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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von elastischen Lagerungen
oder Führungen Die Erfindung betrifft die elastischen Lagerunen oder Führungen der
Art, bei welchen ein Block oder eine Muffe aus vulkanisiertem Gummi oder aus gleichNvertige
Eigenschaften aufweisenden natürlichen oder künstlichen Stoffen, im voraus in einer
oder in mehreren Richtungen verformt und in diesem Zustand zwischen zwei starre
Buchsen eingeführt und zwischen diesen gehalten wird.
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Die Erfindung betrifft im besonderen solche elastischen Lagerungen
oder Führungen, bei welchen die starren Buchsen mit dem elastischen Block oder der
Muffe durch vorzugsweise gleichachsige Umdrehungsflächen in Berührung stehen.
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Gegenwärtig stellt man zur Herstellung dieser elastischen Lagerungen
oder Führungen eine Gummimuffe her, deren Abmessungen in freiem Zustand gegenüber
denen der starren Buchsen unter lkrücksichtigung der Richtung und der Größe der
Verformungen, welche der elastischen Masse nach ihrer Einbringung zwischen die Flächen
der beiden starren Teile erteilt werden sollen, bestimmt werden. Man bringt im allgemeinen
die elastische Muffe zunächst in die Außenbuchse ein. Diese Einbringung bietet keine
Schwierigkeiten. Die Einbringung des starren Innenteils, der in eine zentrale Bohrung
der elastischen -Muffe eingepreßt werden muß, stellt dagegen eine heikle Aufgabe
dar, für welche die Erfindung eine neue Lösung angibt, welche infolge der Einfachheit
der aufgewandten Mittel und der Güte der erhaltenen elastischen Lagerungen oder
Führungen vorteilhaft ist.
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Das Hauptkennzeichen der Erfindung besteht darin, den Mittelkörper
in die vorher mit einer Vorspannung in die Außenbuchse eingesetzte elastische Muffe
dädurch einzubringen, daß man diesem
Mittelkörper eine kombinierte
Axial- und Drehbewegung erteilt.
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Unter einer kombinierten Axial- und Drehbewegung ist hier eine Bewegung
zu verstehen, welche unter der Einwirkung von wenigstens zwei Kraftkomponenten erfolgt,
von denen die eine, welche verhältnismäßig klein sein kann, in der Fortschreitungsrichtung
des die kombinierte Bewegung ausführenden be,%yeglichen Körpers gerichtet ist, während
die andere quer dazu gerichtet ist.
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Bei einer Ausführungsform des oben definierten Prinzips der Erfindung
erhält der in die sich bereits unter einer Vorspannung befindende elastische Masse
einzuführende Körper eine axiale Vorschubbewegung gegenüber dieser Masse und eine
Drehbewegung um die gleiche Achse.
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Es ist noch zu bemerken, und dies ist eine vorteilhafte Eigenheit
der Erfindung, daß die Werte der Geschwindigkeiten dieser Bewegungen stark veränderlich
sein können und daß man in Wirklichkeit befriedigende Ergebnisse mit sehr kleinen
Werten dieser Geschwindigkeiten erhält. Diese Eigenheit stellt einen wesentlichen
Unterschied von gewissen früheren Verfahren dar, bei welchen der Mittelkörper durch
eine einzige Bewegung in der Achsrichtung mit einer beträchtlichen Geschwindigkeit
eingesetzt wird.
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Die Erfindung umfaßt ferner alle Mittel zur Ausübung des obigen Einbauverfahrens
sowie die neuen gewerblichen Erzeugnisse, welche durch die mittels dieses Verfahrens
hergestellten elastischen Lagerungen oder Führungen und Vorrichtungen gebildet werden.
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Sie betrifft insbesondere die Mittel, welche durch folgende getrennte
oder beliebig kombinierte Hauptkennzeichen gekennzeichnet sind.
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i. Der in die in ihrer Außenbuchse unter Vorspannung angeordnete elastische
Muffe einzusetzende Mittelkörper wird zwischen einem vorderen Stempel mit einem
von seiner Spitze an zunehmenden Querschnitt und einem Halter angeordnet, der eine
axiale Bewegung und eine Drehbewegung um die gleiche Achse erhalten kann, wobei
der Mittelkörper erst in die elastische Muffe einzutreten beginnt, nachdem diese
die durch die Verschiebung des Stempels bewirkte Formänderung erfahren hat.
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a. Der Stempel ist entweder mit dem einzubringenden Mittelstück oder
mit dem die Bewegungen steuernden Halter auf Drehung und mit dem einzubringenden
Mittelstück inder axialen Vorschubrichtung so verbunden, daß er sich von dem Mittelstück-und
gegebenenfalls von dein Halter trennt, wenn die elastische Muffe keine Rückwirkung
mehr auf ihn ausübt, d. h. wenn er diese vollständig überschritten hat.
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3. Das einzusetzende Mittelstück ist mit dem es in Umdrehung versetzenden
und in der Achsrichtung vorschiebenden Halter mit Hilfe von Kupplungsmitteln der
Freilaufbauart gekuppelt, wobei die Kupplung bei einer Umkehr der Drehrichtung aufhört.
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4. Das einzusetzende Mittelstück ist mit dem es
| in Umdrehung versetzenden und axial vorschie- |
| benden Halter mittels einer Kupplung gekuppelt, |
| welche einen Block aus Gummi oder einem gleich- |
| wertigen Werkstoff aufweist, der so angeordnet ist, |
| daß er in der Achsrichtung zusammengedrückt |
| wird. um durch Ausdehnung in radialer Richtung |
| die Drehverbindung zwischen dem einszusetzenden |
| Stück und dem Halter herzustellen, wobei diese |
| Drehverbindung selbsttätig durch die Richtungs- |
| umkehr der Drehbewegung und die Aufhebung der |
| axialen Zusammendrückung des Gummiblocks auf- |
| gehoben wird. |
| 5. Der Gummiblock nach Absatz 4 ist zwischen |
| einem festen Teil des drehbaren Halters und einem |
| Teil angeordnet, der mit diesem Halter durch ein |
| Gewinde von solcher Richtung verbunden ist, so |
| daß der Block axial zusammengedrückt wird. wenn |
| sich der Halter in der Einführtuigsrichtung des |
| Mittelstücks der elastischen Lagerung oder Fiih- |
| rung dreht, wobei diese Zusamniendriickung auf- |
| hört, wenn sich der Halter in entgegengesetzter |
| Richtung dreht. |
| 6. Der Stempel mit einem von dem Ende bis zu |
| :einem Fuß wachsenden Ouerschnitt, wobei der |
| Fußquerschnitt im Prinzip dem des Endes des ein- |
| zusetzenden 'Mittelkörpers entspricht, ist auf seiner |
| seitlichen Oberfläche mit einer schraubenförmigen |
| Rippe versehen, Nvelche zur Einschraubung in den |
| elastischen Block bestimmt ist, wobei die Ver- |
| formung desselben so erfolgt, daß sich der Block |
| weder umlegen noch in der Längsrichtung ver- |
| schieben kann, wenn er von dem Vorderende des |
| einzusetzenden Mittelstücks erfaßt wird. |
| 7. Die Außenbuchse und das 'Mittelstück der |
| elastischen Lagerung oder Führung sind mit |
| schraubenförmigen 'Nuten gleicher Ganghöhe, aber |
| verschiedenen Durchmessers versehen, so daß |
| zwischen ihnen ein Raum entsteht, in welchem der |
| elastische, unter Vorspannung stehende Block unter- |
| gebracht wird, wobei dann die Werte der bei dem |
| Einbauverfahren angewandten Axialverschiebung |
| und Winkelverschiebung durch die Ganghöhe der |
| schraubenförmigen Nuten .bestimmt sind. |
| Weitere vorteilhafte Eigenheiten der Erfindung |
| werden aus der nachstehenden Beschreibung von |
| Beispielen verschiedener Mittel zur Ausübung |
| des erfindungsgemäßen Verfahrens hervorgehen, |
| welche in den schematischen Zeichnungen dar- |
| gestellt sind, und zwar zeigt |
| Fig. i in Seitenansicht mit teilweisem Axial- |
| schnitt eine Vorrichtung zum Zusammenbau einer |
| elastischen Lagerung oder Führung mit zwei |
| gleichachsigen Buchsen, wobei die Vorrichtung in |
| der Stellung dargestellt ist. Nvelche dem Beginn des |
| der Einbringung der 'Mittelbuchse vorausgehenden |
| Aufweitungsvorgangs des elastischen Blocks ent- |
| spricht, |
| Fig. z, 3 und .f Axialschnitte von Vorrichtungen |
| zur Kupplung des Stempels einerseits und der |
| Mittelbuchse andererseits mit dem Halter für den |
| Drehantrieb und den Axialvorschub, |
| Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie V-V |
| der Fig. 4, |
Fig. 6 eine Außenansicht eines Stempels mit einer schraubenförmigen
Rippe, Fig. 7 einen Axialschnitt einer elastischen Lagerung oder Führung, bei welcher
die unter Vorspannung stehende Gummimuffe zwischen zwei schraubenförmigen Rillen
von starren Teilen an-#eordnet ist.
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Bei dem Beispiel der Fig. i handelt es sich um den Zusammenbau einer
elastischen Lagerung oder Führung bekannter Art, bei der zwei starre Metallbuchsen
1 und 2 vorhanden sind, zwischen welchen ein Block 3 aus Gummi oder einem gleichwertigen
Werkstoff in verformtem Zustand gehalten wird.
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Dieser Block weist z. B. in freiem Zustand einen Innendurchmesser
auf, der kleiner als der Außendurchmesser der Buchse 2 ist, und einen. Außendurchmesser,
der größer als der Innendurchmesser der Buchse i ist, so d'aß er zu seiner Einführung
in diese letztere in radialer Richtung zusammengedrückt und in axialer Richtung
gedehnt werden muß.
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Die Einführung des Blocks 3 in die Buchse i bietet keine besonderen
Schwierigkeiten. Sie kann jedoch vorteilhaft unter Anwendung des den Gegenstand
der Erfindung bildenden Verfahrens vorgenommen werden, welches darin besteht, den
Block 3 in die Buchse i dadurch einzuführen, daß man ihm eine Doppelbewegung erteilt,
nämlich einen Vorschub in der Achsrichtung und eine Drehung um die gleiche Achse
in bezug auf die Buchse i. Es ist klar, daß bei einem Zusammenbau gemäß diesem Verfahren
die Buchse i ebenfalls eine Axialbewegung und eine Winkelbewegung hegenüber dem
als feststehend angenommenen Block 3 ausführen kann.
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Bei dem Beispiel der Fig. i ist die Buchse i an einer Sohle 4 befestigt
und kann z. B. gegen Verdrehungen durch eine Vorrichtung der Bauart einer Aufwickelbremse
5 oder durch Klemmbacken gehalten werden, welche auch die Buchse verstärken und
ihre Ausweitung unter den während des Zusammenbaus auftretenden radialen Kräften
verhindern. Die Buchse i wird z. B. durch einen Ansatz 6 der Sohle 4 so zentriert,
daß sie sich in der :'lclise einer Anordnung befindet, welche den Stempel 7, die
-Mittelbuchse 2 und einen Antriebs- oder Drehkopf 8 umfaßt.
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Unter der Annahme, daß die Teile 7, 2 und 8 gleichzeitig für Verdrehungen
und in der Achsrichtung miteinander gekuppelt sind, senkt man diese Anordnung in
den Block 3, wobei sie gleichzeitig eine Drehbewegung erfährt. Der Drehkopf 8 kann
durch beliebige übliche Mittel angetrieben werden, welche selbst keinen Teil der
Erfindung bilden.
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Der Stempel 7 weitet '.bei seiner Abwärtsbewegung, welche die oben
definierte kombinierte Bewegung ist, das Mittelloch des Blocks 3 auf, wobei er diesen
in der Achsrichtung dehnt, ohne daß der Werkstoff des Blocks 3 genügend an dem Stempel
7 haftet, um von diesem mitgenommen zu werden. Die Buchse 2 wirkt ihrerseits auf
den Block 3 mit einer kombinierten Bewegung ein, und der Stempel 7 kann frei gemacht
werden, wenn die Buchse 2 in ihre endgültige Stellung gekommen ist.
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Fig. 2 zeigt eine Einzelheit der Kupplung zwischen dem Drehkopf 8
und der Buchse 2 einerseits und dem Stempel ? andererseits. Der Drehkopf 8 ist zur
Aufnahme einer Feder 9 ausgebohrt, welche um eine Stange io herum angeordnet ist,
welche bei i i in ein Innengewinde des Drehkopfes 8 geschraubt ist. Die Feder ist
so ausgebildet, daß ihre Windungen in freiem Zustand mit einer gewissen Reibung
in die Bohrung des Kopfes 8 und in die Bohrung der Buchse 2 .passen. Die Feder 9
kann in axialer Richtung in dem Drehkopf 8 durch eine Madenschraube 12 oder andere
gleichwertige Mittel gehalten werden. Der Sterngel 7 ist mit einer hinteren Zentrierung
7" versehen, welche in die Bohrung der Buchse 2 eintritt und auf Drehung
mit der Stange io durch eine schraubenzieherartige Verbindung 13 gekuppelt ist.
Die Buchse 2 wird durch ihren hinteren Rand in einer Nut 14 des Drehkopfes 8 zentriert
und in axialer Richtung gehalten. Der Aufwickelsinn der Feder ist gegenüber dem
Drehsinn des Kopfes 8 so gewählt, daß sich diese Feder wie eine Abwicklungsinnenbremse
verhält und den Drehkopf 8 und die Buchse 2 starr miteinander verbindet, so daß
dieser die kombinierte Axigl- und Drehbewegung erteilt wird, welche ihre Einführung
in den Gummiblock 3 bewirken soll. Wenn diese Einführung beendet ist, braucht man
dem Kopf 8 nur eine der vorhergehenden entgegengesetzte Drehbewegung zu erteilen,
um die Kupplung mit der Buchse 2 aufzuheben, wobei der Stempel 7 von selbst unterhalb
der Sohle 4 abfällt. Die oben beschriebene Anordnung ist eine besondere Ausführung
einer sehr allgemeinen Verbindungsart der Freilaufbauart.
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Bei der Anordnung der Fig. 3 erfolgt die Kupplung zwischen dem Drehkopf
8 und der Buchse 2 durch die mittels eines Gummiblocks 15 erhaltene Kupplungswirkung,
wobei dieser Block zwischen einem Kolben 16 und einem in dem Drehkopf 8 zentrierten
Ring 17 angeordnet ist. Die Buchse 2 wird in einer Nut dieses Ringes 17 zentriert
und in der Achsrichtung abgestützt. Die Stange des Kolbens 16 weist an ihrem hinteren
Teil eine Schraube 18 mit mehreren Gewindegängen auf, welche in ein entsprechendes
Innengewinde des Drehkopfes 8 eingreift. Der Kolben 16 ist mit dem Stempel 7 durch
eine schraubenzieherartige Verbindung 13" gekuppelt.
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Die Gangrichtung der Schraube 18 ist so gewählt, daß der Gummiblock
15 axial zusammengedrückt wird, wenn sich der Kopf 8 dreht und zur Einführung des
Stempels 7 und der auf diesen folgenden Buchse 2 in den Block 3 abwärts geht. Diese
Zusammendrückung des Blocks 15, welche die Drehverbindung zwischen der Buchse 2
und dem Kopf 8 über die Schraube 18 bewirkt, erfolgt in dem ersten Teil der kombinierten
Bewegung der durch den Stempel 7 und die Buchse 2 gebildeten Anordnung durch die
Verdrehungsrückwirkung des Stempels 7. Wenn der Durchgang desselben durch
rleii
ltlock 3 beendet ist, wird er freigegeben, wobei dann die Einspannung durch das
Haften des Blocks 15 an der Buchse z und an der Stange des Kolbens sowie
durch die Verdrehungsrückwirkung der lluchse 2 aufrechterhalten wird. Wenn die Einführung
der Buchse 2 beendet ist, genügt eine Drehung des Kopfes 8 in der der Richtung der
vorhergehenden Bewegung entgegengesetzten Richtung, um die Kupplung in der bereits
unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläuterten Weise aufzuheben.
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Fig..I und 5 zeigen eine weitere Lösung der Kupplung zwischen dem
Kopf 8 und der Buchse 2. welche Rollen und Klemmrampen benutzt. Diese Rampen i9
sind in eine Stange 2o eingeschnitten, welche bei 21 in den Drehkopf 8 eingeschraubt
ist, wobei die Rollen 22 zwischen diesen Rampen und der Bohrung der Buchse 2 angeordnet
sind, welche, wie bei den bereits beschriebenen Ausführungsformen, in einer Nut
des Drehkopfes 8 zentriert und abgestützt ist. Die Arbeitsweise dieser Anordnung
ist unter Berücksichtigung der bereits unter Bezugnahme auf Fig. 2 und 3 gemachten
Ausführungen ohne weiteres verständlich. Wie auf diesen Figuren ist die Stange 2o
mit dem Stempel durch eine schraubenzielierartige Verbindung gekuppelt.
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Es ist klar, daß :bei den Zusammenbauvorgängen gemäß den oben beschriebenen
Verfahren, die Buchse i, in welcher der Block 3 zunächst eingeführt wurde, ebenfalls
eine axiale Bewegung und eine Drehbewegung gegenüber dem Stempel 7 und der als feststehend
angesehenen Buchse 2 ausführen kann.
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Unabhängig von den Mitteln, welche zur Erzeugung der das wesentliche
Kennzeichen der Erfindung bildenden kombinierten Bewegung des Stempels 7 und der
Mittelbuchse 2 benutzt werden, ist zu bemerken, daß die durch den Stempel 7 und
die Mittelbuchse 2 auf den elastischen Block 3 ausgeübte Axialkraft stets erheblich
kleiner ist, als wenn die Einführung nur durch einen axialen Vorschul> erfolgt.
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Hieraus ergibt sich, daß die Erfindung den leichten Zusammenlbau von
elastischen Lagerungen oder Führungen ermöglicht, bei welchen der elastische Block
3 eine verhältnismäßig geringe Höhe gegenüber dem Außen- und Innendurchmesser hat.
Diese Blocks haben bei dem erfindungsgemäßen Verfahren weder die Neigung, bei der
Einführung des Stempels und hierauf der Innenbuchse in der Außenbuchse zu gleiten,
noch die Neigung, sich quer umzulegen.
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Das Verfahren läßt ferner erhebliche Dehnungen des elastischen Blocks
in der Achsrichtung zu, da man durch Schmierung der Innenfläche der Außenbuchse
das Anhaften des elastischen Blocks an dieser Fläche erheblich verringert, wodurch
diese Dehnung erleichtert wird, da dieses Anhaften nicht das Festhalten des Blocks
zur Verhinderung einer durch eine bedeutende Kraft hervorgerufenen Axialverschiebung
zu bewirken braucht, wie bei dem Fall des Einsetzens durch einen einfachen :\xialN-orsclirib.
| Die bedeutende \-ermindertrn dcs Ilaftens des |
| elastischen Blocks an der Innenfläche der Außen- |
| buchse durch Schmierung hat noch den Vorteil, |
| bei gleichzeitiger Erleichterung der Dehnung des |
| elastischen Blocks die radialen Rückwirkungen |
| desselben auf die Innenwand der Außenbuchse be- |
| trächtlich zu verringern und so keine Ausweitun |
| dieser Buchse hervorzurufen. |
| Die Erfindung macht ferner die Herstellung von |
| elastischen Lagerungen oder Führungen großer |
| Länge mit großer Dehnung des elastischen Blocks |
| möglich. Sie gestattet auch aus den gleichen Grün- |
| den die Herstellung von sehr langen Lagerungen |
| oder Führungen mit elastischen Blocks, welche in |
| :Abständen auf die Länge der Buchsen verteilt sind. |
| Die Erfindung kann mit Vorteil benutzt werden, |
| um durch eine kombinierte Bewegung entweder |
| einen an der Innenbuchse haftenden elastischen |
| Block in die Außenbuchse einer elastischen Lage- |
| rung oder Führung oder die Innenbuchse in einen |
| an der Außenbuchse einer elastischen Lagerung |
| oder Führung haftenden elastischen Block ein- |
| zusetzen. |
| Bei einer Ausführungsform des erfindungs- |
| gemäßen Verfahrens kann man den eine der Kom- |
| ponenten der kombinierten Bewegung bildenden |
| axialen Vorschub durch Einschrauben des Stem- |
| pels in den als feste Mutter anzusehenden elasti- |
| schen Block erzeugen. Ein Stempel für die Aus- |
| führung dieses Kunstgriffes ist in Fig.6 dar- |
| gestellt. Er wird durch einen konischen Kern 7 ge- |
| bildet, der mit einer schraubenförmigen Rippe 23 |
| versehen ist. Es ist klar. daß die in der Achsrich- |
| tung auf den elastischen Block ausgeübte Rück- |
| wirkung sozusagen zu Null gemacht ist, da ja der |
| axiale Vorschub der den Stempel? tragenden be- |
| weglichen Anordnung nur die passiven Wider- |
| stände der Vorrichtung zu überwinden hat. |
| Hieraus ergibt sich, daß ein derartiger Stempel |
| die Vornahme von Einsetzvorgängen mit elasti- |
| schen Blocks gestattet, deren Höhe noch kleiner als |
| bei einem eine kombinierte Bewegung ausführen- |
| den konischen glatten Stempel ist. |
| Es ist klar, daß man auch den Stempel sowie die |
| Innenbuchse fest anordnen kann, wobei sich dann |
| der elastische Block, der sich in der Außenbuchse |
| befindet, wie eine bewegliche Mutter aufschraubt. |
| Die Benutzung eines Stempels mit einer schrau- |
| benförmigen Rippe gestattet auch die Herstellung |
| von elastischen Lagerungen oder Führungen für |
| hin und her gehende Bewegungskörper der iri |
| Fig.7 gezeigten Art. bei welchen der elastische |
| Block 3 zwischen zwei schraubenförmigen Nuten |
| gleicher Ganghöhe einer Außenbuchse i und eines |
| Innenteils 2 untergebracht ist. Es ist klar, daß der- |
| artige elastische Lagerungen oder Führungen be- |
| sonders zur Aufnahme von Kriiften in der :@clis- |
| richtung geeignet sind. |