches Gebiettechnical field

Als wirtschaftliche Bauweise von Dächern für viele gewerbliche Bauten hat sich eine Konstruktion durchgesetzt, bei der ein Trapezblechprofil den statisch tragenden Teil übernimmt, darüber eine Dämmlage liegt und der Dachaufbau nach oben durch eine Polymerfolie oder Bitumenbahnen als wasser- und winddichte Lage abgeschlossen wird. Regelmäßig stellt sich die Aufgabe, auf derartigen Dachaufbauten Aufbauten sicher zu befestigen. Als Beispiele sind hier Lüftungs- und Klimageräte oder Solarpanels genannt.A construction has become established as an economical way of roofing for many commercial buildings, in which a trapezoidal sheet metal profile takes over the statically load-bearing part, with an insulating layer on top and the roof structure is closed off at the top with a polymer film or bitumen sheeting as a waterproof and windproof layer. The task of securely attaching structures to such roof structures regularly arises. Ventilation and air conditioning units or solar panels are mentioned here as examples.

Stand der Technik, Mängel, ProblemeState of the art, defects, problems

Um das Durchdringen der Dachhaut zu vermeiden, werden oftmals Befestigungssystem auf Dächern eingesetzt, bei denen nur eine reibschlüssige Verbindung zwischen Dach und dem darauf befindlichen Aufbau besteht. Das hat den Vorteil, dass ein Durchdringen der Dachhaut entfällt, es hat aber auch den Nachteil, dass insbesondere horizontale Windkräfte nur durch die Reibung zwischen der Dachhaut und den Kontaktflächen der Aufbauten aufgenommen werden können und bei starken Windböen immer die Gefahr des Verrutschens und Umkippens von derart befestigten Dachaufbauten besteht. Oftmals werden so befestigte Dachaufbauten extra beschwert, um die Sicherheit gegen Windböen zu erhöhen. Das erhöht natürlich die Belastung des Daches und kann bei begrenzter Dachbelastbarkeit oftmals nicht angewandt werden. Andere Befestigungsarten basieren auf einer formschlüssigen Verbindung mit dem Trapezblech, was das Durchdringen der Dachhaut und der Isolierschicht bedingt. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung einer die Dachhaut durchdringende Befestigungsart ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung.In order to avoid penetrating the roof skin, fastening systems are often used on roofs where there is only a frictional connection between the roof and the structure on it. This has the advantage that there is no penetration of the roof skin, but it also has the disadvantage that horizontal wind forces in particular can only be absorbed by the friction between the roof skin and the contact surfaces of the superstructure and there is always a risk of slipping and tipping over in strong gusts of wind roof structures fastened in this way. Roof structures attached in this way are often weighed down to increase security against gusts of wind. Of course, this increases the load on the roof and often cannot be used with limited roof loading capacity. Other types of fastening are based on a positive connection with the trapezoidal sheet metal, which requires penetration of the roof skin and the insulating layer. A particularly advantageous embodiment of a type of fastening that penetrates the roof skin is the subject of the present invention.

Ausführungsbeispiel, Beschreibungexample, description

Trapezbleche sind dünnwandig und daher nur bedingt zur Einleitung von Kräften geeignet. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist an drei Positionen mit dem Trapezblech verbunden und leitet dort die Kräfte so ein, dass die Tragfähigkeit des Trapezbleches optimal genutzt wird.Trapezoidal sheets are thin-walled and therefore only suitable for the introduction of forces to a limited extent. The configuration according to the invention is connected to the trapezoidal sheet metal at three positions and introduces the forces there in such a way that the load-bearing capacity of the trapezoidal sheet metal is used optimally.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird von einem bekannten Befestigungselement 1 ausgegangen, wie es beispielsweise aus der EP 3792416 bekannt ist. 1 zeigt eine im Folgenden beschriebene bevorzugte erfindungsgemäße Ausführung. Das Befestigungselement 1 überbrückt den Isolieraufbau auf dem Trapezblech 5. Die erfindungsgemäße Lösung besteht aus einer Gewindestange 2, die das Befestigungselement 1 mit der Unterlegscheibe 3 und der Mutter 4 auf dem Trapezblech 5 hält. In the solution according to the invention it is assumed that a known fastener 1, as for example from the EP3792416 is known. 1 shows a preferred embodiment according to the invention described below. The fastening element 1 bridges the insulating structure on the trapezoidal sheet metal 5. The solution according to the invention consists of a threaded rod 2 which holds the fastening element 1 with the washer 3 and the nut 4 on the trapezoidal sheet metal 5.

Oben im Befestigungselement 1 sind eine Druckscheibe 6 und eine Mutter 7 angeordnet. Die Gewindestange 2 ist so lang, dass sie über die Unterseite des Trapezbleches 5 herausragt. Unter dem Trapezblech 5 ist ein Basiselement 8 angeordnet, das mit Schrauben 9 an der Unterseite des Trapezbleches 5 angeschraubt ist. In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführung handelt es sich bei den Schrauben 9 um Blechtreibschrauben. In einer anderen bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführung handelt es sich bei den Schrauben 9 um selbstbohrende Schrauben. In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführung besteht das Basiselement 8 aus einem gekanteten Blechteil. Durch eine Bohrung 10 des Basiselements 8 ist die Gewindestange 2 geführt und wird dort mit den Muttern 11 und den Unterlegscheiben 12 verschraubt. Die Verbindung der erfindungsgemäßen Konstruktion mit dem bauseits vorhandenen Trapezblech 5 geschieht also an drei Positionen, zweimal an der Trapezblechunterseite mit den Schrauben 9 und dem Basiselement 8, einmal an der Trapezblechoberseite mit der Gewindestange 2, dem Befestigungselement 1, Unterlegscheibe 3 und Mutter 4.A thrust washer 6 and a nut 7 are arranged at the top of the fastening element 1 . The threaded rod 2 is so long that it protrudes over the underside of the trapezoidal sheet 5. A base element 8 is arranged under the trapezoidal sheet 5 and is screwed to the underside of the trapezoidal sheet 5 with screws 9 . In a preferred embodiment of the invention, the screws 9 are self-tapping screws. In another preferred embodiment of the invention, the screws 9 are self-drilling screws. In a preferred embodiment according to the invention, the base element 8 consists of a bent sheet metal part. The threaded rod 2 is passed through a bore 10 in the base element 8 and is screwed there to the nuts 11 and the washers 12 . The connection of the construction according to the invention with the on-site trapezoidal sheet 5 takes place at three positions, twice on the underside of the trapezoidal sheet with the screws 9 and the base element 8, once on the upper side of the trapezoidal sheet with the threaded rod 2, the fastening element 1, washer 3 and nut 4.

Trapezbleche als Dach werden häufig geneigt eingebaut, siehe 2. Soll die Gewindestange 2 nicht im Winkel eines geneigten Trapezbleches, sondern exakt senkrecht eingebaut werden, so wird das Basiselement 8 in einer Position eingebaut, in der die Bohrung 10 exakt senkrecht mit der Bohrung im Trapezblech 5 fluchtet. Um den Winken zwischen Trapezblech 5 und Gewindestange 2 sowie zwischen Basiselement 8 und Gewindestange 2 auszugleichen, werden in einer erfindungsgemäßen Ausführung Keilelemente 13 eingesetzt. 2 zeigt Keilelemente 13 unter den Muttern 11 an der Gewindestange 2 sowie unter der Muttern 4 an der Gewindestange 2 sowie zwischen Trapezblech 5 und Befestigungselement 1. 3 zeigt Keilelemente 13 zwischen Basiselement 8 und Trapezblech 5 sowie zwischen Mutter 4 und Trapezblech 5 sowie am Befestigungselement 1. In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführung gemäß 4 werden Kugelscheiben 14 und Kegelpfannen 15 anstatt der Unterlegscheiben 3 und 12 eingesetzt. In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung gemäß 5 werden Kegelpfannen 14 mit dazu passenden Muttern mit einer gerundeten Stirnfläche 16 eingesetzt.Trapezoidal sheets as a roof are often installed at an angle, see 2 . If the threaded rod 2 is not to be installed at the angle of an inclined trapezoidal sheet, but rather exactly vertically, the base element 8 is installed in a position in which the bore 10 is exactly perpendicular to the bore in the trapezoidal sheet 5 . In order to compensate for the angle between the trapezoidal sheet metal 5 and the threaded rod 2 and between the base element 8 and the threaded rod 2, wedge elements 13 are used in an embodiment according to the invention. 2 shows wedge elements 13 under the nuts 11 on the threaded rod 2 and under the nuts 4 on the threaded rod 2 and between trapezoidal sheet metal 5 and fastening element 1. 3 shows wedge elements 13 between the base element 8 and the trapezoidal sheet metal 5 and between the nut 4 and the trapezoidal sheet metal 5 and on the fastening element 1. In another embodiment according to the invention 4 spherical washers 14 and conical sockets 15 are used instead of washers 3 and 12. In a further embodiment according to the invention 5 Conical sockets 14 with matching nuts with a rounded end face 16 are used.

Erfindungsgemäß können die Keilelemente 13 als zweiteilig ausgeführt sein, wobei sie mit zwei Keilflächen aufeinanderliegen und durch das gegenseitige Verdrehen sowohl die Größe des Winkels als auch die Orientierung, in welche die Winkelneigung gerichtet ist, eingestellt werden können.According to the invention, the wedge elements 13 can be designed in two parts, whereby they lie on top of one another with two wedge surfaces and both the size of the angle and the orientation in which the angular inclination is directed can be adjusted by rotating them against one another.

In einer weiteren bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführung wird nach der Montage von Gewindestange 2 und Basiselement 8 auf das obere Ende der Gewindestange 2 eine Bohrerführung 17 befestigt, siehe 6. In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführung ist die Bohrerführung 17 ein zylindrischer Stab, der unten ein Innengewinde hat, das zum Gewinde der Gewindestange 2 passt. Die Bohrerführung 17 ist so lang, dass sie über den Dachaufbau 18 hinausragt. Die Bohrerführung führt einen Bohrer 19 so, dass der Bohrer 19 beim Erzeugen einer Bohrung im Dachaufbau 18 für das Befestigungselement 1 diese Bohrung genau konzentrisch zur Gewindestange 2 erzeugt. Nach dem Herstellen der Bohrung und vor der Platzierung des Befestigungselements 1 wird die Bohrerführung 17 wieder entfernt und kann für die nächste Bohrung verwendet werden. In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführung besteht der Bohrer 19 aus einer Hohlbohrkrone 20 und einer dazu konzentrisch angeordneten Hülse 21, deren Innendurchmesser mit ausreichend Spiel zum Außendurchmesser der Bohrerführung 17 passt.In a further preferred embodiment of the invention, after the assembly of the threaded rod 2 and the base element 8, a drill guide 17 is attached to the upper end of the threaded rod 2, see FIG 6 . In a preferred embodiment of the invention, the drill guide 17 is a cylindrical rod which has an internal thread at the bottom which matches the thread of the threaded rod 2 . The drill guide 17 is so long that it projects beyond the roof structure 18. The drill guide leads a drill 19 in such a way that the drill 19 produces this drill hole exactly concentrically to the threaded rod 2 when producing a drill hole in the roof structure 18 for the fastening element 1 . After the hole has been made and before the fastening element 1 is placed, the drill guide 17 is removed again and can be used for the next hole. In a preferred embodiment according to the invention, the drill 19 consists of a hollow drill bit 20 and a sleeve 21 arranged concentrically thereto, the inner diameter of which fits the outer diameter of the drill guide 17 with sufficient clearance.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung wird am unteren Ende der Gewindestange 2 ein Ausrichtelement 22 aufgeschraubt, das eine oder mehrere mit Flüssigkeit und Luftblase sowie Markierungen versehene Libellen enthält und damit die Winkellage der Gewindestange 2 zur Vertikalen während der Montage anzeigt, siehe 6. Insbesondere bei geneigten Dachkonstruktionen kann die genaue vertikale Lage der Gewindestange 2 durch Verschieben des Basiselements 8 vor dessen Fixierung mit den Schrauben 9 hergestellt werden. Nach dem Montagevorgang kann das Ausrichtelement 22 von der Gewindestange 2 abgeschraubt werden und zur Montage an weiteren Positionen weiterverwendet werden.In a further embodiment according to the invention, an alignment element 22 is screwed onto the lower end of the threaded rod 2, which contains one or more levels provided with liquid and air bubbles as well as markings and thus indicates the angular position of the threaded rod 2 to the vertical during assembly, see 6 . Particularly in the case of sloping roof constructions, the exact vertical position of the threaded rod 2 can be established by moving the base element 8 before it is fixed with the screws 9 . After the assembly process, the alignment element 22 can be unscrewed from the threaded rod 2 and reused for assembly at other positions.

BezugszeichenlisteReference List

11
Befestigungselementfastener
22
Gewindestangethreaded rod
33
Unterlegscheibewasher
44
Muttermother
55
Trapezblechtrapezoidal sheet metal
66
Druckscheibethrust washer
77
Muttermother
88th
Basiselementbase element
99
Schraubescrew
1010
Bohrung im BasiselementHole in the base element
1111
Muttermother
1212
Unterlegscheibewasher
1313
Keilelementwedge element
1414
Kugelscheibespherical disk
1515
Kegelpfannecone pan
1616
Mutter mit gerundeter StirnflächeNut with rounded face
1717
Bohrerführungdrill guide
1818
Dachaufbauroof structure
1919
Bohrerdrill
2020
Hohlbohrkronecore bit
2121
Hülsesleeve
2222
Ausrichtelementalignment element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • EP 3792416 [0004]EP 3792416 [0004]

Claims (14)

Befestigungssystem zum Befestigen von Bauteilen auf einem Trapezblechdach dadurch gekennzeichnet, dass eine Gewindestange 2 ein Trapezblech 5 an einer horizontalen oberen Fläche des Trapezbleches 5 durchdringt und über dem Trapezblech 5 mit einem Befestigungselement 1 verbunden ist und an der Unterseite des Trapezbleches 5 ein Basiselement 8 angeordnet ist, das sowohl mit der Gewindestange 2 als auch mit dem Trapezblech 5 verbunden ist.Fastening system for fastening components on a trapezoidal sheet metal roof , characterized in that a threaded rod 2 penetrates a trapezoidal sheet metal 5 on a horizontal upper surface of the trapezoidal sheet metal 5 and is connected to a fastening element 1 above the trapezoidal sheet metal 5 and a base element 8 is arranged on the underside of the trapezoidal sheet metal 5 , which is connected to both the threaded rod 2 and the trapezoidal sheet 5. Befestigungssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass an der Stelle der Durchdringung des Trapezblechs 5 das Trapezblech zwischen Befestigungselement 1 und einer Mutter 4 mit oder ohne einer Unterlegscheibe 3 geklemmt wird, wobei Mutter 4 und Unterlegscheibe 3 unter dem Trapezblech 5 auf der Gewindestange 2 angeordnet sind.fastening system claim 1 characterized in that at the point of penetration of the trapezoidal sheet 5, the trapezoidal sheet is clamped between the fastening element 1 and a nut 4 with or without a washer 3, with the nut 4 and washer 3 being arranged under the trapezoidal sheet 5 on the threaded rod 2. Befestigungssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement 8 an den beiden unteren horizontalen links und rechts von der Gewindestange 2 liegenden Flächen des Trapezblechs 5 mit diesem verbunden ist und dass diese Verbindungen Schraubverbindungen sind.fastening system claim 1 characterized in that the base element 8 is connected to the two lower horizontal surfaces of the trapezoidal sheet metal 5 lying to the left and right of the threaded rod 2 and that these connections are screw connections. Befestigungssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindestange 2 durch eine Bohrung 10 im Basiselement 8 ragt und das Basiselement 8 durch Muttern 11 mit oder ohne Unterlegscheiben 12, die auf der Gewindestange 2 angeordnet sind, geklemmt wird.fastening system claim 1 characterized in that the threaded rod 2 protrudes through a bore 10 in the base element 8 and the base element 8 is clamped by nuts 11 with or without washers 12 arranged on the threaded rod 2. Befestigungssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass es sich nicht um ein Trapezblechdach handelt, sondern um ein Dach mit einer anderen Profilform.fastening system claim 1 characterized in that it is not a trapezoidal sheet metal roof, but a roof with a different profile shape. Befestigungssystem nach Anspruch 1 und 5 dadurch gekennzeichnet, dass es sich nicht um Dach handelt, sondern dass das Profil an einer vertikalen oder geneigten Wand angebracht ist oder selbst eine vertikale oder geneigte Wand bildet.fastening system claim 1 and 5 characterized in that it is not a roof but the profile is attached to a vertical or sloping wall or itself forms a vertical or sloping wall. Befestigungssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Trapezblech 5 in einem geneigten Winkel zur Gewindestange 2 angeordnet ist und Keilelemente 13 zwischen dem Basiselement 8 und dem Trapezblech 5 sowie zwischen der Mutter 4 und dem Trapezblech 5 sowie zwischen Trapezblech 5 und Befestigungselement 1 angeordnet sind.fastening system claim 1 characterized in that the trapezoidal sheet 5 is arranged at an inclined angle to the threaded rod 2 and wedge elements 13 are arranged between the base element 8 and the trapezoidal sheet 5 and between the nut 4 and the trapezoidal sheet 5 and between the trapezoidal sheet 5 and fastening element 1. Befestigungssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Trapezblech 5 in einem geneigten Winkel zur Gewindestange 2 angeordnet ist und Keilelemente 13 zwischen dem Basiselement 8 und den Muttern 11 sowie zwischen der Mutter 4 und dem Trapezblech 5 sowie zwischen Trapezblech 5 und Befestigungselement 1 angeordnet sind.fastening system claim 1 characterized in that the trapezoidal sheet 5 is arranged at an inclined angle to the threaded rod 2 and wedge elements 13 are arranged between the base element 8 and the nuts 11 and between the nut 4 and the trapezoidal sheet 5 and between the trapezoidal sheet 5 and fastening element 1. Befestigungssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Trapezblech 5 in einem geneigten Winkel zur Gewindestange 2 angeordnet ist und zwischen den Muttern 11 und dem Basiselement 8 Kugelscheiben 14 und Kegelpfannen 15 angeordnet sind, sowie dass zwischen der Mutter 4 und dem Trapezblech 5 eine Kugelscheibe 14 und eine Kegelpfanne 15 angeordnet sind sowie dass zwischen Trapezblech 5 und Befestigungselement 1 ein Keilelement 13 angeordnet ist.fastening system claim 1 characterized in that the trapezoidal sheet 5 is arranged at an inclined angle to the threaded rod 2 and between the nuts 11 and the base element 8 spherical washers 14 and conical sockets 15 are arranged, and in that between the nut 4 and the trapezoidal sheet 5 a spherical washer 14 and a conical socket 15 are arranged and that between trapezoidal sheet metal 5 and fastener 1, a wedge element 13 is arranged. Befestigungssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Trapezblech 5 in einem geneigten Winkel zur Gewindestange 2 angeordnet ist und die Muttern auf der Gewindestange 2 am Basiselement 8 als Muttern mit gerundeter Stirnfläche 16 ausgebildet sind und die gerundeten Stirnflächen der Muttern 16 auf Kegelpfannen 15 aufliegen, die zwischen den Muttern 16 und dem Basiselement 8 angeordnet sind, sowie dass die Mutter auf der Gewindestange 2 am Trapezblech 5 als Mutter mit gerundeter Stirnfläche 16 ausgebildet ist, und die gerundete Stirnfläche dieser Mutter 16 auf einer Kegelpfanne 15 aufliegt, die zwischen der Mutter 16 und dem Trapezblech 5 angeordnet ist sowie dass zwischen Trapezblech 5 und Befestigungselement 1 ein Keilelement 13 angeordnet ist.fastening system claim 1 characterized in that the trapezoidal sheet metal 5 is arranged at an inclined angle to the threaded rod 2 and the nuts on the threaded rod 2 on the base element 8 are designed as nuts with a rounded end face 16 and the rounded end faces of the nuts 16 rest on conical sockets 15 which are located between the nuts 16 and the base element 8 are arranged, and that the nut on the threaded rod 2 on the trapezoidal sheet metal 5 is designed as a nut with a rounded end face 16, and the rounded end face of this nut 16 rests on a conical socket 15 which is located between the nut 16 and the trapezoidal sheet metal 5 is arranged and that between trapezoidal sheet metal 5 and fastener 1, a wedge element 13 is arranged. Befestigungssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Keilelemente 13 mindestens aus zwei keilförmigen Scheiben bestehen, bei denen sich durch Verdrehen zueinander der Keilwinkel stufenlos einstellen lässt.fastening system claim 1 characterized in that one or more wedge elements 13 consist of at least two wedge-shaped disks, in which the wedge angle can be infinitely adjusted by turning them relative to one another. Befestigungssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass auf dem unteren Ende der Gewindestange 2 ein Ausrichtelement 22 angeordnet ist, das Anzeigeelemente enthält, die die Lage der Gewindestange zur Vertikalen anzeigen.fastening system claim 1 characterized in that on the lower end of the threaded rod 2 there is arranged an alignment element 22 which contains indicators which indicate the position of the threaded rod relative to the vertical. Befestigungssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass auf dem oberen Ende der Gewindestange 2 vor der Montage des Befestigungselements 1 eine Bohrerführung 17 angeordnet ist, die einen Bohrer 19 beim Bohren der Bohrung in den Dachaufbau 18 für das Befestigungselement 1 exakt konzentrisch und achsparallel zur Gewindestange 2 führt.fastening system claim 1 characterized in that a drill guide 17 is arranged on the upper end of the threaded rod 2 before the mounting of the fastening element 1, which guides a drill 19 when drilling the hole in the roof structure 18 for the fastening element 1 exactly concentrically and axially parallel to the threaded rod 2. Befestigungssystem nach Anspruch1 dadurch gekennzeichnet, dass anstatt der Gewindestange 2 ein anderes stab- oder rohrförmiges Element verwendet wird, dass durch form- oder reibschlüssige Verbindungen mit dem Basiselement 8, dem Trapezblech 5 und dem Befestigungselement 1 verbunden wird.Fastening system according to Claim 1, characterized in that instead of the threaded rod 2, another rod-shaped or tubular element is used that is shaped or rubbed positive connections with the base element 8, the trapezoidal sheet metal 5 and the fastening element 1 is connected.
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