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Die
Erfindung betrifft ein Werkzeug, das für die Bearbeitung von Rohren
bestimmt ist, umfassend:
- – einen Körper, an dem ein hin- und herbeweglicher
Betätigungshebel
angelenkt ist und mit dem ein Organ beweglich verbunden ist, das
einen Bearbeitungskopf trägt;
- – eine
Vorrichtung zum Antrieb des Tragorgans, die an dem Körper montiert
ist und mit dem Betätigungshebel
verbunden ist; wobei das Tragorgan eine Zahnstange mit großen Zähnen umfasst,
wobei die Antriebsvorrichtung ein erstes Zahnrad mit großen Zähnen, die
mit der Zahnstange in Eingriff sind, eine Antriebsklinke und eine
Rückhalteklinke umfasst,
wobei die Antriebsklinke die Vorbewegung der Zahnstange in der gewünschten
Richtung gewährleistet,
wobei die Rückhalteklinke
die Rückbewegung
der Zahnstange in der der gewünschten
Richtung entgegengesetzten Richtung verhindert, was eine progressive
Vorbewegung unter der Einwirkung einer Antriebs-Hin- und -Herbewegung
des Betätigungshebels
gestattet. Die Schrift FR-A-2
626 505 beschreibt beispielsweise ein solches Werkzeug
ohne dieses mit der Zahnstange in Eingriff stehende Zahnrad.
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Im
Bereich der Bearbeitung von Rohren ist es bekannt, Biegewerkzeuge,
Schneidscheren, Zangen für
Steckverbindungen oder Werkzeuge zum Auffalzen von Ringen auf den
Enden eines Rohrs zu verwenden.
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Die
Entwicklung der Anwendungen des Rohrs in Richtung der Verwendung
von Mehrschichtwerkstoffen vom Typ Polyethylen-Aluminium-Polyethylen und in
Richtung von immer größer werdenden Rohrdurchmessern
bis zu 32 mm verlangt von den Herstellern von Geräten für die Bearbeitung
von Rohren die Entwicklung von Vorrichtungen, die immer größere Kräfte an dem
Bearbeitungskopf verlangen. Wenn es sich beispielsweise um das Biegen
von Mehrschichtrohren aus Polyethylen-Aluminium-Polyethylen handelt, erfordert
dieser Arbeitsgang das Anlegen einer hohen Kraft (500 bis 600 daN)
an den Kopf zur Bearbeitung des Rohrs.
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Die
Verwendung eines klassischen Handgeräts gestattet jedoch nicht die
Bearbeitung von Rohren mit großem
Durchmesser aus sehr starren Mehrschichtwerkstoffen. Die Umwandlung
der durch einen Hebelarm gehenden Kraft in eine Kraft auf das Rohr wird
durch ein Eingreifen eines Übertragungsorgans, wie
eines Zahns, vorgenommen. Der Winkelwert des Wiederaufnahmewinkels
zwischen zwei Betätigungen
des Hebelarms ist also abhängig
von der Dimensionierung des in Eingriff befindlichen Übertragungsorgans,
die mit der gewünschten
mechanischen Festigkeit schwer zu vereinbaren ist. Außerdem ist
die Länge
des Hebelarms durch die Arbeitsergonomie mit einer Hand beschränkt. Zweitens
ist es gemäß einem
Aspekt Ziel der Erfindung, ein für
die Bearbeitung des Rohrs bestimmtes Werkzeug zu schaffen, das ergonomisch
ist und gleichzeitig gestattet, hohe Kräfte am Bearbeitungskopf zu
entwickeln.
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Zu
diesem Zweck ist Gegenstand der Erfindung ein Werkzeug vom oben
genannten Typ, wobei die Antriebsvorrichtung ein zweites Zahnrad
mit kleinen Zähnen
umfasst, das mit dem ersten Zahnrad fest verbunden ist, wobei die
Antriebsklinke und die Rückhalteklinke
mit dem zweiten Zahnrad in Eingriff sind.
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Gemäß anderen
bevorzugten Merkmalen:
- – bilden das erste Zahnrad
und das zweite Zahnrad ein einstückiges
abgestuftes Zahnrad;
- – ist
die Zahnstange bezüglich
des Körpers
verschiebbar montiert;
- – ist
die Zahnstange ein Zahnsektor, der bezüglich des Körpers verschwenkbar montiert
ist;
- – umfassen
die Antriebsklinke und die Rückhalteklinke
Kontaktflächen,
die im gegenseitigen Eingriff sind und geeignet sind, die Rückhalteklinke aus
dem zweiten Zahnrad unter der Wirkung einer Entriegelungsbewegung
des Betätigungshebels auszurücken, was
die Rückbewegung
der Zahnstange gestattet;
- – kommt
die Antriebsklinke mit einem Nocken der Rückhalteklinke in Kontakt, komprimiert
ihre Beaufschlagungsfeder, kommt hinten in Anschlag und rückt dann
die Rückhalteklinke
aus, indem sie deren Beaufschlagungsfeder komprimiert;
- – sind
die Antriebsklinke und die Rückhalteklinke identisch;
- – umfasst
das Werkzeug einen Bearbeitungskopf, der zum Biegen von Rohren bestimmt
ist;
- – umfasst
das Werkzeug einen Bearbeitungskopf in Form einer Matrize und ein
Paar von seitlichen Anschlägen,
die dazu bestimmt sind, ein Rohr bei dem Biegevorgang abzustützen, und
auf jeder Seite eines auf dem Körper
vorgesehenen Querträgers
montiert sind.
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Gemäß einem
anderen Aspekt ist es das Ziel der Erfindung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform,
die Entriegelungskraft der Rückhalteklinke
bei Mehrschichtrohren, die sehr elastisch sind, zu reduzieren. Dieses
Problem wird dadurch gelöst, dass
bei einem Werkzeug, das für
die Bearbeitung von Rohren von dem oben angegebenen Typ bestimmt
ist, die Antriebsklinke und die Rückhalteklinke Kontaktflächen umfassen,
die in gegenseitigem Eingriff sind und geeignet sind, die Rückhalteklinke
aus dem zweiten Zahnrad unter der Wirkung einer Entriegelungsbewegung
des Betätigungshebels
auszurücken,
was die Rückbewegung
der Zahnstange gestattet. Insbesondere ist für die Entriegelung ein Mecha nismus
vorgesehen, bei dem, wenn der Betätigungshebel eine Entriegelungsbewegung
ausführt, die
Antriebsklinke mit einem Nocken der Rückhalteklinke in Kontakt kommt,
ihre Beaufschlagungsfeder komprimiert, hinten in Anschlag kommt
und dann die Rückhalteklinke
ausrückt,
indem sie deren Beaufschlagungsfeder komprimiert.
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Die
Erfindung wird nun im Rahmen einer Anwendung auf das manuelle Biegen
von Rohren unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.
In dieser zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeugs,
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2 eine
auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Werkzeugs von 1,
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3A bis 3C Darstellungen
der Antriebsschritte des Werkzeugs von 1,
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4A bis 4F Darstellungen der Entriegelungsschritte
der Rückhalteklinke
des Werkzeugs von 1.
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Das
Werkzeug von 1 ist ein Handbiegegerät 1 für ein Rohr 10,
das zur Vereinfachung der Beschreibung mit seinem hinteren Teil,
wie dargestellt, rechts angenommen wird. Das Biegegerät 1 ist vom
Typ Armbrust und umfasst einen Körper 2,
an dem ein Betätigungshebel 14 angelenkt
ist und mit dem ein Griff 16 durch Befestigungsmittel verbunden ist.
Ein Organ 18, das in fester Verbindung einen Bearbeitungskopf 20 trägt, ist
mit dem Körper 12 beweglich
verbunden. Der Bearbeitungskopf 20 liegt in der Form einer
halbzylindrischen Matrize vor, die eine Nut 21 umfasst,
die das in dem besonderen gewünschten
Radius zu biegende Rohr 10 aufnehmen kann. Ein Paar von
seitlichen Anschlägen 22,
die dazu bestimmt sind, das Rohr 10 bei dem Biegevorgang
zu stützen,
ist zu beiden Seiten eines auf dem Körper 12 vorgesehenem
Querträgers 24 montiert.
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Wie 2 zeigt,
ist eine Vorrichtung 24 zum Antrieb des Tragorgans 18 an
dem Körper 12 angelenkt
und mit dem Betätigungshebel 14 verbunden. Das
Tragorgan 18 umfasst eine geradlinige Zahnstange 26 mit
großen
Zähnen
auf ihrer Unterseite. Die Antriebsvorrichtung 24 umfasst
eine Querwelle 26, die im Körper 12 drehbar gelagert
ist und deren Enden Lagerflächen 28 und 30 bilden.
Lagerbuchsen 32 und 34 sind jeweils auf den Lagerflächen 28 und 30 montiert.
Die Welle 26 umfasst in ihrem mittleren Teil ein erstes
Zahnrad 40 mit großen
Zähnen,
das mit der Zahnstange 26 in Eingriff ist, und ein Zahnrad 42 mit
kleinen Zähnen,
das mit dem ersten Zahnrad 40 fest verbunden ist.
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Bei
dem dargestellten Beispiel bilden das erste und das zweite Zahnrad 40 und 42 ein
abgestuftes Zahnrad, das einstückig
geformt ist und durch Bearbeitung abgedichtet ist. Die Zahnzahl
des ersten Zahnrads 40 beträgt neun; Die Zahnzahl des zweiten Zahnrads 42 beträgt fünfunddreißig. Der
Modul des ersten Zahnrads 40 beträgt 1,25, während der Modul des zweiten
Zahnrads 42 0,6 beträgt.
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Die
Welle 26 ist nach Zusammenbau in dem Körper 12 über Bohrungen 36,
die in dem Körper 12 vorgesehen
sind, drehbar montiert und in diesem durch einen Sicherungsring 38 zurückgehalten.
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Die
Antriebsvorrichtung 24 umfasst außerdem eine Antriebsklinke 44 und
eine Rückhalteklinke 46,
wobei die beiden Klinken 44 und 46 kleine Zähne aufweisen,
die in der Lage sind, mit denjenigen des zweiten Zahnrads 42 in
Angriff zu kommen. Die Antriebsklinke 44 und die Rückhalteklinke 46 sind
identisch und von allgemeiner Parallelepipedform. Eine der Seiten
des Parallelepipeds ist so profiliert, dass vier Zonen gebildet
werden. Jede der Antriebs- und Rückhalteklinken 44 und 46 umfasst
jeweils eine gezahnte Zone 44A, 46A, eine glatte
und konkave Ausrückzone 44B, 46B und
zwei Nockenzonen 44C, 46C und 44D, 46D,
die an den entgegengesetzten Enden der profilierten Seite gelegen
sind.
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Die
Antriebsklinke 44 und die Rückhalteklinke 46 sind
diametral einander entgegengesetzt montiert und in dem Griff 14 beziehungsweise
im Körper 12 verschiebbar.
Die Antriebsklinke 44 gewährleistet die Vorbewegung in
der Zahnstange 46 in der gewünschten Richtung, während die
Rückhalteklinke die
Rückbewegung
in der der gewünschten
Richtung entgegengesetzten Richtung der Zahnstange 46 verhindert.
Federn 48 und 50, die sich an Anschlägen 52 und 54 des
Betätigungshebels 14 und
des Körpers 12 abstützen, beaufschlagen
die Antriebsklinke 44 beziehungsweise die Rückhalteklinke 46 in
Richtung ihrer Stellung des Eingriffs mit dem zweiten Zahnrad 42.
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Eine
Schraubendruckfeder 56, deren Enden einerseits mit dem
Körper 12 und
andererseits mit dem Betätigungshebel 14 verbunden
sind, beaufschlagt diesen in Richtung einer vom Griff 16 entfernten
Stellung. Der Betätigungshebel 14 ist
an dem Körper 12 zwischen
dieser vom Griff 16 entfernten Stellung und einer dem Griff 16 nahen
Stellung verschwenkbar montiert. Die Hin- und Herbewegung des Betätigungshebels 14 zwischen
der vom Griff 16 entfernten Stellung und der dem Griff 16 nahen
Stellung entgegen der Kraft der Druckfeder 56 erzeugt eine
schrittweise Vorbewegung der Zahnstange 26 nach vorne.
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Bei
dem Beispiel der Biegearmbrust ist die Zahnstange 26 bezüglich des
Körpers 12 verschiebbar
montiert. Bei anderen Anwendungen kann die Zahnstange ein Zahnsektor
sein, der bezüglich
des Körpers 12 verschwenkbar
montiert ist.
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Nun
wird die Arbeitsweise der Vorbewegung der Zahnstange 26 unter
Bezugnahme auf die 3A bis 3C beschrieben.
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In 3A ist
der Betätigungshebel 14 in
der vom Körper 16 um
einen Winkel von etwa 15° entfernten
Stellung. Die Zonen 44A bzw. 46A der Antriebsklinke 44 bzw.
der Rückhalteklinke 46 sind
mit denjenigen des zweiten Zahnrads 42 in Eingriff, während die
glatten Zonen 44B, 46B der Klinke 44 bzw. 46 mit
dem zweiten Zahnrad 42 nicht interferieren. Eine Kraft,
die auf den Betätigungshebel 14 gemäß dem Pfeil
F von 3B ausgeübt wird, ist bestrebt, den
Betätigungshebel 14 dem
Griff 16 zu nähern.
Bei der erzeugten Drehbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn bleibt
die Antriebsklinke 44 mit dem zweiten Zahnrad 42 in
Eingriff und nimmt das erste Zahnrad 40 entgegen dem Uhrzeigersinn
mit, was eine Vorbewegung der Zahnstange 26 gemäß dem Pfeil
F' von 3B erzeugt.
Gleichzeitig gleitet die gezahnte Zone 46A der Rückhalteklinke 46 unter
der Wirkung der Drehung des zweiten Zahnrads 42 entgegen
dem Uhrzeigersinn auf den Zähnen
des zweiten Zahnrads 42 und führt eine Rückbewegung gemäß dem Pfeil
F'' von 3B aus,
wobei diese Rückbewegung
entgegen der Feder 50 stattfindet.
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Wie
in 3C dargestellt ist, bleibt, indem man die Kraft,
die bestrebt ist, den Betätigungshebel 40 dem
Griff 16 anzunähern,
wie mit dem Pfeil F dargestellt ist, weiter ausübt, die gezahnte Zone 44A der Antriebsklinke 44 mit
den Zähnen
des zweiten Zahnrads 42 in Eingriff und die Drehung des
ersten Zahnrads 44, das mit dem zweiten Zahnrad 42 fest
verbunden ist, findet weiter statt und bewirkt die allmähliche Vorbewegung
der Zahnstange 26 gemäß dem Pfeil
F' von 3C.
Gleichzeitig, da die Rückbewegung
der Rückhalteklinke 46 den
Durchgang der Zähne
des zweiten Zahnrads 42 gestattet hat, kommt die gezahnte
Zone 46A der Rückhalteklinke 46 wieder
mit den Zähnen
des zweiten Zahnrads 42 unter der Einwirkung der Beaufschlagung
der Feder 50 gemäß dem Pfeil
F''' von 3C wieder
in Eingriff. Unter der Wirkung der Druckfeder 56, die den
Betätigungshebel 14 in
Richtung seiner von dem Griff 16 entfernten Stellung beaufschlagt
(die Feder 56 ist in den 3A bis 3C aus
Gründen
der Klarheit der Zeichnung nicht dargestellt), bleibt die gezahnte Zone 46A der
Rückhalteklinke 46 mit
den Zähnen des
zweiten Zahnrads 42 in Eingriff und blockiert die Drehbewegung
des zweiten Zahnrads 42 und des ersten Zahnrads 40 im
Uhrzeigersinn. Diese Blockierung hält die Zahnstange 26,
die durch den Widerstand des in Biegung begriffenen Rohrs gegen
die Krümmung
nach hinten beaufschlagt wird, in der eben erhaltenen vorbewegten
Stellung. Ebenfalls unter der Wirkung der Druckfeder und gleichzeitig
gleitet die gezahnte Zone 44A der Antriebsklinke 44 auf den
Zähnen
des zweiten Zahnrads 42, was eine Rückbewegung der Antriebsklinke 44 entgegen
der Feder 48 bewirkt, wobei die Verklinkung der Antriebsklinke 44 dem
Betätigungshebel 14 gestattet,
in einer Bewegung im Uhrzeigersinn seine in 3A dargestellte
Anfangsstellung wieder einzunehmen. Der auf diese Weise erhaltene
Wiederaufnahmewinkel beträgt
etwa 15°.
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Eine
Folge von Hin- und Herbewegungen des Betätigungshebel 14, die
bestrebt sind, den Betätigungshebel 40 dem
Griff 16 zu nähern
und dann von diesem zu entfernen, gestattet auf diese Weise eine
allmähliche
Vorbewegung der Zahnstange 26 nach vorne. Über das
erste Zahnrad und das zweite Zahnrad, die stufenförmig montiert
sind und miteinander fest verbunden sind, ist die Eintrittsbewegung des
Betätigungshebels 14 von
der Vorbewegung der Zahnstange 26 abgekoppelt. Dies gestattet
es, gleichzeitig dank der großen
Zähne der
Zahnstange und des Zahnrads 40 hohe Schubkräfte an dem
Arbeitskopf und dank der kleinen Zähne des Zahnrads 42 einen
für die
Ergonomie günstigen
mäßigen Wiederaufnahmewinkel
zu erhalten.
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Gemäß einem
anderen bevorzugten Aspekt der Erfindung wird nun die Entriegelung
der Rückhalteklinke 46,
die die Rückbewegung
der Zahnstange 26 gestattet, unter Bezugnahme auf die 4A und 4E beschrieben.
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In 4A ist
der Betätigungshebel 14 in
einer Stellung, in der er von dem Griff 16 etwa 15° entfernt
ist. Die jeweiligen gezahnten Zonen 44A und 46A der
Antriebsklinke 44 und der Rückhalteklinke 46 sind
mit den Zähnen
des zweiten Zahnrads 42 unter der Beaufschlagungskraft
der jeweiligen Federn 48 und 50 in Eingriff. Da
das erste Zahnrad 40 und das zweite Zahnrad 42 gestuft
unter der Wirkung der Rückhalteklinke 46 unbewegt
gehalten sind, bleibt die Zahnstange 46 in vorbewegter
Stellung unbewegt. Unter der Wirkung einer Kraft, die bestrebt ist, den
Betätigungshebel 14 gemäß dem Pfeil
D vom Griff 16 im Uhrzeigersinn von 4B zu
entfernen, gleitet die gezahnte Zone 44A der Antriebsklinke 44 auf
den Zähnen
des zweiten Zahnrads 42, wobei eine Rückbewegung der Antriebsklinke 44 gleitend
bezüglich
des Betätigungshebels 14 entgegen
der Feder 48 gemäß dem Pfeil
D' von 4B stattfindet.
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Indem
die Bewegung des Betätigungshebels 14,
die bestrebt ist, in vom Griff 16 gemäß dem Pfeil D von 4C zu
entfernen, weiter geführt
wird, wobei die Rückbewegung
der Betätigungsklinke 44 entgegen
der Feder 48 ausreichend war, passiert die gezahnte Zone 44A der
Antriebsklinke 44 den Scheitel der Zähne des zweiten Zahnrads 42 und
unter der Beaufschlagungswirkung der Feder 48 bewegt sich die
Antriebsklinke 44, indem sie gemäß dem Pfeil D'' von 4C nach
vorne geschoben wird. In dieser Stellung befindet sich die Nockenzone 44C der
Antriebsklinke 44 gegenüber
der der gezahnten Zone 46A benachbarten Nockenzone 46D der
Rückhalteklinke 46,
die der Nockenzone 46C derselben Rückhalteklinke 46 entgegengesetzt
ist.
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Indem
die Bewegung der Entfernung des Betätigungshebels 14 vom
Griff 16 weitergeführt
wird (4D) kommt eine einer Endseite 44H benachbarte
Rampe 44I der Nockenzone 44C der Antriebsklinke 44 mit
einer Kante 46E in Kontakt, die durch den Schnitt von zwei
Gleitflächen 46F und 46G der
Nockenzone 46D der Rückhalteklinke 46 definiert
wird. Unter der Wirkung der Drehung des Betätigungshebels 14 im
Uhrzeigersinn führt
die Antriebsklinke 44 eine mit dem Pfeil D''' von 4D dargestellte
Rückbewegung
entgegen der Feder 48 aus. Da die Nockenzone 44C der
Antriebsklinke 44 an der Nockenzone 46D der Rückhalteklinke 46 in
Anschlag ist, wird die gezahnte Zone 44A der Antriebsklinke 44 aus den
Zähnen
des zweiten Zahnrads 42 ausgerückt, indem die Feder 48 komprimiert
wird.
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Bei
Weiterführung
der Bewegung der Entfernung des Betätigungshebels 14 vom
Griff 16, um in eine Winkelstellung von etwa 30° bezüglich des
Griffs 16 zu kommen (4E), kommt
die Stirnseite 44H der Antriebsklinke 44 mit der
Gleitfläche 46G der Rückhalteklinke 46 in
Kontakt. Die Stirnseite 44H der Antriebsklinke 44 und
die Gleitfläche 46G der
Rückhalteklinke 46 sind
so ausgebildet, dass die Drehung des Betätigungshebels 14 im
Uhrzeigersinn, die mit dem Pfeil D von 4E dargestellt
ist, die Rückbewegung
und das In-Anschlag-Bringen der Antriebsklinke 44 an dem
Betätigungshebel 14 mit
sich bringt, wie mit dem Pfeil D'''' von 4E dargestellt
ist. Daraus folgt, dass die gezahnte Zone 44A der Antriebs klinke 44 aus
den Zähnen
des zweiten Zahnrads 42 vollständig ausgerückt ist.
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Gleichzeitig
erzeugt der Kontakt der Kante 46E der Rückhalteklinke 46 mit
der Stirnseite 44H der Antriebsklinke 44 unter
der Wirkung der Drehbewegung des Betätigungshebels 14 im
Uhrzeigersinn eine Rückbewegung
der Rückhalteklinke 46 entgegen
der Feder 50 gemäß dem Pfeil
D''''' von 4E, wobei
die Rückbewegung
bestrebt ist, den gezahnten Teil 46B der Rückhalteklinke 46 aus
den Zähnen des
zweiten Zahnrads 42 auszurücken. Die Weiterführung der
Drehbewegung des Betätigungshebels 14 im
Uhrzeigersinn über
30° vom
Griff 16 hinaus (4F) rückt die
gezahnte Zone 468 der Rückhalteklinke 46 vollständig aus
den Zähnen
des zweiten Zahnrads 42 aus. Der Kontakt der Stirnseite 44H der Antriebsklinke 44 mit
der Kante 46E und der Gleitfläche 46G der Rückhalteklinke 46,
worauf das In-Anschlag-Kommen der Rampe 44I der Antriebsklinke 44 mit
einer Fläche 46J folgt,
die zwischen der Gleitfläche 46G und
der gezahnten Zone 46A der Rückhalteklinke 46 gelegen
ist, verstärkt
nämlich
die Rückbewegung
der Rückhalteklinke 46 entgegen
der Feder 50 gemäß dem Pfeil
D''''' von 4F.
Die gezahnte Zone 46A der Rückhalteklinke 46 befindet sich
nun von den Zähnen
des zweiten Zahnrads 42 vollständig ausgerückt. Da das erste Zahnrad 40 und das
zweite Zahnrad 42 miteinander fest verbunden sind und die
Angriffklinke 44 und die Rückhalteklinke 46 aus
den Zähnen
des zweiten Zahnrads 42 ausgerückt sind, ist es nun möglich, die
Zahnstange 46 eine Rückbewegung
gemäß dem Pfeil
F'''' von 4F ausführen zu lassen. Eine Bewegung
entgegen dem Uhrzeigersinn, die bestrebt ist, den Betätigungshebel 14 dem
Griff 16 zu nähern,
rückt die
Nockenzone 44C der Antriebsklinke 44 aus der Nockenzone 46D der Rückhalteklinke 46 aus
und gestattet das Wiedereinrücken
der gezahnten Zone 44A und 46A der Antriebsklinke 44 bzw.
der Rückhal teklinke 46 in
die Zähne
des zweiten Zahnrads 42. Auf diese Wiese ist das Werkzeug
bereit für
einen neuen Arbeitszyklus.
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Die
im Vorstehenden beschriebene Erfindung ist auf eine Biegebearbeitung
von Rohren anwendbar, sie kann jedoch auch auf einen Arbeitsgang des
Schneidens von Rohren, des Setzens von Ringen am Ende von Rohren
oder der Ausweitung des Endes von Rohren angewandt werden.