DE8014445U1 - Vorrichtung zum setzen eines befestigers - Google Patents
Vorrichtung zum setzen eines befestigersInfo
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Description
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Vorrichtung zum Setzen eines Befestigers
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Setzen von Befestigern, die Bolzenglieder mit Ziehnuten aufweisen,
und insbesondere Werkzeuge mit einer Vielzahl von Backen zum Ergreifen der Ziehnuten.
Beim Setzen mehrteiliger Befestiger beispielsweise nach den
US-PS 2 527 3o7 und 2 531 o48 wird ein Werkzeug verwendet,
das eine Vielzahl von im allgemeinen unabhängig voneinander bewegbaren Spannbacken aufweist. Letztere sind in den genannten
Patentschriften und im Detail in der US-PS 3 Io7 806 erläutert.
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Bei solchen Backenkonstruktionen ist es unter gewissen Umständen beim Bolzeneinsetzen möglich, daß sich die Backen
außer axialer Fluchtung bewegen. Wenn dies eintritt und das Werkzeug betätigt wird, wird der Bolzen von weniger als der
gesamten Backenbestückung ergriffen; dies kann dazu führen, daß die Backenzähne oder die Ziehnuten abgezogen werden und/
oder schließlich eine oder mehre Backen versagen.
Zusätzlich sind derartige Backenkonstruktionen normalerweise durch eine federbelastete Backenmitnehmeranordnung geschlossei
gehalten. Um den Bolzen in die Backen einzusetzen, muß die Federvorspannkraft überwunden werden, wenn sich die Backen
axial rückwärts und radial auswärts bewegen. In manchen Fäller können solche Einsatzkräfte unerwünscht hoch sein.
Beispielsweise scheint die Größe der Einsatzkraft durch Befestiger
verstärkt zu sein, bei denen die zu ergreifenden Nuten an dem Bolzen relativ tief sind. Eine solche Befestigerkonstruktion
ist in G 79 15 556.9 vom 25. Mai 1979 erläutert. Bei solchen Befestigern ist es für eine_.der Backen möglich,
daß sie permanent aus ihrer zweckmässigen Lage bewegt wird,
so daß das Werkzeug abmontiert und die Backe wieder zweckmässig angeordnet werden muss. Zusätzlich kann gelegentlich
bei der letzteren Art eines Befestigers ein Bolzenabbruch an mehr als einer Nut auftreten, so daß relativ kleine Trümmerstücke
in das Werkzeug getragen werden. Bei herkömmlichen
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WerkzeugkonsLruWtionen wird durch die groSe Zahl der relativ
unabhängig voneinander bewegbaren Teile eine Umgebung geschaffen, in welcher sich die Trümmerstücke ablagern und gegebenenfalls
das Werkzeug blockieren können oder dessen Betrieb ernsthaft beeinträchtigen. Wie in der obengenannten Anmeldung
gezeigt ist, umfaßt der Befestiger ein Bolzenglied mit einer Vielzahl von Nuten und zugeordneten Rippen; diese Nuten und
Rippen sind im wesentlichen identische ringförmige kombinierte Verriegelungs- und Sollbruchnuten, die von zusammenwirkenden
Seitenwänden begrenzt sind, welche in einen konkaven Abschnitt eines ausgewählten Radius konvergieren.
Dieser Abschnitt ist von einer ausgewählten Größe, um eine vorbestimmte Spannungskonzentration zu schaffen, um den Bruch
an einer vorgewählten der Nuten nächst des Außenendes einer zugeordneten Hülse zu erleichtern.
Bei der vorliegenden Erfindung sind die Backen, welche zweckmässig
aus gehärtetem Stahl hergestellt sind, an einer elastomeren Struktur befestigt, so daß eine axiale Fehlausrichtung
im wesentlichen ausgeschlossen ist. Gleichzeitig werden die Backen in einer vorgewählten Offenlage gehalten, so daß Einsetzkräfte
auf ein Minimum herabgesetzt werden. Da die Zahl der Teile wesentlich reduziert ist, ist die Wahrscheinlichkeit,
daß das Werkzeug durch Trümmerstücke blockiert wird, auf ein
Minimum herabgesetzt.
Somit wirken das Werkzeug und der Befestiger miteinander, um
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Es sei indessen hervorgehoben, daß das Werkzeug bei Befestigern unterschiedlicher Konstruktion angewandt u/erden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand
der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Längsansicht eines Befestigungswerkzeuges
und -systemes der Erfindung vor Anbringen des Werkzeuges an dem Befestiger,
Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, wobei das Werkzeug an dem Befestiger angeordnet ist, bevor das Werkzeug
betätigt ist,
Fig. 3 eine ähnliche Längsansicht des Werkzeuges und des Befestigers,
wobei das Werkzeug betätigt und in seinem zweiten Zughub dargestellt ist, wobei der Befestiger
im wesentlichen gesetzt ist,
Fig. 4 eine Schnittansicht durch das Werkzeug längs der
Linie 4-4 in Fig. 1.
In der Zeichnung ist eine Ziehkanonenanordnung bzw. Ziehvorrichtung
Io gezeigt, welche ein Zugglied 12 umfaßt,
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das in gestrichelten Linien teilweise dargestellt ist und mit einer Nasenanordnung 14 zwecks Setzens eines Befestigers
16 betätigbar ist. Der Befestiger 16 umfaßt ein Bolzenglied und eine Hülse 2o, die darauf gepreßt bzw. gestaucht werden
kann, wobei der Bolzen 18 in fluchtenden Bohrungen in Werkstücken 22 und 24 angeordnet ist. Das Zugglied 12 kann herkömmlicher
Art sein und eine relative Axialkraft ausüben, wie dies
in der US-PS 2 132 112 beschrieben ist.
Die Nasenanordnung 14 umfaßt ein im allgemeinen rohrförmiges
äußeres Amboßglied 26 mit einer Axialbohrung 27 und sich radial erstreckenden Ohren oder Ansätzen 28 in der Nähe eines Endes
zwecks Verriegelungseingriffes mit dem Aufnahmeende des Gehäuses des Gliedes 12 mittels einer bekannten Einrichtung.
In dieser Hinsicht könnten die Ohren oder Ansätze 28 auch durch eine separate Ring- und Nutkombination gebildet sein.
Das entgegengesetzte Ende des äußeren Amboßgliedes 26 ist im wesentlichen von einem Abschnitt 3o verschlossen, der eine
Preß- bzw. Stauchbohrung 32 aufweist. Bei einigen Konstruktionen könnte ein separater Amboßabschnitt verwendet werden
(wie dies in der erwähnten Anmeldung gezeigt ist). Die Preßbzw. Stauchbohrung 32 kann verschiedene Formen aufweisen, um
das Pressen bzw. Stauchen zu erleichtern.
Gleitbar innerhalb des äußeren Amboßgliedes 26 ist ein im wesentlichen
rohrförmiges Klemmhülsenglied 34 angeordnet, das
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eine Axialbohrung 36 aufweist, die an ihrem rückwärtigen Abschnitt
38 mit einem Innengewinde versehen ist. Dieser rückwärtige Abschnitt 38 steht mit einem Gewindeabschnitt 4o einei
Kolbenstange (teilweise gezeigt) des Zuggliedes 12 in Schraubeingriff. Das vordere Ende des Klemmhülsengliedes 34 weist
eine axial auswärts, radial einwärts geneigte Bohrung 42 auf, die an ihrem vergrößerten Ende in einem Bohrungsabschnitt 44
vergrößerten Durchmessers endet.
Eine Backenanordnung und Manschette 46 ist gleitbar innerhalb des Klemmhülsengliedes 34 angeordnet und umfaßt eine Vielzahl
von Backengliedern 4R,die mit ihren rückwärtigen Enden an der Führungsfläche eines im allgemeinen rohrförmigen elastomeren
Hülsengliedes 5o befestigt sind. Die Außenflächen der Backenglieder 48 begrenzen eine kegelstumpfförmige Fläche, wel
ehe innerhalb der sich verjüngenden Bohrung 42 angeordnet
ist.
Bei einer Ausführungsform kann das elastomere Glied 5o aus einer flexiblen Urethankonstruktion sein. Die Backenglieder 48
(in einer Ausführungsform sind drei Stück vorgesehen) können
mit dem Hülsenglied 5o in einer separaten Arbeitsstufe oder gleichzeitig mit dem Ausbilden des elastomeren Gliedes 5o verbunden
werden, wenn eine Urethankonstruktion verwendet wird.
Die rückwärtigen Enden der Backenglieder 48 können gekernt
oder geriffelt sein, um den Oberflächenbereich zu vergrößern
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und somit die Bindung mit dem Hülsenglied 5o zu erhöhen. Somit sind die Backenglieder 48 flexibel mit dem nachgiebigen Hülsenglied
5o verbunden und können sich, wenn sie befestigt sind, nachgiebig radial bewegen. Da das Glied 5o gummiartig ist,
können sich die Backenglieder 48 zu einem gewissen Grad nachgiebig
axial bewegen.
Die Backenglieder 48 haben eine Vielzahl von Zähnen 52 zwecks Ergreifens der Nuten des Bolzengliedes 18. Es sei hervorgehoben,
daß die Zähne 42 eine Form aufweisen, die ähnlich derjenigen der Nuten des Bolzengliedes 18 sind und letztere im allgemeinen
besetzen. Wenn sie an dem Hülsenglied 5o befestigt sind, sind die Zähne 52 eines jeden der Backenglieder 48 in axialer
Ausrichtung mit denen der anderen Backenglieder 48 gehalten. Da eine relative Axialbewegung zwischen den Backengliedern
durch das Hülsenglied 5o unterbunden ist, ist eine axiale Fehlausrichtung zwischen den Zähnen 52 im wesentlichen ausgeschlossen,
so daß ein zweckmässiger Eingriff der Nuten des Bolzens 18 mit den Zähnen 52 aller Backenglieder 48 gewährleistet
ist.
Es ist wünschenswert, daß die Backenglieder 48 nicht unter einer hohen Vorspannung geschlossen gehalten werden. Zu diesem
Zweck können gemäß Erfindung die Backenglieder 48 über die flexible Verbindung mit dem Hülsenglied 5o so angeordnet sein,
daß sie in ihrem entlasteten, nicht betätigten Zustand im allgemeinen geöffnet, d.h. radial im Abstand voneinander an-
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geordnet sind, so daß die Rippen der Backenzähne 52 einen Einsetzdurchmesser
D begrenzen. Der Durchmesser D ist etwas geringer als der Rippendurchmesser Dl am Bolzenglied 18, so daß eine
vorgewählte minimale Interferenz bzw. ein Übermaß geschaffen ist. Die Grlße dieser Interferenz bzu/. dieser Überlagerung ist
gewählt, um eine minimale Einsetzkraft zu schaffen, wenn die Ziehvorrichtung 12 an dem Bolzen 18 angebracht wird, wobei
gleichzeitig eine ausreichende Interferenz während des anfänglichen Greifens gewährleistet wird. Das anfängliche Ergreifen
des Bolzengliedes 18 tritt ein, wenn die Ziehanordnung Io betätigt
ist, um das Klemmhülsenglied 34 rückwärts in Bezug auf den äußeren Amboß 26 zu bewegen, zu welcher Zeit die konische
Bohrung 42 die kegelstumpfförmige Fläche der Backenglieder 48
ergreift. Das anfängliche Greifen ober die Überlagerung muß ausreichend sein, um die Backen- und Mitnehmeranordnung 46
an den Nuten des Bolzens 18 zu halten, so daß die Backen 48 nicht von dem Bolzen 18 gleiten. Eine weitere relative Rückwärtsbewegung
des Klemmhülsengliedes 34 verursacht, daß sich die Backenglieder 48 vorwärts (relativ) in die konische Bohrung 42
bewegen, so daß die Backenglieder 48 ihre vollständig geschlossene Lage erreichen und das Ergreifen des Bolzens 18 vollständig
ist. Ein weiteres Bewegen der Klemmhülse 34 und der Anordnung 46 in Bezug auf den äußeren mboß 26 ergibt das Aufbringen
der gewünschten relativen Axialkraft zwischen Bolzen 18 und Hülse 2o und ein Setzen des Befestigers 16; wenn der Hub
der Ziehvorrichtung 12 nicht ausreicht, um vollständig den Be-
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festiger 16 zu setzen, ergibt ihre fortgesetzte Betätigung
einen zvi/eiten Zyklus, d.h. ein Hin- und Herbewegen der Klemmhülse 34 und der Backen- und Manschettenanordnung 46, so daß das Bolzenglied 18 näher an der Hülse 2o ergriffen wird (siehe Fig. 3). Nach Setzen des Befestigers 16 wird das Bolzenglied 18 an einer der Nuten in der Nähe des Endes der Hülse 2o durchtrennt. Der abgetrennte Abschnitt des Bolzengliedes 18 erstreckt sich durch die Ziehvorrichtung 12 via Hülsenglied 5o zwecks
Auswerfens aus dem rückwärtigen Teil der Ziehvorrichtung 12.
einen zvi/eiten Zyklus, d.h. ein Hin- und Herbewegen der Klemmhülse 34 und der Backen- und Manschettenanordnung 46, so daß das Bolzenglied 18 näher an der Hülse 2o ergriffen wird (siehe Fig. 3). Nach Setzen des Befestigers 16 wird das Bolzenglied 18 an einer der Nuten in der Nähe des Endes der Hülse 2o durchtrennt. Der abgetrennte Abschnitt des Bolzengliedes 18 erstreckt sich durch die Ziehvorrichtung 12 via Hülsenglied 5o zwecks
Auswerfens aus dem rückwärtigen Teil der Ziehvorrichtung 12.
Um minimale Einsetzkräfte vorzusehen, während noch eine ausreichende
Interferenz zwecks anfänglichen Ergreifens geschaffen ist, ist es wünschenswert, daß der Rippendurchmesser D an den
Backen 48 so ist, daß beim anfänglichen Ergreifen die Zähne in ungefähr der Hälfte der Tiefe der Nuten des Bolzengliedes
18 angeordnet sind, d.h. dem mittleren Durchmesser zwischen den Nuten und den zugeordneten Rippen an dem Bolzenglied 18 (siehe
Fig. 2).
Es sei bsi der Konstruktion nach Fig. 1-3 hervorgehoben, daß
die Backen- und Manschettenanordnung 46 frei schwebend angeordnet ist, d.h. sich axial innerhalb der Klemmhülse 34 zwischen
dem Gewindeabschnitt 4o der Kolbenstange, welche eine
Schlupfeinrichtung an dem rückwärtigen Ende der Axialbohrung 36 bildet, und der konischen Bohrung 42 bewegen kann. Hierdurch wird ein bestimmter Grad einer radialen Auswärtsbewegung der
Schlupfeinrichtung an dem rückwärtigen Ende der Axialbohrung 36 bildet, und der konischen Bohrung 42 bewegen kann. Hierdurch wird ein bestimmter Grad einer radialen Auswärtsbewegung der
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Backenglieder 48 erlaubt, so daß das Bolzenglied 18 durch die
Öffnung (Durchmesser D) mit einer sperrklinkenartigen Wirkung eingesetzt u/erden kann. Es ist indessen bevorzugt, daß die Größe
der Axialbe\i/egung der Backen - und Manschettenanordnung 46 auf
nicht mehr als ungefähr eine Steigung P der Nuten des Bolzengliedes
18 begrenzt ist. Diese Begrenzung des axialen Schiebens ist vorgesehen, um die Herabsetzung der Greiffähigkeit der
Nasenanordnung 14, d.h. die minimale Länge des Bolzengliedes auf ein Minimum herabzusetzen, die erforderlich ist, um ein Ergreifen
seitens der Backenglieder 48 zu erlauben. Die Axialbeu/egung
kann auf ein Minimum herabgesetzt werden, wenn die Flexibilität des Hülsengliedes 5o ausreichend ist, um die notwendige
Bewegung der Backenglieder 48 zu erlauben.
Das Hülsenglied 5o, welches nachgiebig ist, gestattet ein Ablenken
der Backenglieder 48 und schafft ebenfalls eine Dämpffunktion bei Bolzenbruch. Da das Hülsenglied 5o sich im allgemeinen
über die Länge der Bohrung 36 erstreckt, kann der Abschnitt des Bolzengliedes 18, der bei Bolzenbruch abgetrennt
ist, mit sich ergebenden Trümmerstücken, die von dem gebrochenen Bolzenabschnitt getragen oder innerhalb des Hülsengliedes
5o angeordnet sind, ausgestossen werden, so daß die Wahrscheinlichkeit reduziert u/ird, daß die Nasenanordnung 14
blockiert wird.
Claims (9)
1. Vorrichtung zum Setzen eines Befestigers, der ein Bolzenglied mit einem Kopf und einem Schaft mit einer Vielzahl von
Nuten und ein rohrförmiges Glied umfaßt, welches über den Schaft
des Bolzengliedes angeordnet werden und damit zusammenwirken kann, um eine Vielzahl von Werkstücken nach Aufbringen einer relativen
Axialkraft zwischen dem Bolzenglied und dem rohrförmigen Glied miteinander zu befestigen, dadurch gekennzeichnet, daß ein im wesentlichen rohrförmig ausgebildetes
AmboGglied (26^ vorgesehen ist, welches eine Öffnung in
seinem vorderen Abschnitt aufweist, um die relative Axialkraft zwischen dem rohrförmigen Glied und dem Bolzenglied aufzubringen,
daß ein im allgemeinen rohrförmiges Klemmhülsenglied (34N
gleitbar innerhalb des Amboßgli^des angeordnet ist und eine
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Axialbohrung (36) umfaßt, die an ihrem vorderen Ende in einem
konischen Bohrungsabschnitt (42) endet, daß eine Vielzahl von Spannbacken (34) eine kegelstumpfförmige Außenfläche begrenzt,
um im allgemeinen in den konischen Bohrungsabschnitt der Klemmhülse zu passen, wobei jede Spannbacke eine Innenfläche
mit einer Vielzahl von Zähnen aufweist, die wenigstens einige der Nuten des Bolzengliedes ergreifen können, daß ein rohrförmiges
Hülsenglied (5o) in der Axialbohrung (36) gleitbar angeordnet ist, daß die Spannbacken an einem vorderen Ende
der rohrförmigen Hülse befestigt sind, daß diese rohrförmige Hülse und die Spannbacken axial innerhalb der Axialbohrung (36)
aus einer ersten Lage, in welcher die Backen mit dem konischen Bohrungsabschnitt (42) in Eingriff stehen und somit radial geschlossen
sind, in eine zweite Lage bewegbar sind, in welcher die Backen von dem konischen Bohrungsabschnitt gelöst sind
und sich in radial offener Lage befinden, und daß die Backen, wenn sie an der rohrförmigen Hülse befestigt sind, normalerweise
in geöffnetem Zustand gehalten sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Länge der Axialbewegung,—bestimmt von dem ko- "
nischen Bohrungsabschnitt (42) und der Halterungseinrichtung
(4o) an dem rückwärtigen Ende der Axialbohrung (36), annähernd der Axialabstand zwischen benachbarten der Nuten des
Bolzengliedes ist.
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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken (48) nachgiebig an dem
rohrförmigen Hülsenglied (5o) befestigt sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet , daß die Spannbacken einzeln an dem rohrförmigen Hülsenglied (5o) befestigt sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das rohrförmige
Hülsenglied (5o) sich im wesentlichen mit der Axialbohrung des Klemmhülsengliedes erstreckt.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das rohrförmige
Hülsenglied aus einem elastomeren Material besteht.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß im offenen Zustand
der Backen (34) die Zähne (52) eine Öffnung minimalen Durchmessers begrenzen, der geringer als der Durchmesser der
Rippen zu/ischen den Nuten des Bolzens und größer als derjenige
der Nuten ist, so daß die erforderlichen Kräfte zum Einsetzen
des Bolzengliedes in die Backen auf ein Minimum herabgesetzt sind, während eine ausreichende Interferenz geschaffen ist, um
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zu verhindern, daß die Backen von dem Bolzenglied bei Relativbewegung
zwischen der Klemmhülse und den Backen gleiten.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der minimale Durchmesser annähernd
der mittlere Durchmesser zu/ischen dem der Nuten und deren
zugeordneten Rippen ist.
9. Vorrichtung zum Setzen eines Befestigers, der ein Bolzenglied
mit einem Kopf und einem Schaft mit einer Vielzahl von Nuten und ein rohrförmiges Glied umfaßt, das über dem Schaft
des Bolzengliedes angeordnet werden kann und mit dem Bolzenglied zusammenwirkt, um eine Vielzahl von Werkstücken bei
Anwenden einer relativen Axialkraft zwischen dem Bolzenglied und dem rohrförmigen Glied miteinander zu befestigen,
dadurch gekennzeichnet , daß ein im allgemeinen rohrförmig ausgebildetes Amboßglied (26) mit einer Öffnung
(32) in dessen vorderem Abschnitt vorgesehen ist, um die relative Axialkraft zwischen dem rohrförmigen Glied und dem Bolzenglied
aufzubringen, daß ein im allgemeinen rohrförmiges Klemmhülsenglied (34) gleitbar innerhalb des Amboßgliedes
angeordnet ist und eine Axialbohrung (36) aufweist, die an ihrem vorderen Ende in einem konischen Bohrungsabschnitt (42)
endet, daß eine Vielzahl von Spannbacken (48) eine kegelstumpf förmige Außenfläche bildet, welche in den konisohen Bohrungsabschnitt
der Klemmhülsse paßt und wobei die Spannbacken je eine Innenfläche mit einer Vielzahl von Zähnen (52) auf-
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weisen, die wenigstens einige der Nuten des Bolzengliedes ergreifen
können, daß ein rohrförmiges Hülsenglied (5o) gleitbar
innerhalb der Axialbohrung (36) vorgesehen ist und daß eine elastomere Einrichtung zum nachgiebigen Befestigen der Spannbacken
an einem vorderen Ende der rohrförmigen Hülse zwecks nachgiebiger Radialbeu/egung zwischen einer offenen und einer
geschlossenen Lage vorgesehen ist.
lo. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in
Kombination mit dem Bolzenglied, das einen Kopf und einen Schaft mit einer Vielzahl von Nuten und zugeordneten Rippen
umfaßt, wobei das rohrförmige Glied über dem Schaft des Bolzens angeordnet und in einige der Nuten gedrückt werden kann,
dadurch gekennzeichnet , daß alle Nuten und Rippen im wesentlichen identisch als kombinierte ringförmige
Verriegelungs- und Sollbruchnuten dienen, die von zusammenwirkenden Seitenwänden begrenzt sind, die in einen konkaven Abschnitt
eine Größe aufweist, die so ausgewählt ist, daß eine vorbestimmte Spannungskonzentration geschaffen wird, um ein
Brechen an einer ausgewählten Nut in der Nähe des äußeren Endes des rohrförmigen Gliedes zu erleichtern, wobei diese Kombination
ein Befestigungssystem schafft.
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