DE7608723U - Einsatzelement zu Befestigungszwecken - Google Patents

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ing. H, NEGENDANK <-i078> · difl-ino. H.hAÜCK· dipl.-phys. W. SCHMITZ ing. E. GHAALFS · dipping. W. WEHNERT · DIPi^-PHYS. W. CARSTENS

HAMBtTRG-MUNCHEN

ZVSTELLTTNGSANSCHRIFT: 20OO HAMBURG 36 · NEUER WAII 41 TBLXFON (040) 36 74 28 VNB 86 4110

TKLBGR. NEGKD.FITINT HAMBTTRG ITW-ATECO GmbH ^8OO° manchen » . mozartsth. 23 Stormarnstr. 43-49 telefon (osö) ö38oase TXLXQB. NBQBDAI'ATBNT MÜNCHEN

2000 Norderstedt 1

HAMBURG, 19. März I976

Einsatzelement zu Befestigungszwecken

Die Neuerung bezieht sich auf ein Einsatzelement zu Befestigungs-

ankerung in einer Werkstücke)ffnung dienenden Außenkontur und
einer Aufnahmeöffnung, die mit einem Befestigungselement,
vorzugsweise Schraube, zusammenwirkt.

Einsatzelemente in Form von Einsteckmuttern, Dübeln oder dergleichen sind vielfältig bekannt« Sie werden normalerweise in eine vorgebohrte Öffnung eines Werkstücks eingesetzt und dienen zur Aufnahme eines Befestigungselements, vorzugsweise Schraube oder dergleichen, die von der Aufnahmeöffnung des Einsatzelementes aufgenommen wird, um ein zweites Werkstück am ersten zu befestigen. Die bekannten Einsatz- oder Einsteckelemente

und

sind normalerweise einstückig ausgeführt / bestehen normalerweise aus einem Kopf und einem Schaftteil, wobei der Schaftteil aus zwei oder mehreren Schenkeln bestehen kann, die beispiels-

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weise beim Eindrehen einer Schraube gegen die Lochwandung gedrückt werden und dadurch das Einsatzelement im Werkstück zusätzlich verkrallen.

Das am häufigsten verwendete Einsatzelement oder Einsteckmutter weist normalerweise zwei Schenkel auf, die an einer Kopfplatte angeformt sind. Beim Eintreiben des Befestigungsmittels, wie beispielsweise einer Schraube, werden die Schenkel nach außen gegen die Lochwandung gedrückt, wobei die Schraube im Bereich der flexiblen Schenkel nur segmentartig umschlossen und diese nur durch die eigene Vorspannung gegen die Schraube gedruckt werden. Hauptnachteil der bekannten Einsteckelemente ist jedoch, daß die Achse des Schraubenloches mit der Achse

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bei derartigen Einsteckmuttern nur dann möglich, wenn die Schraubenlochaciise im Winkel zur normalen Befestigungsricntung ■ der Einsteckmutter verläuft. Auch hier müssen jedoch Schrauben-Iochachse und Achse des Befestigungsmittels zusammenfallen, was nur durch eine bestimmte Winkellage der Einsteckmutter gegeben ist.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einsatzelement zu Befestigungszwecken zu schaffen, bei dem das Befestigungselement unter einem beliebigen spitzen Winkel zur Achse des Einsatzelements eingesetzt werden kann.

Bei einem Einsatzelement der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Aufnahmeöffnung von

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einem trichterförmigen, radial verformbaren Innenabschnitt des Eins;?+· ^,elements begrenzt wird.

Beim neuerungsgemäßen Einsatzelement ist die Aufnahmeöffnung oder Schraubenloch konisch gestaltet, wobei der Eingangs-

durcHraesser wesentlich größer als der Durchmesser des Befestigungseleäientes ist, das beispielsweise eine selbstformende Schraube ist. Da der trichterförmige Abschnitt elastisch verformbar ist, ergibt sich beim Eintreiben einer Schraube eine Verformung des trichterförmigen Abschnitts, welcher in Richtung Schraubenkopf gezogen wird und dadurch eine von der Schraubenanzugskraft abhängige Umschließung des Befestigungselements gewährleistet. Voraussetzung für den angestrebten !Effekt, ein Befestigungselement auch im spitzen Vinlcel zur Einsatzelemeuitachse einzuführen, ist neben der elastischen Verformbarkeit des trichterförmigen Abschnitts ferner, daß letzterer Gelegenheit hat, sich ausreichend zu verformen, da zwangsläufig mit dem Eintreiben des Befestigungselements, vorzugsweise der untere Teil des trichterförmigen Abschnitts axial zur Achse des Schraubenelements ausgerichtet wird. Hierzu ergibt sich eine verhältnismäßig starke radiale Abweichung des entsprechenden Teils des trichterförmigen Abschnitts, die jedoch nur dann möglich ist, wenn der radialen Abweichung kein Hindernis im Wege ist.

Mit Hilfe der Neuerung ist somit ein Einsatzelement geschaffen, das sich der jeweiligen Schräglage eines Befestigungselements, beispielsweise Schraube, anpassen kann bei gleichzeitiger guter

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Umschließung der Schraube. Hieraus ergibt sich auch ein montagetechnischer Vorteil der· Neuerung insofern, als die neuerungsgemäße Einsteckmutter nicht mehr erfordert, daß sie genau zur Schraubenachse ausgerichtet zu sein hat, wie das bei bisher verwendeten Einsteckmuttern der Fall ist.

In einer Ausgestaltung der Neuerung ist vorgesehen, daß ein Außenwandteil vorgesehen ist, der nur über einen axial begrenzten Verbindungsabschnitt mit dem trichterförmigen Innenabschnitt so verbunden ist, daß der Innenabschnitt gegenüber dem Außenwandteil verschwenkbar ist. Der Außenwandteil kann verschiedene axiale Länge haben, muß sich mindestens jedoch bei dünneren Werkstückplatten über einen Betrag erstrecken, der zumindest etwas größer als die Werkstückdicke ist. Der Trichterabschnitt., der entweder langer oder kürzer ist als das Außenwandteil, je nach Einsatzzweck, befindet sich radial innerhalb des Außenwandteils und ist mit diesem nur über eine Schwenkverbindung verbunden, um die Verformbarkeit des Trichterabschnitts bei schräg angesetztem Befestigungselement zu gewährleisten. Der Verbindungsabschnitt liegt vorteilhafterweise im Kopfbereich des Einsatzelements, da die stärkste radiale Abweichung des Trichterabschnitts am freien Ende erfolgt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Neuerung ist vorgesehen, daß der Trichterabschnitt über seine Länge etwa gleiche Wandstärke aufweist. Es ist jedoch auch möglich, die Wandstärke über die Länge zu variieren, wobei jedoch in jedem Fall die

ausreichende Verformbarkeit des Trichterabschnitts bei schräg angesetztem Befestigungselement sichergestellt sein muß und gleichzeitig eine ausreichende Festhaltekraft gegenüber einem Herausziehen des Befestigungselements aus dem Trichterabschnitt

einem
bzw. / Umstülpen desselben.

Wie oben bereits erwähnt, ist der Trichterabschnitt so gestaltet, daß er einerseits eine genügende Eigenflexibilität besitzt, um sich der jeweiligen Schräglage der Schraube anzupassen, und andererseits eine gute Umschließung der Schraube sicherstellt. In diesem Zusammenhang sieht eine weitere Ausgestaltung der Neuerung vor, daß sich an den Tricbterabschnitt ein Endabschnitt konstanten Durchmessers anschließt, wobei der konstante Durchmesser vorzugsweise gleich dem kleinsten Durchmesser des Trichterabschnitts ist. Eine besonders wirksame Umschließung der Schraube erfolgt demgemäß im Endabschnitt konstanten Durchmessers .

Es ist zwar denkbar, den Trichterabschnitt aus mehreren getrennten, elastisch verformbaren Schenkeln oder Beinen zu bilden. Um jedoch eine genügende Festigkeit sicherzustellen, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Neuerung vorgesehen, daß der Trichterabschnitt von einer geschlossen umlaufenden Trichterwand gebildet ist, die in Umfangsabständen geschwächt ist. Auf diese Weise wird eine wirksame Befestigung einer Schraube erzielt, wobei jedoch die Schwächungen dafür sorgen, daß ein durch zu hohe Taiigentialspannung hervorgerufenes Einreißen im unteren Abschnitt nicht eintritt. Die Schwächungen

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ii

können gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Neuerung durch in Längsrichtung verlaufende, zur Aufnahmeöffnung weisende Nuten gebildet sein, die vorzugsweise membranartige Dehnusigsabschnitte bilden. Dabei weisen die Schwächungen des Trichterabschnitts eine geringere Umfangslänge auf als die dazwischen·* liegenden Abschnitte.

Das neuerungsgemäße Einsatzelement kann für Werkstücke aus unterschiedlichem Material eingesetzt werden, beispielsweise für eine Verbindungskonstruktion für plattenförmige Werkstücke aus Holz, Preßspan oder dergleichen. In diesem Zusammenhang sieht eine Ausgestaltung der Neuerung vor, daß der Außenwandteil sägezahnförmig ausgebildet ist. Die Zähne sorgen für eine wirksame Verankerung in einer Bohrung, beispielsweise einer Blindbohrung in einer Holzplatte. Eine derartige Verankerung ist jedoch wesentlich, da das Eintreiben des Befestigungselements nichte zur Verstärkung dieser Verankerung beiträgt. Um das Einsatzelement gegen ein Verdrehen su sichern, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Neuerung vorgesehen, daß das Außenwandteil äußere, parallel zur Achse verlaufende Abflachungen aufweist.

Die zuletzt beschriebene Ausführungsform eines Einsatzelements ist insbesondere zur Verbindung von Möbelteilen oder dergleichen geeignet. Es gibt jedoch eine Reihe_ävon Anwendungsfällen, in denen das Einsatzelement in verhältnismäßig dünne Werkstücke, beispielsweise Blech eingesetzt werden soll. In diesem Zusammenhang sieht eine weitere Ausgestaltung der Neuerung vor, daß das

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Außenwandteil einen Kopf aufweist mit einer gegen die Werkstückfläche anliegenden Anlagefläche und daß ferner Verriegelungsmittel vorgesehen sind, die mit der Unterseite des Werkstücks in Eingriff bringbar sind. Eine derartige Ausgestaltung des neuerungsgemäßen Einsatzelements ermöglicht den Einsatz von selbstformendeii Schrauben auch dort, wo sie normalerweise nicht verwendet werden.

\ Damit eine ausreichende Überdeckung der Befestigungsschraube

erreicht werden kann, ist die axiale. Länge des Trichter ab Schnitts bei Einsatz in Bleche oder dergleichen größer als die Länge der Öffnungen, in denen das Element verankert wird. Die Verankerung oder Verriegelung kann dabei wiederum auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. In einer Ausgestaltung sieht die Neuerung vor, daß das Außenwandteil zwei oder mehr Federbeine aufweist, die mit einer Hinterschneidung mit dem dem Kopf abgewandten Öffnungsrand in Eingriff treten. Die Federbeine sorgen dabei für eine Vorspannung des Einsatzelements, indem das Werkstück von entgegengesetzten Seiten "eingespannt wird". Bei einer anderen Ausgestaltung ist neuerungsgemäß vorgesehen, daß das Außenwandteil zwei oder mehr Federbeine aufweist, die am unteren Ende nach außen und zarück gebogen sind und mit dem freien Ende mit dem dem Kopf abgewandten Öffnungsrand in Eingriff treten. Bei dieser Ausgestaltung sorgen sogenannte Spreizfüße für eine einwandfreie Positionierung im Loch, wobei außerordentlich hohe Auszugskräfte erzielt werden.

In allen Fällen, wo Schnappfüße oder Spreizfüße zur Verankerung

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des neuerungsgemäßen Einsatzelementes Vei"wendung finden, ist es vorteilhaft, wenn zwischen den Federbeinen radiale Rastnocken an den Triohterabsohnitt und/oder den Kopf angeformt sind, die eine bessere Positionierung im Befestigungsloch erlauben.

Eine dritte Möglichkeit zur Verankerung im Werkstück besteht neuerungsgemäß darin, daß an dem Kopf vier ein Quadrat beschreibende Vorsprünge angeformt sind und daß am Kopf oder Außenwandteil vier weitere ein Quadrat beschreibende Vorsprünge angeformt sind im axialen Abstand zu und um h$ gegenüber den ersten Vorsprüngen versetzt. Diese Ausführungsform dient in erster Linie für quadratische Befestigungslöcher, wobei durch

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positiv im Vierkantloch verriegelt ist.

Ausführungsbeispiele der Neuerung sollen nachfolgend anhand von Zeichnungen näher beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt im Schnitt ein neuerungsgemäßes EinsatzelemtJHt in Verbindung mit einem ¥erkstück.

Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt die Verbindung eines weiteren ¥erkstücks mit dem Werkstück nach Fig. 1.

Fig. h zeigt im Schnitt eine andere Ausführungsform der Neuerung.

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Fig. 5 zeigt die Draufsicht in Richtung des Pfeils X.

Fig. 6 zeigt im Schnitt eine weitere Ausführungsform der Neuerung.

Fig. 7 zeigt die Ansicht des Elements nach Fig. 6 in Richtung des Pfeils Y.

Fig. 8 zeigt im Schnitt eine vierte Ausführungsform der Neuerung.

Fig. 9 zeigt eine Ansicht der Anordnung nach Fig. 8 in Richtung des Pfeils Z.

Eine Holzplatte 10 gemäß Fig. 1 ist mit einer Blindbohrung 11 versehen, in die eine Einsteckmutter 12 eingesetzt ist, wobei νβχ·εϋιΚθϊ^ι"ύϊϊ§3ζΜϊ3ΰϊβ 4- eines aiilseiiforuiigSn. AwuBsnvTciiiiluGxls 13 fUu eine wirksame Verankerung in der Bohrung 11 sorgen. Vier um ?90° versetzte Abflachungen 5 (Fig. 2) sorgen für ausreichende Drehfestigkeit der Eixisteckmutter 12. Über einen Verbindungsabschnitt lh im oberen Bereich des Außenwandteils 13 ist ein ,Trichterabschnitt 1 angelenkt mit einem konischen Abschnitt 15 mit einem Öffnungswinkel Oi und einem unteren Abschnitt 3 konstanten Durchmessers. Der Abschnitt 15 definiert eine konische Einschrauböffnung, die im Abschnitt 3 in eine Öffnung konstanten Durchmessers übergeht, wobei der konstante Durchmesser gleich dem des kleinsten Durchmessers des konischen Abschnitts 15 ist. Der Trichter 1 setzt sich aus vier in gleichen Umfangsabständen angeordneten Segmenten 16 zusammen, die in Längsrichtung etwa gleiche ¥andetärke aufweisen. Zwischen den Segmenten 16 befinden sich membranartige Dehnungsabschnitte,

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die von Nuten 2 gebildet sind.

Fig. 3 zeigt eine weitere Platte 17» beispielsweise ebenfalls aus Holz, die eine schräge, gestufte Bohrung 18 besitzt, durch die eine Schraube 19 hindurchgeführt ist. Der Schraubenkopf 20 sitzt versenkt im Abschnitt größeren Durchmessers, während dar untere Bereich des selbstformenden Schaftes 21 mit dem Schraubloch des Trichters 1 zusammenwirkt, wobei die Trichterwände stark verformt werden, da die Schraube das elastische Material so zu verformen sucht, daß es parallel zur Schraubenachse ausgerichtet ist.

Dennoch wird insbesondere infolge des Endabschnitts \6 eine große Gewindeiib erde ckung erzielt- so daß die Werkstücke 10 und 17 fest miteinander verbunden werden können.

Die Figuren k und 5 zeigen eine Blechplatte 22 mit einem, Vierkantloch 23 zur Aufnahme einer Einsteckmutter Zk. Diese besitzt wiederum einen inneren Trichter 25, der ähnlich wie der Trichter 1 der Einsteckmutter nach den Fign. 1 und 2 geformt ist. Er ist jedoch hier an eine Kopfplatte 26 angeformt, die an der Unterseite ein nach unten vorspringendes Viereck 27 bildet. Wie man aus Fig. 5 erkennt, sind am Kopf 26 ferner rechtwinklige Vorsprünge 28 angeformt, die ein weiteres Viereck definieren und um 45 gegenüber den Ecken des Vierecks 27 versetzt sind. Außerdem sind die Vorsprünge 28 axial gegenüber dem Viereck 27 versetzt, so daß durch Verdrehen der gesamten Einsteckmutter 24 diese positiv im Vierkantloch 23 verriegelt werden kann.

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Die Figuren 6 und 7 zeigen eine Einsteckmutter 30» die ähnlich wie die nach den Figuren k und 5 aufgebaut ist hinsichtlich Trichter 31 und Kopfplatte 32. Zur Verankerung in einer Blechplatte 33 mit einer Vierkantöffnung Jk dienen Schnappfüße 7, die einen Hinterschnitt 35 besitzen zwecks Ausübung von Einspannkräften von entgegengesetzten Seiten der Blechplatte 33· Wie aus Fig. 7 zu erkennen, sind zwei diametral gegenüberliegende Federbeine 7 vorgesehen. An den beiden anderen Seiten der Einsteckmutter sind Rastnocken 8 vorgesehen, die sich gegen die Wandung des Loches 3^ anlegen, damit die Einsteckmutter wirksam positioniert ist«

Die Figuren 8 und 9 zeigen eine Blechplatte 36 mit einer Vierkantöffnung 37, in die eine Einsteckmutter 38 eingesetzt ist,

gleicht. Gleich ausgebildet äst auch der Trichter 39» so daß auf eine nähere Beschreibung dieses Teils verzichtet werdsn kann. Zur Verankerung der Einsteckmutter 38 im Vierkantloch 37 sind zwei diametral gegenüberliegende Federbeine 10 vorgesehen, die im unteren Ende xach außen und zurückgebogen sind, wobei die freien Enden der Federbeine 10 oder Spreizfüße gegen den unteren Lochrand zu liegen kommen. Die Federbeine 10 erlauben eine außerordentlich leichte Montage und bewirken gleichseitig erhöhte Auszugskräfte infolge der selbstsperrenden Wirkung der Federbeine 10. Rastnocken 9 an den beiden anderen Seiten der Eiristeckmutter 38 sorgen für eine bessere Positionierung im Vierkantloch 37·

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Das für die neuerungsgemäße Einsteckmutter venrwendete Material muß ausreichend flexibel sein 'and dennoch, eine hohe Festigkeit gewährleisten. Daher wird vorzugsweise Kunststoff verwendet.

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Claims (14)

Ansprüche :

1. Einsatzelement zu Befestigungszwecken aus elastisch, verformbarem Material mit einer zur Verankerung in einer Ferkstücköffnung dienenden Außenkontur und einer Aufnahmeöffnung, die mit einem Befestigungselement, vorzugsweise Schraub«, zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeöffnung von einem trichterförmigen, radial verformbaren Innenabschnitt (1, 25, 31» 39) des Einsatzelements begrenzt wird.

2. Einsatzelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Außenwandteil (12) vorgesehen ist, der nur über einen axial begrenzten Verbindungsabschnitt mit dem trichterförmigen Innenabschnitt (i) so verbunden ist, daß -~ler Innenabschnitt gegenüber dem Außenwandteil verschwenkbar ist.

3. Einsatzelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsabschnitt im Kopfbereich des Einsatzelementes liegt.

h. Ednsatzelement nach einem dar Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Trichterabschnitt über seine Länge etwa gleiche Wandstärke aufweist.

5. Einsatzelement nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Trichterabschnitt (i) ein

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Abschnitt (3) konstanten Durchmessers anschließt, wobei der konstante Durchmesser vorzugsweise gleich dem kleinsten Durchmesser des Trichterabschnitts ist.

6. Einsatzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Trichterabschnitt (1, 25» 31» 39) von einer geschlossen umlaufenden Trichterwand gebildet ist, die in Umfangsabständen geschwächt ist.

7· Einsatzelement nach Anspruch 6, dadurch, gekennzeichnet, daß die Schwächungen durch in Längsrichtung verlaufende, zur Aufnahmeöffnung weisende Nuten (2) gebildet sind, die vorzugsweise membranartige Dehnungsabschnitte bilden.

8. Einsatzelement nach Anspruch 6 odr 7» dadurch gekennzeichnet, daß df e Schwächungen des Trichter ab Schnitts eine geringere Umfangslänge aufweisen als die dazwischenliegenden Abschnitte.

9· Einsatzelement nach einem der Ansprüche 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenwandteil (13) sägezahnförmig (4) ausgebildet ist.

10. Einsatzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Außenwandteil (13) äußere, parallel zur Achse verlaufende Abflachungen (5) aufweist.

11. Einsatzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenwandteil einen Kopf (2,6, 32) aufweist mit einer gegen die Werkstückfläche anliegenden

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AnI age fläche und dsJ3 ferner Verriegelungsmittel vorgesehen sind, die mit der Unterseite des Werkstücks (22, 33, 36) in Eingriff bcLngbar sind.

12. Einsatzeleraent nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenwandteil zwei oder mehr Federbeine (7) aufweist, die mit einer Hinterschneidung (35) ^mit dem dem Kopf (32) abgewandten Öffnungsrand in Eingriff treten.

13» Einsatzelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenwandteil zwei oder mehr Federbeine (1O) aufweist, die am unteren Ende nach außen und zurückgebogen sind und mit dem freien Ende mit dem dem Kopf abgewandten Öffnungsrajid in Eingriff treten.

14. Einsatzelement nach Anspruch 12 oder 13> dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Federbeinen (7, 10) radiale Rastnocken (8, 9) an den Trichterabschnitt (31, 39) und/ oder den Kopf (32, 3?) angeformt sind.

15· Einsatzelement nach Anspruch 11,dadurch gekennzeichnet, daß an den Kopf (26) vier ein Quadrat beschreibende Vorqprünge

(27) angeformt sind und daß an den Kopf oder den Außenwandteil vier weitere, ein Quadrat beschreibende Vorsprünge

(28) angeformt sind in axialem Abstand zu und um U-3 gegenüber den ersten Vorsprüngen versetzt.

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