DE3236793A1 - Process for producing a metal screw partly sheathed in plastic and a screw intended for the sheathing - Google Patents

Process for producing a metal screw partly sheathed in plastic and a screw intended for the sheathing

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Abstract

On metal screws, preferably for hinge bolts of spectacle hinges, the screw shank (3) is sheathed in plastic. In order to be able to use the injection-moulding process to sheath such screws in high-temperature-resistant plastics, which flow poorly in the plasticised state, it is proposed to inject the plastic through at least one injection opening through the screw (1) itself, opening out at a bonding face (16) between the sheathing (17) and the screw (1). This process requires a screw (1) having a correspondingly drilled injection channel system according to the arrow (7). <IMAGE>

Description

Verfahren zur Herstellung einer teilweise mit KunststoffProcess for making a partially with plastic

ummantelten Metallschraube und eine für die Ummantelung vorgesehenen Schraube.sheathed metal screw and one provided for sheathing Screw.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer am Schaft mindestens teilweise mit Kunststoff ummantelten Metallschraube, wobei die Schraube in eine Spritzgiessform eingebracht, in den der Ummantelung entsprechenden Formhohlraum plastifizierter Kunststoff eingespritzt und die ummantelte Schraube aus der Spritzgiessform entfernt wird und eine Metallschraube.The invention relates to a method for producing one on the shaft at least partially plastic-sheathed metal screw, the screw introduced into an injection mold, into the mold cavity corresponding to the casing injected plasticized plastic and the jacketed screw from the injection mold is removed and a metal screw.

Es ist bekannt, für Brillenscharniere Metallschrauben zu verwenden, die entlang des Schraubenschaftes mit einer im Spritzgiessverfahren aufgebrachten Kunststoffummantelung versehen sind. Solche Schrauben haben gegenüber gewöhnlichen Stahlschrauben verschiedene Vorteile. Sie können das Spiel eines Scharniergelenkes aufheben und bei richtiger Dimensionierung im Scharniergelenk eine erwünschte leichte Reibung (Gangregulierung) erzeugen. Die Kunststoffummantelung, wenn sie bis in das Scharniergewinde reicht, dient im weiteren aber auch als Sicherung gegen ein Herausfallen bzw. Verlieren solcher Brillenschrauben.It is known to use metal screws for glasses hinges, those applied along the screw shaft with an injection molding process Plastic sheathing are provided. Such screws have compared to ordinary Steel screws various advantages. You can play a hinge joint pick up and with correct dimensioning in the hinge joint a desired light weight Generate friction (gear regulation). The plastic sheathing when it goes down into the The hinge thread is sufficient, but also serves as a safeguard against falling out respectively. Losing such eyeglass screws.

Teilweise mit Kunststoff ummantelte Schrauben in gleichen oder ähnlichen Abmessungen wie für Brillenscharniere, können auf anderen Fachgebieten andere Vorteile erzeugen. In der Elektrotechnik kann beispielsweise die hervorragende Isolationswirkung der Ummantelung genutzt werden.Screws partially covered with plastic in the same or similar Dimensions as for spectacle hinges can have other advantages in other areas produce. In electrical engineering, for example, the excellent insulation effect the sheathing can be used.

Die Ummantelung des Schaftes von solch kleinen Schrauben in den erforderlich engen Toleranzen beinhaltet einige technische Probleme. Bei einem äusseren Manteldurchmesser der in der Regel kleiner als 2 mm ist, beträgt die Manteldicke nur 0.2 - 0.4 mm, damit der zu ummantelnde Schraubenkern noch ausreichend Festigkeit besitzt.The sheathing of the shaft of such small screws in the required tight tolerances involves some technical problems. With an outer jacket diameter which is usually smaller than 2 mm, the jacket thickness is only 0.2 - 0.4 mm, so that the screw core to be coated still has sufficient strength.

Das Anspritzen der erwähnten Schraubenummantelung mit einer Dicke von 0.2 - 0.4 mm erfolgt im herkömmlichen Verfahren über sehr klein dimensionierte Anschnitte (Angusspunkte). -Diese befinden sich an der äusseren Oberfläche der Ummantelung und beeinflussen direkt die Durchmessertoleranz und können bei zu grosser Dimensionierung zum Aufreissen der Ummantelung führen. Die erwähnten kleinen Anschnitte lassen jedoch nur die Verarbeitung von in plastifiziertem Zustand gut fliessenden Kunststoffen zu.The injection molding of the mentioned screw casing with a thickness from 0.2 - 0.4 mm is done in the conventional process over very small ones Gates (gate points). -These are located on the outer surface of the casing and directly influence the diameter tolerance and can if the dimensions are too large lead to the sheathing tearing open. The mentioned small cuts, however, leave only the processing of plastics that flow well in a plasticized state to.

Solche Kunststoffe weisen aber eine ungenügende Warm -festigkeit auf, wenn die ummantelten Schrauben im montierten Zustand beim Anschweissen des Scharniers und/oder bei Einbrennlackiervorgängen Temperaturen von über 200ob ausgesetzt werden. Kunststoffe, welche solch hohen Temperaturen ohne Qualitätseinbusse widerstehen und die geforderten Eigenschaften (E-Modul, Gleiteigenschaften etc.) beibehalten, sind z.B. Fluorpolymere. Die Fliesscharakteristik dieser Produkte ist dergestalt, dass ein Ummanteln des Schraubenschaftes nach dem herkömmlichen Verfahren nicht möglich ist.Such plastics, however, have insufficient heat resistance, if the jacketed screws in the assembled state when welding the hinge and / or at Stoving enamelling processes temperatures of over 200ob get abandoned. Plastics that can withstand such high temperatures without any loss of quality withstand and the required properties (modulus of elasticity, sliding properties, etc.) are retained, for example, fluoropolymers. The flow characteristics of these products is such that sheathing of the screw shaft according to the conventional method not possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Ummantelungsverfahren für mit Kunststoff ummantelte Schraubenschäfte und eine Metallschraube für das genannte Verfahren zu schaffen, die zur Lösung der beschriebenen Probleme geeignet sind. Insbesondere soll die Möglichkeit eröffnet werden, hochhitzebeständige Kunststoffe mit vorteilhaften Gleiteigenschaften und mit ungünstiger Charakteristik im plastifizierten Zustand mit guten Resultaten bezüglich Massgenauigkeit und Wirtschaftlichkeit in der Herstellung anwenden zu können. Im weiteren soll dieses Verfahren auch die Möglichkeit eröffnen, die Dimensionierung solcher Schrauben weiter zu verkleinern.The invention is based on the object of a coating method for screw shafts sheathed with plastic and a metal screw for the said To create methods which are suitable for solving the problems described. In particular, the possibility should be opened up of highly heat-resistant plastics with advantageous sliding properties and with unfavorable characteristics in the plasticized Condition with good results in terms of dimensional accuracy and economy in to be able to use the production. In the further this procedure should also be the possibility open up to further reduce the dimensions of such screws.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Kunststoff durch mindestens eine an einer Verbundfläche zwischen der Ummantelung und der Schraube mündenden Einspritzöffnung durch die Schraube selbst eingespritzt wird.According to the invention, this object is achieved in that the plastic by at least one on a joint surface between the jacket and the screw opening injection opening is injected through the screw itself.

Die erfindungsgemässe Metallschraube zeichnet sich dadurch aus, dass das Einspritzkanalsystem für die Ummantelung in der Schraube selbst,beginnend an einer Stirnseite der Schraube und endend an der Verbundfläche zwischen der Ummantelung und dem Schraubenschaft, vorgesehen ist.The metal screw according to the invention is characterized in that the injection channel system for the coating in the screw itself, starting at one end face of the screw and ending at the joint surface between the casing and the screw shaft is provided.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren können Kunststoffe mit verschiedenster Fliessfähigkeit, auch solche mit hoher Viskosität im platifizierten Zustand verwendet werden. Die Ummantelung ist dabei insbesondere an ihrer Aussenfläche sehr massgenau und ohne jegliche Abrisstellen von Angüssen, weil das Anspritzen an einer technisch untergeordneten Stelle und ohne Angussquerschnittver engung erfolgt. Ummantelungen von 0.2~mm Schichtdicke und weniger lassen sich wirtschaftlich mit geringer Ausschussquote auf Schraubenschaftdurchmesser von beispielsweise 1.2 mm aufspritzen. Hochtemperaturbeständige Kunststoffe mit guten Gleiteigenschaften sind für Ummantelungen von Scharnierbolzen für Brillenscharniere erstmals einsetzbar. Mit leicht verspritzbaren Kunststoffen können mit diesem Verfahren zusätzlich noch kleiner dimensionierte Scharnierbolzen für Brillen etc. als heute üblich ummantelt werden.With the method according to the invention, plastics with a wide variety of Flowability, also those with high viscosity in the platified state used will. The casing is very dimensionally accurate, especially on its outer surface and without any tear-offs from sprues, because the injection on one is technical subordinate position and takes place without constriction of the sprue cross-section. Sheaths of 0.2 ~ mm layer thickness and less can be done economically with a low reject rate spray onto a screw shaft diameter of 1.2 mm, for example. High temperature resistant Plastics with good sliding properties are used for covering hinge bolts Can be used for the first time for glasses hinges. With easily sprayable plastics With this method, you can also use even smaller hinge bolts for glasses etc. are sheathed as is common today.

Das Verfahren setzt voraus, dass eine erfindungsgemässe Metallschraube verwendet wird.The method assumes that a metal screw according to the invention is used.

Aus fertigungstechnischen Gründen und bezüglich einer grösstmöglichen Dimensionierung des innerhalb der Schaube angeordneten Einspritzkanalsystems ist es von besonderem Vorteil, wenn der Kunststoff durch eine axiale Bohrung in der Schraube und durch mindestens eine an der Verbundfläche mündenden Querbohrung eingespritzt wird.For manufacturing reasons and with regard to a largest possible Dimensioning of the injection channel system arranged within the screw is it is of particular advantage if the plastic through an axial bore in the Screw and injected through at least one transverse bore opening into the composite surface will.

Die axiale Bohrung ermöglicht ein Ankörnern (Verstemmen) der montierten Schraube nach dem herkömmlichen Verfahren, um- eine zusätzliche Sicherung bei verschlissenen, nicht mehr toleranzhaltigen Scharnieren zu erreichen.The axial bore allows punching (caulking) the assembled Screw according to the conventional method in order to - an additional safeguard in the case of worn, can no longer achieve tolerance-compliant hinges.

Zur Verkürzung des Fliessweges im Formhohlraum der Ummantelung ist es weiter von Vorteil, wenn der Kunststoff etwa in der Mitte der ummantelten Schaftlänge eingespritzt wird.To shorten the flow path in the mold cavity of the casing it is also advantageous if the plastic is approximately in the middle of the sheathed shaft length is injected.

Für die Verarbeitung besonders schlecht fliessender Kunststoffe wird der Durchmesser der Querbohrung grösser als die Schichtdicke der Ummantelung und die axiale Bohrung gleich oder grösser als die Querbohrung gewählt.For the processing of particularly poorly flowing plastics the diameter of the transverse bore is greater than the thickness of the coating and the axial bore selected to be equal to or larger than the transverse bore.

Je nach der Art der Schraube und der Platzierung des Gewindes kann die axiale Bohrung von der einen oder anderen Stirnseite gebohrt werden. Bei den gebräuchlichen Schrauben mit einem Schraubenkopf- und einem Gewindeende auf der gegenüberliegenden Seite ist es zusätzlich von Vorteil, wenn die axiale Bohrung auf die gewindeseitige Stirnseite der Schraube hin offen ist. und die Querbohrung etwa in der Mitte der ummantelten Schaftlänge mündet.Depending on the type of screw and the placement of the thread the axial hole can be drilled from one or the other end face. Both common screws with a screw head and a threaded end on the opposite side, it is also advantageous if the axial bore is open on the thread-side face of the screw. and the cross hole approximately opens in the middle of the sheathed shaft length.

Ummantelungen, die bei Temperaturen von beispielsweise 2200 C widerstehen, werden mit Vorteil aus einem Kunststoff der Gruppe Fluorpolymere, wie Deflon, Defzel und Hotaflon (Markennamen) hergestellt.Sheaths that withstand temperatures of e.g. 2200 C, are advantageously made from a plastic from the fluoropolymer group, such as Deflon, Defzel and Hotaflon (brand names).

Bei Scharnierschrauben ist es von ganz besonderem torteil, wenn die Ummantelung über die Verbindung mit dem mit Kunststoff gefüllten Einspritzkanalsystem der Schraube drehgesichert ist.In the case of hinge screws, it is particularly bad if the Sheathing over the connection with the injection channel system filled with plastic the screw is secured against rotation.

Ummantelte Metallschrauben sind für verschiedene Anwendungen wie elektronische Einrichtungen etc. von Vorteil.Sheathed metal screws are for various uses such as electronic Facilities etc. an advantage.

Besonders geeignet sind solche Schrauben für Scharnierbolzen von Brillen, wobei Brillen mit montiertem Scharnier, bei entsprechender Kunststoffwahl, ohne Nachteil einer Einbrennlackierung von ca. 220 0C oder hohen Temperaturen, bedingt durch Anschweissen des Scharniers unterzogen werden können. Im weiteren sind solche Schrauben auch für Schliessblockschrauben zur Montage von Brillengläsern bei metallischen Brillengestellen mit Vorteil zu verwenden'um ein Lösen bzw. Herausfallen solcher Schliessblockschrauben zu verhindern.Such screws are particularly suitable for hinge bolts of glasses, whereby glasses with mounted hinge, with the appropriate choice of plastic, without Disadvantage of stove enamelling at approx. 220 ° C. or high temperatures, conditional can be subjected to by welding the hinge. In the following are such Screws also for locking block screws for the assembly of spectacle lenses with metallic ones It is advantageous to use spectacle frames in order to loosen or fall out of them To prevent locking block screws.

Das Herstellungsverfahren und die Metallschraube wird an Hand einer Zeichnung eines Beispiels näher beschrieben.The manufacturing process and the metal screw is based on a Drawing of an example described in more detail.

Diese Zeichnung zeigt in vergrössertem Massstab einen Ausschnitt aus einer Mehrfachspritzform mit eingelegter Schraube nach der Spritzoperation.This drawing shows a section on an enlarged scale a multiple injection mold with inserted screw after the injection operation.

Eine Metallschraube 1 mit einem Schraubenkopf 2, einem Schaft 3 und einem Gewinde 4 ist zwischen zwei Formteilen einer Spritzgiessform 6 eingelegt. Mit einem Pfeil 7 ist ein Einspritzkanalsystem innerhalb der Schraube 1 begrenzt.A metal screw 1 with a screw head 2, a shaft 3 and a thread 4 is inserted between two molded parts of an injection mold 6. An injection channel system within the screw 1 is delimited by an arrow 7.

Dieses Einspritzkanalsystem ist verbunden mit einem weiteren Einspritzkanal 8 der Spritzgiessform 6. Während der Spritzoperation bewegt sich plastifizierter Kunststoff in Richtung eines Pfeiles 13 in der Spritzgiessform 6 in den Kanal 8 und weiter in das Einspritzkanalsystem der Schraube 1, das an einer Stirnseite 15 der Schraube 1 beginnt und an einer Verbundfläche 16 zwischen einer Ummantelung 17 und dem Schraubenschaft 3 endet.This injection channel system is connected to a further injection channel 8 of the injection mold 6. Plasticized moves during the injection operation Plastic in the direction of an arrow 13 in the injection mold 6 into the channel 8 and further into the injection channel system of the screw 1, which is located on one end face 15 the screw 1 begins and at a joint surface 16 between a casing 17 and the screw shaft 3 ends.

Das mit Pfeil 7 angedeutete Einspritzkanalsystem besteht aus einer axialen Bohrung 20 und einer zwischen der Verbundfläche 16 und der axialen Bohrung angeordneten Querbohrung 21. Die axiale Bohrung 20 ist auf die gewindeseitige Stirnseite 15 hin offen und die Querbohrung mündet etwa in der Mitte der ummantelten Schaftlänge 23.The injection channel system indicated by arrow 7 consists of one axial bore 20 and one between the composite surface 16 and the axial bore arranged transverse bore 21. The axial bore 20 is on the thread-side end face 15 open and the transverse bore opens approximately in the middle of the sheathed shaft length 23

l Die Ummantelung 17 ist in diesem Beispiel aus einem hochtemperaturbeständigen Kunststoff gespritzt. Sie könnte aber auch aus jedem anderen Kunststoff hergestellt sein. l The jacket 17 is made of a high temperature resistant in this example Injection molded plastic. But it could also be made from any other plastic be.

Die Ummantelung 17 ist über die Verbindung mit dem mit Kunststoff gefüllten Einspritzkanalsystem (Querbohrung 21, axiale Bohrung 20) drehgesichert.The sheath 17 is connected to the with plastic Filled injection channel system (transverse bore 21, axial bore 20) secured against rotation.

Das Verfahren zur Herstellung dieser am Schaft ummantelten Schraube 1 umfasst folgende Schritte. Die Schraube 1 wird von Hand oder automatisch in die Spritzgiessform 6 eingebracht. In den der Ummantelung 17 entsprechenden Formhohlraum wird plastifizierter Kunststoff durch mindestens eine an der Verbundfläche 16 mündenden Einspritzöffnung, die mit einem innerhalb der Schraube angeordneten Kanal verbunden ist, eingespritzt. Die ummantelte Schraube wird anschliessend aus der Spritzform 6 entfernt.The process of making this shank-sheathed screw 1 consists of the following steps. The screw 1 is manually or automatically in the Injection mold 6 introduced. In the mold cavity corresponding to the casing 17 is plasticized plastic through at least one opening at the composite surface 16 Injection opening connected to a channel located inside the screw is injected. The jacketed screw is then removed from the injection mold 6 removed.

Bei Verwendung der Schraube 1 als Scharnierbolzen für ein Brillenscharnier sind bestimmte Grössenverhältnisse vorgegeben. Eine Schichtdicke 25 der Ummantelung beträgt in der Regel 0.1 - 0.4 mm, der Schraubenschaft durchmesser, sowie der Querbohrungsdurchmesser werden kleiner als 1 mm gewählt. Der Durchmesser der Querbohrung ist vorteilhafterweise grösser als die Schichtdicke der Ummantelung.When using screw 1 as a hinge pin for a spectacle hinge certain proportions are given. A layer thickness 25 of the coating is usually 0.1 - 0.4 mm, the screw shank diameter and the cross hole diameter are chosen smaller than 1 mm. The diameter of the transverse hole is advantageous greater than the thickness of the coating.

Anstelle der im Beispiel beschriebenen Spritzgiessform können im Rahmen der Erfindung auch andere Konstruktionen verwendet werden.Instead of the injection mold described in the example, the frame other constructions can be used in accordance with the invention.

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Claims (13)

Patentansprüche @ Verfahren zur Herstellung einer am Schaft mindestens teilweise mit Kunststoff ummantelten Metallschraube, wobei die Schraube in eine Spritzgiessform eingebracht, in den der Ummantelung entsprechenden Formhohlraum plastifizierter Kunststoff eingespritzt und die ummantelte Schraube aus der Spritzgiessform entfernt wird, dadurch gekennzeichnet,dass der Kunststoff durch mindestens eine an der Verbundfläche zwischen der Ummantelung und der Schraube mündenden Einspritzöffnung durch die Schraube selbst eingespritzt wird. Claims @ Method for producing one on the shaft at least Metal screw partially covered with plastic, the screw being in a Injection mold introduced into the mold cavity corresponding to the casing injected plasticized plastic and the jacketed screw from the injection mold is removed, characterized in that the plastic is replaced by at least one At the joint surface between the casing and the screw opening injection opening injected through the screw itself. :2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff durch eine axiale Bohrung in- der Schraube und eine an der Verbundfläche mündenden Querbohrung eingespritzt wird.: 2. The method according to claim 1, characterized in that the plastic through an axial bore in the screw and one that opens out on the joint surface Cross hole is injected. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff etwa in der Mitte der ummantelten Schaftlänge eingespritzt wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the plastic is injected approximately in the middle of the sheathed shaft length. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der an der Verbundfläche mündenden Einspritzöffnung grösser als die Schichtdicke der Ummantelung gewählt wird.4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the diameter of the injection opening opening on the composite surface is greater than the thickness of the coating is chosen. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Bohrung gleich oder grösser als die Querbohrung gewählt wird.5. The method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that that the axial bore is selected to be equal to or larger than the transverse bore. 6. Metallschraube deren Schaft für eine mindestens teilweise Ummantelung mit Kunststoff vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzkanalsystem für die Ummantelung (17) in der Schraube (1) selbst, beginnend an einer Stirnseite (15) der Schraube (1) und endend an der Verbundfläche (16) zwischen der Ummantelung (17) und dem Schraubenschaft (3), vorgesehen ist.6. Metal screw whose shank for at least partial sheathing is provided with plastic, characterized in that the injection channel system for the casing (17) in the screw (1) itself, starting at one end face (15) of the screw (1) and ending at the composite surface (16) between the casing (17) and the screw shaft (3) is provided. 7. Metallschraube nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzkanalsystem aus einer axialen Bohrung (20) und einer zwischen der Verbundfläche (16) und der axialen Bohrung (20-) angeordneten Querbohrung (21) besteht.7. Metal screw according to claim 6, characterized in that the Injection channel system consisting of an axial bore (20) and one between the composite surface (16) and the axial bore (20-) arranged transverse bore (21) consists. 8. Metallschraube nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Bohrung (20) auf die gewindeseitige Stirnseite (15) der Schraube (1) hin offen ist-und die Querbohrung (21) etwa in der Mitte der ummantelten Schaftlänge (23) mündet.8. Metal screw according to claim 7, characterized in that the axial bore (20) on the threaded end face (15) of the screw (1) is open - and the transverse bore (21) is approximately in the middle of the sheathed shaft length (23) opens. 9. Metallschraube nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (17) aus einem Kunststoff der Gruppe der Fluorpolymere wie beispielsweise Deflon, Defzel, Hostaflon (Markennamen) besteht.9. Metal screw according to one of claims 6 to 8, characterized in that that the casing (17) made of a plastic from the group of fluoropolymers such as for example Deflon, Defzel, Hostaflon (brand names). 10. Metallschraube nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (17) über die- Verbindung mit dem mit Kunststoff gefüllten Einspritzkanal system der Schraube (1) drehgesichert ist.10. Metal screw according to one of claims 6 to 9, characterized in that that the casing (17) has the connection with the plastic-filled Injection channel system of the screw (1) is secured against rotation. 11. Metallschraube nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die ummantelte Schraube (1) als Scharnierbolzen für ein Brillenscharnier vorgesehen-ist.11. Metal screw according to one of claims 6 to 10, characterized in that that the sheathed screw (1) is intended as a hinge pin for a spectacle hinge. 12. Metallschraube nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke (25) der Ummantelung 0,1 bis 0,4 mm beträgt.12. Metal screw according to one of claims 6 to 11, characterized in that that the layer thickness (25) of the jacket is 0.1 to 0.4 mm. 13. Metallschraube nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenschaftdurchmesser #2mm, der axiale Bohrungsdurchmesser und der Querbohrungsdurchmesser vlmm sind.13. Metal screw according to claim 11 or 12, characterized in that that the screw shank diameter # 2mm, the axial bore diameter and the Cross hole diameter are vlmm.
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