DE2546890A1 - Montage- und schutzorgan bei kraftmessungs- oder wiegevorrichtungen - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DiPL-ING. LUDEWIG · dipl-phys. BUSE · dipl-phys. MENTZEL

WUPPERTAL 2 · UNTERDORNEN 114 · RUF (02121) 553611/12

Firma S.E.G. Instrument AB, Vällingby (Schweden)

Montage- und Schutzorgan bei Kraftmessungs- oder Wiegevorrichtungen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Montage- und Schutzorgan gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 zur Verwendung in Kraftmessungs- oder Wiegevorrichtungen. Die Vorrichtung umfaßt Teile, die zwischen dem Lastträger und seinem Fundament in den Punkten placiert werden, wo die Last via lastübertragende Organe auf das Fundament übertragen und gleichzeitig gemessen wird. Sie hat einerseits zum Zweck, die Montage des Lastträgers und dessen lastübertragenden Organs zu erleichtern und andererseits einen Begrenzer für Seitenverschiebungen senkrecht zur Wirkungslinie der Last bei dem Lastträger zu bilden. Solche Seitenverschiebungen entstehen z.B. aufgrund störender Horizontalkräfte auf eine Waagenbrücke .

Um z.B. ein Objekt zu wiegen, wird dieses auf einem Lastträger (V/aagenschale) placiert, dessen Gesamtlast auf die Umgebung (das Fundament) via lastübertragender Organe übertragen wird. Diese können aus Lastmeßgebern bestehen, die die abgetastete Last zu einem Signal umformen, dessen Größe ein Maß für das Gewicht ist. Wenn der Lastträger dem Gewicht des Objekts ausgesetzt wird, wird er deformiert, und diese Deformationen rufen Seitenverschiebungen und Winkeländerungen bei den Befestigungspunkten des lastübertragenden Organs hervor. Falls die Deformationen verhindert werden, entstehen stattdessen entsprechende Seitenkräfte und Momente in diesen Punkten.

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Um die letztere zu vermeiden, werden die las tube rtragenden Organe in den erwähnten Richtungen oft nachgiebig ausgeführt. Eine Mehrzahl von Vorrichtungen mit dieser Eigenschaft ist bekannt, vergl. das US-Patent 2 962 275, die schwedischen Patente 341 277 und 366 116.

Bei der Montage der lastübertragenden Organe ist es schwer, sie in die richtige Lage zu placieren, d.h. so, daß in ihrer Ruhelage, ehe Last auf das Objekt gelegt wird, diese eine Hauptrichtung haben, die irit der firkungs richtung der aufgelegten Last zusammenfällt.

Aufgrund der Nachgiebigkeit der lastübertragende-n Organe für Verschiebungen und Winke län de run gen v/erden Haltevorrichtungen erforderlich, die die Bewegung bei exzeptionellen Verhältnissen auf zugelassene Nerte beschränken, z.B. dann, wenn das Objekt ein Fahrzug ist, dessen Massenkräfte Oeim Abbremsen auf den Lastträger - die Waagenbrücke - einwirken. Es ist bekannt, daß solche Bewegungen nit Haltebeschlägen aufgenommen v/erden, die eine gewisse Bewegung wie beim Gegenstand des schwedischen Patentes 341 277 erlauben oder mit zur Wirkungsrichtung der Meßlast senkrecht placierten Stützen wie beim Gegenstand des US-Patentes 2 962 275. Solche Vorrichtungen sind jedoch schwer zu justieren, um die Ruhelage des Lastträgers korrekt beizubehalten.

Der Gegen tand des schwedischen Patentes 341 277 hat somit einen Haltebeschlag, aber es ist nicht beabsichtigt, diesen als ein Organ zur Erleichterung der richtigen Montage der lastübertragenden Einheit auf den Lastträger einzusetzen. Diese Vorrichtung besteht aus einem an den Lastgeber lastübertragenden Teil, der für Seitenbewegungen nachgiebig ist, wobei die Bewegungen auch von einer Anschlagvorrichtung begrenzt sind. Sie verursacht jedoch

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eine umständliche Montage des Lastgebers, da sie den Lastgeber umschließt, damit der Oberteil der Vorrichtung stabile Lagen einnehmen kann.

Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, die Probleme zu lösen, die bei der Montage und der Verwendung von lastübertragenden und gleict zeitig seitennachgiebigen, lastabtastenden Vorrichtungen vorhanden sind.

Die Probleme werden dadurch gelöst, daß das Montage- und Schutzorgan gemäß der Erfindung die im Anspruch 1 angegebenen Kennzeichen erhält.

Gemäß der Erfindung werden zwei bei der Messung mit dem lastübertragenden Organ in Kontakt befindliche Teile verwendet, von welchen der eine Teil außerdem mit dem Lastträger und der zweite Teil mit dem Fundament für den Lastträger verbunden ist. Kennzeichnend ist, daß die zwei Teile in unterschiedliche Lagen gebracht werden können, derart, daß sie wenigstens zwei Positionen zueinander in der Lastübertragungsrichtung einnehmen können. In einer derselben ist ihre gegenseitige Position in einer solchen Lage in der zur Wirkungsrichtung der Last senkrechten Ebene fixiert, die man wünscht, daß das lastübertragende Organ als Ausgangslage bei der Messung haben soll. In einer anderen Position, die evtl. mit der oben beschriebenen Position zusammenfällt, ist diese so gewählt, daß das lastübertragende Organ in die Vorrichtung eingeführt oder aus derselben herausgenommen werden kann. Außerdem können die Teile in eine solche Position zueinander in der obenerwähnten Richtung gebracht werden, daß sie in der zu dieser Pd.chtung senkrechten Ebene frei beweglich sind, was bei Lastmessungen erforderlich ist, wobei aber die Beweglichkeit von Haltevorrichtungen auf geeignete, vorausbestimmte Werte beschränkt ist.

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Diese technischen Effekte können durch verschiedene Ausgestaltungen erzielt werden, die sowohl der Größe der Meßlast und damit äer Ausgestaltung des Lastabtasters als auch der Ausgestaltung des Lastträgers angepaßt v/erden.

Uine Beispiele von Ausgestaltungen werden in Fig. 1 bis 12 gezeigt.

Fig. 1 bis 6 zeigen eine Ausgestaltung, die einem solchen Einbau angepaßt ist, der eine niedrige Bauböhe erfordert,

Fig. 7 bis 1o zeigen Ausgestaltungen, welche Lastträgern

bestehend aus von Beinen getragenen Behältern, angepaßt sind, die lastübertragende Teile ausmachen ,

Fig. 11 u. 12 zeigen eine Ausgestaltung, die beabsichtigt ist, unter Lastträgern mit einer hauptsächlich ebenen Unterseite, wie liegende Tanks oder Plattformen, placiert zu sein.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung mit der lastübertragenden Vorrichtung zur Messung montiert. Der obere Teil 1 besteht aus einer Konsole, die an dem Lastträger 2 mit Schrauben 3 befestigt ist. In der Oberseite der Konsole 1 sind zwei Bohrungen 4 vorhanden. Der Oberteil 1 ruht auf der lastübertragenden Vorrichtung 5, 6, 7, die aus zwei Distanzplatten 5 besteht, zwischen denen der Lastmeßgeber 6, der die Last abtastet und sie in z.B. ein elektrisches Signal umformt, placiert ist. Die Ober- und Unterseiten desselben haben sphärische Oberflächen 7, die auf den Auflageflächen der Distanz-

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platten 5 rollen können und dadurch Verschiebungen der Konsole 1 im Verhältnis zum Unterteil 8 nachgebend sind. Durch Anpassung der Radien der sphärischen Oberflächen 7 im Verhältnis zu der Höhe des Lastmeßgebers 6, d.h. zu dem Abstand zwischen den Distanzplatten 5, kann die Vorrichtung selbstaufrichtend gehalten werden, d.h. sie ist bestrebt, eine Position einzunehmen, die der Angriffslinie der Meßlast folgt. Sie ist folglich statisch stabil. Wie dies zu erreichen ist, wird in einer besonderen Ausführung einer solchen Anordnung gezeigt, die im schwedischen Patent 366 116 näher beschrieben ist.

Der Unterteil 8 der Vorrichtung ist mit zwei Säulen 9 versehen, in deren Oberteil jeweils ein Gewinde für eine Mutter 1o angeordnet ist. Oberhalb dieses Gewindeteils hat jede Säule 9 einen Zapfen 11, dessen Durchmesser so gehalten ist, daß sich ein Spiel relativ zu den Begrenzungswandungen der Bohrung 4 im Oberteil 1 ergibt.

In derjenigen Lage der Teile der Vorrichtung, wie sie Fig. 1 zeigt, sind daher horizontale Verschiebungen der Konsole 1 im Bezug auf den Unterteil 8 möglich und zwar in dem Maße, wie es das Spiel zwischen dem Zapfen 11 und der Bohrung 4 zuläßt. Wenn die Konsole 1 so verschoben wird, daß die Begrenzungswandüngen der Bohrungen 4 die Zapfen 11 kon talc tieren, wird eine weitere Bewegung gestoppt und die Seitenlast, die dabei entsteht, wird auf die Unterlage 12 übertragen.

Bei der Montage des Lastträgers 2 und der lastübertragenden Teile wird zuerst die Konsole 1 an dem Lastträger 2 befestigt. Danach wird der Unterteil 8 so placiert, daß Ansätze 1oa der Mutter 1o in

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in die Bohrungen 4 passend eingreifen, wobei diese Teile, wie in der Fig. 3 gezeigt wird, fixiert sind. In solchen Fällen, in denen Vorrichtungen gemäß der Erfindung unter mehreren Stützpunkten placiert werden sollen, v/erden sämtliche montiert, und. der Lastträger steht dann stabil und kann in die richtige Position eingestellt werden, wobei der Unterteil 8 mitfolgt. In dieser Lage des Lastträgers kann der Unterteil 8 auf der Unterlage 12 fixiert werden.

Der nächste Schritt der ITontage geht aus der Fig. 4 hervor; danach ist die Position des Lastträgers in senkrechter Pachtung mit Hilfe der .Muttern 1o so'weit erhöht worden, daß der Lastgeber 5,6, 7 mit dem Distanzplatten 5 von der Seite her eingeschoben werden kann. Es sei ausdrücklich bemerkt, daß die Teile 1 und 8 auch bei dieser Position aufeinander fixiert sind. Zweckmäßig ist es, die Unterseite des oberen Teils 1 und die Oberseite des unteren Teils 8 mit Ausnehmungen zu versehen, die das Einbringen der Distanzplatten 5 des Lastgebers in die gewünschte Position, d.h. genau übereinander erleichtern. Diese Ausnehmungen sind der Einfachheit halber in den Figuren der Zeichnung fortgelassen.

Nachdem der Lastmeßgeber 6 an seinen Platz gemäß Fig. 5 gebracht worden ist, kann der obere Teil 1 der Vorrichtung dadurch gesenkt v/erden, daß die Muttern 1o gegen den Anschlag heruntergeschraubt v/erden. Der Lastmeßgeber übernimmt dann die Last und der vorerwähnte Spielraum für Seitenverschiebungen entsteht, wie aus Fig. 6 hervorgeht. Falls es gewünscht ist, den Lastmeßgeber zu demontieren, kann dies dadurch geschehen, daß die Muttern 1o wieder so weit hochgeschraubt werden, daß ihr Ansatz 1oa in die Bohrungen eingreift. Beim weiteren Anheben übernehmen die Muttern 1o die Last und es entsteht ein genügend großer Zwischenraum zwischen den Distanzplatten 5 und der Konsole 1. .

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Gemäß der Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 7 und 8 ist der in dem Lastträger befestigte Teil 13 mit dem lastübertragenden Teil - dem Bein 14 - des Lastträgers integriert, d.h. er macht einen Teil desselben aus. In dem Teil 13 ist eine kreisförmige Nut 15 angebracht, deren Boden 16 in einer Spitze ausläuft, An seiner Oberseite hat der Teil 13 ein Gewindeloch 17, durch welches ei^e Möglichkeit zur Justierung der gegenseitigen Lage zwischen dem Teil 13 und dem Bein 14 dadurch entsteht, daß das Bein 14 mit einem äußeren Gewinde 18 versehen ist. Symmetrisch unter dem ©eil 13 ist ein seitlich beweglicher Lastmeßgeber 19 placiert, der via einer Platte 2o die Keßlast auf eine Unterlage

21 überträgt. In der Platte 2o ist ein rohrförmiger Zylinder 22 starr eingesetzt, der einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Etwa ein Drittel des Umfangs des rohrförmigen Zylinders 22 ist entfernt, wie aus Fig. 8 hervorgeht. Durch den entfernten Teil des Zylinders 22 entsteht die öffnung, die für die Montage des Lastmeßgebers 19 erforderlich ist. Das obere Ende des Zylinders

22 läuft in eine Spitze 23 aus, wobei der Durchmesser dieser Spitze 23 etwa gleich dem des spitz zulaufenden Bodens 16 der Nut 15 ist.

Um die Teile 13 und 22 in verschiedene Positionen zueinander in der Richtung der Meßlast bringen zu können, sind drei Stellbolzen 24 vorhanden, deren Köpfe 25 zugespitzt und deren Schraubteile in Beschläge 26 eingeschraubt sind, welche in dem Zylinder starr befestigt sind.

Bei der Montage des Lastträgers und des lastübertragenden Teils wird der Teil 13 auf den Zylinder 22 gestellt, wobei, wenn die Stellbolzen 24 sich in ihrer untersten Lage befinden, die Nut mit ihrem spitz zulaufenden Boden 16 die ebenfalls angespitzte Oberseite 23 des Zylinders 22 in einer eindeutigen Lage in der

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Horizontalebene fixiert. Wenn die Vorrichtung in der gewünschten Lage auf der Unterlage 21 placiert worden ist, werden der lastübertragende Teil 14 (das Bein) und der Teil 13 dadurch angehoben, daß die Stellbolzen 24 so weit hochgeschraubt werden, daß ihre Spitzen 25 gegen den Teil 13 gepreßt werden. Die Spitzen werden dabei in das Material des Teiles 13 eingepreßt und die Lage in der Horizontalrichtung zwischen den Teilen 13 und 22 wird auch dann beibehalten, wenn diese voneinander so weit entfernt worden sind, daß der Lastmeßgeber 19 eingeführt werden kann. Die Unterseite des Teiles 13 und die Oberseite der Platte 2o haben vorteilhaft konzentrisch angeordnete Ausnehmungen, die derart aufeinander abgepaßt sind, daß sie den Lastmeßgeber 19 an seinen Platz seitlich einsteuern. Diese Ausnehmungen sind nicht in den Figuren gezeigt. Falls die Stellbolzen 24 wieder in den Beschlagen 26 heruntergeschraubt werden, übernimmt der Lastmeßgeber 19 die Lastübertragung. Durch eine geeignete Anpassung der Höhen des Zylinders 22 und des Lastmeßgebers 19 werden die Wut 15 und der Oberteil des Zylinders 22 seitlich ein Spiel bekommen, das in der Horizontalebene Bewegungen entsprechend der Größe dieses Spiels erlaubt.

Die Fig. 9 und 1o zeigen eine Ausführungsform der Vorrichtung, bei welcher der im Lastträger befestigte Teil 27 mit dem lastübertragenden Teil 28 integriert worden ist. Um den oberen Teil 27 und den unteren Teil, die Platte 29, in verschiedene Positionen zueinander in Richtung der Meßlast bringen zu können, ist der Teil 27 mit einem Gewinde 3o versehen, das in den Teil 28 eingeschraubt ist, der das entsprechende innere Gewinde 31 aufweist. Dies geschieht mit Hilfe eines sogenannten Hakenschlüssels, der in eine der Bohrungen 32 eingeführt werden kann.

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In der Fig. 1 sind die Teile in ihrer lastmessenden Position dargestellt, wobei die Last von dem Teil 27 via dem Lastmeßgeber 33 auf die Platte 29 übertragen wird. Der untere Bereich des Teiles 28 ist ein Zylinder 34 mit kreisförmiger Pvöhrenform. Auch von diesem rohrförmigen Zylinder 34 ist etwa ein Drittel des Umfangs weggenommen, wie in Fig. 1o gezeigt v/ird. Die Unterkante des Zylinders 34 läuft in eine Spitze 35 aus, die in den in eine Spitze auslaufenden Boden 37 einer IJut 36 paßt, da sie denselben Durchmesser erhalten. Die für eine Montage und eine Messung erforderlichen Positionen der Teile 27, 28 und 34 bzw. Teil 29 werden dadruch eingestellt, daß der Teil 2 7 mit Hilfe eines Hakenschlüssels gedreht wird, wobei der Teil 27 in aufgeschraubter Lage die Montagelage gibt, wie dies bereits unter Hinweis auf die Fig. 7 und beschrieben worden ist. Auch die übrigen Positionen der Vorrichtung werden auf analoge !'leise wie bei der Ausführungsfor gemäß den Fig. 7 und 8 erzielt. Die Ausführungsform gemäß den Fig. 9 und 1o erlaubt eine gewisse begrenzte Justiermöglichkeit in senkrechter Richtung der ausgebildeten lastübertragenden Einheit. Dies ist ein Vorteil bei der Verteilung der Last in denjenigen Fällen, wo der Lastträger auf einem unebenen Fundament steht.

Die Fig. 11 und 12 zeigen eine Ausführungsform der Vorrichtung, bei der der Oberteil aus einer Platte 38 besteht, die gegen den Lastträger 39 ruht und evtl. daran durch Schweißen befestigt ist. Ein Lastmeßgeber 4o überträgt die Last auf eine Platte 41 des Unterteils. Ein Zylinder 42 ist auf der Platte 41 starr eingesetzt, Auch dieser Zylinder ist rohrförmig gestaltet und hat kreisBrmigen Querschnitt, wobei wiederum etwa ein Drittel seines Umfangs weggenommen ist, wie aus dar Fig. 11 hervorgeht.

Das obere Ende des Zylinders 42 läuft in eine Spitze 43 aus. Diese paßt in den spitz zulaufenden Boden 45 der ringförmigen Mut 44,

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wenn sie denselben Durchmesser haben. Um die Teile 38Γ und 41,42 in verschiedene Positionen zueinander in der Richtung der Heßlast bringen zu können, sind drei Justierbolzen 46 vorhanden, deren Köpfe 47 angespitzt sind und deren Schraubteile in Beschläge 4 8 eingeschraubt sind, die in dem Zylinder 42 starr befestigt sind. Die Montage des Lastträgers gescieht auf dieselbe Art und Weise v/ie sie unter Hinweis auf die Fig. 7 und 8 beschrieben worden ist.

Bei den gemäß Fig. 1 bis 12 beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung sind außer Seitenverschiebungen - Transversalbewegungen - in der Ebene senkrecht zur Richtung der Meßkraft auch Winkeländerungen um die zwei gegen die Richtung der Meßkraft senkrechte Achsen möglich. Diese VJinke !änderungen werden auch in ihrer Größe auf dieselbe Weise wie TransVersalbewegungen beschränkt.

Bei den dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung wird in sämtlichen Beispielen angenommen, daß der lastübertragende Teil aus einem Lastmeßgeber mit sphärischen Enden zur Erzielung einer seitlichen Beweglichkeit besteht. Wie bereits in der Einleitung erwähnt ist, kann der lastübertragende Teil aber auch ganz andere Ausführungen und Ausbildungen erhalten, so lange die seitliche Beweglichkeit erhalten bleibt.

Außer seiner Verwendung als Montage- und Schutzorgan kann der Gegenstand der Erfindung auch als eine Arretierungsvorrichtung für einen Lastträger dienen, wovon Bedarf bei Reparaturen oder erwarteten exzeptionellen überlasten gemacht werden kann.

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   Ansprüche

   Montage- und Schutzorgan zur Verwendung in solchen Kraftmessungs- oder Wiegeanordnungen, die aus einem Lastträger (2,39) bestehen, der von lastübertragenden Organen (6,4o) getragen wird, deren Lastübertragung ein Maß der Last ausmacht, und welche lastübertragenden Organe von ihren respektiven gewünschten Ausgangslagen wenigstens den Verschiebungen in der Ebene des Lastträgers und seines Fundaments (12) senkrecht zur übertragungs- und Wirkungsrichtung der Last nachgebend sind, wobei das Montage- und Schutzorgan aus zwei auf je einer Seite des lastübertragenden und verschiebungsaufnehmenden Organs in Reihe angeordneten Teilen besteht, der eine Teil (1,38) zwischen dem Lastträger und dem lastübertragenden Organ (6,4o), Last von Lastträger zum Organ übertragend, und der zweite Teil (8,42) zwischen dem lastübertragenden Organ und dem Fundament, Last vom Organ zum Fundament übertragend, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Teile (1,38 bzw. 8,42) in mindestens zwei Positionen im Verhältnis zueinander in der Wirkungsrichtung der Last bringbar sind, wobei in der einen Position die zwei Teile eine lastübertragende Berührung miteinander haben und in derjenigen Lage in der Ebene senkrecht zu der Wirkungsrichtung der Last gegenseitig fixiert sind, die bewirkt, daß das lastübertragende Organ die obenerwähnte Ausgangslage einnimmt, in einer anderen in der erwähnten Ebene die Teile (1,38 bzw. 8,42) fixierenden Position, gegebenenfalls mit der vorerwähnten Position zusammenfallend, diese Position so abgepaßt ist, daß das lastübertragende Organ (6,4o) in das Montage- und Schutzorgan hinein oder aus demselben herausgeführt werden kann, und daß in einer weiteren Position bei Messung die Teile des Mon-

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   tage- und Cchutzorgans keine lastübertragende Berührung miteinander haben und freie Bewegungen in der erwähnten Ebene zwischen den Teilen zugelassen werden, bis auf geeignete durch Spiel zwischen den Teilen bestimmte Größen.
2. 2. Montage- und Schutzorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Teile mit Hilfe von einer oder mehreren Gewindeschrauben (24,46) in ihre Position überführbar sind, die mit ihrer Symmetrieachse hauptsächlich in der Wirkungsrichtung der Kraft in dem einen Teil angeordnet sind, und deren wirksames Ende (25,47) zugespitzt ist, oder auf andere Weise mit einer Steuerung in der Ebene senkrecht zu der Wirkungsrichtung der Kraft versehen ist.
3. 3. Montage- oder Schutzorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ,zwei Teile (1) bzw. (8) dazu gebracht werden, ihre Positionen mit Hilfe von einer oder mehreren Muttern (1o) mit ihrer Symmetrieachse hauptsächlich in der Wirkungsrichtung der Kraft liegend und auf je einer an dem einen Teil befestigten Stange (9) aufgeschraubt, einzunehmen, und deren Wirkungsende als eine Führungshülse (11) oder -hülsen ausgebildet sind, die in den fixierenden Positionen zwischen den Teilen im Montage- und Schutzorgan in entsprechenden Bohrungen (4) in dem zweiten Teil gesteuert sind.
4. 4. Montage- und Schutzorgan gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Lastträger verbundene Teil (34) einen mit diesem integrierten Teil bildet.
5. 5. Montage- und Schutzorgan gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet- daß der mit dem Fundament des Lastträgers verbundene Teil einen mit diesem integrierten Teil bildet.

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6. 6. Montage- und Schutzorgan gemäß Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Teile mit dem Lastträger bzw. dem Fundament des Lastträgers integrierte Teile bilden.

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