EP1948373A1 - Festwalzrollenkopf eines festwalzwerkzeugs - Google Patents

Festwalzrollenkopf eines festwalzwerkzeugs

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EP1948373A1
EP1948373A1 EP06807340A EP06807340A EP1948373A1 EP 1948373 A1 EP1948373 A1 EP 1948373A1 EP 06807340 A EP06807340 A EP 06807340A EP 06807340 A EP06807340 A EP 06807340A EP 1948373 A1 EP1948373 A1 EP 1948373A1
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EP
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housing
roller
crankshaft
face
deep rolling
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Hans-Toni Steffens
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Hegenscheidt MFD GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H7/00—Making articles not provided for in the preceding groups, e.g. agricultural tools, dinner forks, knives, spoons
    • B21H7/18—Making articles not provided for in the preceding groups, e.g. agricultural tools, dinner forks, knives, spoons grooved pins; Rolling grooves, e.g. oil grooves, in articles
    • B21H7/182—Rolling annular grooves
    • B21H7/185—Filet rolling, e.g. of crankshafts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B39/00—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor
    • B24B39/04—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working external surfaces of revolution
    • B24B39/045—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working external surfaces of revolution the working tool being composed of a plurality of working rolls or balls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H9/00—Feeding arrangements for rolling machines or apparatus manufacturing articles dealt with in this subclass

Definitions

  • the invention relates to a deep rolling head of a deep rolling tool according to the preamble of the first claim.
  • Deep rolling roller heads of this type are known. For example, from WO 03/090972 A1 a
  • a deep rolling roller head of a deep rolling tool for deep rolling of radii or punctures on the main and thrust bearing pin of crankshafts known with a housing in which one or two fixed rollers are laterally spaced from each other with little play in a roller cage rotatably guided.
  • the roller cage is fastened on the underside of the housing facing the crankshaft with pins which respectively support the roller cage on its end faces facing away from the deep-rolling rollers and at the same time guide them laterally.
  • the housing of the deep rolling roller head is provided on its side facing the crankshaft bottom at both ends thereof each with a projection for supporting the roller cage. Pins as fastening and guiding members for the roller cage are provided and engage in the roller cage.
  • the end face adjoining the underside has a predetermined first distance to the middle over a portion of its length.
  • the associated short leg is supported by a stop on its inside on the portion of the housing.
  • the roller cage supporting the end face of the associated long leg has a predetermined second distance from the section.
  • the deep rolling roller head of a deep rolling tool is known, as used for deep rolling of radii or punctures on the main and stroke bearing journals of crankshafts with a housing in which one or two deep rolling rollers are spaced laterally apart with little play each guided in two roller cages are loosely rotatable.
  • the roller cages are mounted on the crankshaft facing the front side of the housing with holders which support the roller cages each on their side facing away from the fixed rollers ends and at the same time lead laterally.
  • the housing is provided on its side facing the crankshaft at both ends thereof each with a projection for supporting one of the two roller cages.
  • An attachment and management body for each Roller cage is provided and engages in the roller cage, wherein it can be attached to one of the projections of the housing at the same time.
  • the well-known deep rolling roller heads have in common that for mounting the roller cages close tolerances must be met. Narrow tolerances increase the cost price of the tool. For this reason, the present invention is based on the task of reducing the number of pieces or sections of the deep rolling roller head, which must be made to hold the roller cages within low manufacturing tolerances. At the same time it should be possible to continue to use organs, such as the L-shaped holder, as they are known and in use. Finally, it should be possible with this so to be created innovation to remedy the occurring at the direction of rotation of the crankshaft roller cage occurring wear by simple means.
  • this object is achieved in that the direction of rotation of the crankshaft remote from the end face of the housing of the deep rolling roller head has a projection on which one of the roller cages with its front side is supported, which lies opposite the end face, wherein the deep rolling roller is guided.
  • a known L-shaped holder is provided, which is with respect to the housing and lockable and at the end of the long leg of the other roller cage of the deep rolling tool with its front side supported, which in turn is the end face, in which the deep rolling roller is guided.
  • an offset with which the deep rolling against the direction of rotation of the crankshaft relative to the longitudinal center of the housing of the deep rolling roller head can be realized without any special effort.
  • the offset is between 0.1 and 1 mm and is preferably 0.2 mm.
  • the single figure shows approximately true to scale a deep rolling head in the side view.
  • the deep rolling roller head 1 of a deep rolling tool for deep rolling by means of deep rolling rollers 2 of radii or recesses 3, which are represented in the present case by a broken circular line, to the main or crankpins 4 a crankshaft (not shown) while the crankshaft rotates in a rotational direction 5, has a prismatic, flat, approximately rectangular housing 6.
  • the two roller cages 8 and 9 each have a first end face 10 and 11 which have a mutual distance 12 from each other and at the same time a distance 13 and 14 to the longitudinal center 15 of the housing 6.
  • end faces 10 and 11 recesses 16 are provided, wherein the deep rolling rollers 2 loosely guided.
  • first end faces 10 and 11 opposite second end faces 17 and 18 of the roller cages 8 and 9, these are based on parts of the housing 6 or on organs, which are slidably mounted on the housing 6.
  • the direction of rotation 5 of the crankshaft facing away from section 19 of the end face 7 of the housing 6 has a projection 20 on which the roller cage 8 is supported with its second end face 17.
  • an L-shaped holder 22 is provided, as it is known per se from the prior art.
  • the L-shaped holder 22 is with respect to the Housing 6 via screws 23 and 24 and lockable.
  • the other roller cage 9 is supported with its second end face 18 from.
  • the longitudinal center 15 of the housing 6 and the center of rotation 27 of the bearing journal 4 of the crankshaft lie in one and the same plane. Compared to this plane, the center of rotation of the deep rolling roller 2 is displaced by an offset 28 against the direction of rotation 5 of the crankshaft.
  • the offset 28 is between 0.1 and 1 mm, preferably 0.2 mm.
  • the projection 20 of the end face 7 of the housing 6 has a support surface 29, on which the second end face 17 of the roller cage 8 abuts and is supported.
  • the support surface 29 has a distance 30 from the longitudinal center 15 of the housing 6, which is greater by the offset 28 than the distance that has the outer end 25 of the long leg 26 of the L-shaped holder 22 from the longitudinal center 15 of the housing 6. It is assumed that the two roller cages 8 and 9 each have the same dimensions.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Festwalzrollenkopf (1) eines Festwalzwerkzeugs zum Festwalzen mit Hilfe von Festwalzrollen (2) von Radien oder Einstichen (3) an den Haupt- (4) oder Hublagerzapfen einer Kurbelwelle, während sich die Kurbelwelle in einer Drehrichtung (5) dreht. Der Festwalzrollenkopf (1) hat ein prismatisches flaches, annähernd rechteckiges Gehäuse (6) auf dessen einer Stirnseite (7) die den fest zu walzenden Lagerzapfen (4) der Kurbelwelle zugewandt ist, zwei Rollenkäfige (8, 9) vorgesehen sind. Die Rollenkäfige (8, 9) haben jeweils erste Stirnseiten (10, 11) welche einen gegenseitigen Abstand (12) voneinander und zugleich einen Abstand (13, 14) zur Längsmitte (15) des Gehäuses (6) haben. Die Rollenkäfige (8, 9) weisen Ausnehmungen (16) auf, in denen Festwalzrollen (2) mit Spiel lose drehbar geführt sind. Jeweils mit zweiten Stirnseiten (17, 18) stützen sich die Rollenkäfige (8, 9) auf Teilen des Gehäuses (6) oder auf Organen ab, die am Gehäuse (6) verschiebbar befestigt sind. Der der Drehrichtung (5) abgewandte Abschnitt (19) der Stirnseite (7) des Gehäuses (6) hat einen Vorsprung (20) auf dem sich der Rollenkäfig (8) mit seiner zweiten Stirnseite (17) abstützt. Auf dem der Drehrichtung (5) der Kurbelwelle zugewandten Abschnitt (21) des Gehäuses (6) ist ein L-förmiger Halter (22) vorgesehen, der in bezug auf das Gehäuse (6) ein- und feststellbar ist. Am Ende (25) von dessen langen Schenkel (26) stützt sich der zweite Rollenkäfig (9) mit seiner zweiten Stirnfläche (18) ab.

Description

FESTWALZROLLENKOPF EINES FESTWALZWERKZEUGS
Die Erfindung betrifft einen Festwalzrollenkopf eines Festwalzwerkzeugs entsprechend dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs .
Festwalzrollenköpfe dieser Art sind bekannt. So ist beispielsweise aus der WO 03/090972 Al ein
Festwalzrollenkopf eines Festwalzwerkzeugs zum Festwalzen von Radien oder Einstichen an den Haupt- und Hublagerzapfen von Kurbelwellen bekannt mit einem Gehäuse, in welchem eine oder zwei Festwalzrollen in seitlichem Abstand voneinander mit geringem Spiel in einem Rollenkäfig lose drehbar geführt sind. Der Rollenkäfig ist auf der der Kurbelwelle zugewandten Unterseite des Gehäuses mit Stiften befestigt, welche den Rollenkäfig jeweils auf seinen den Festwalzrollen abgewandten Stirnseiten abstützen und zugleich seitlich führen. Das Gehäuse des Festwalzrollenkopfes ist auf seiner der Kurbelwelle zugewandten Unterseite an deren beiden Enden jeweils mit einem Vorsprung zum Abstützen des Rollenkäfigs versehen. Stifte als Befestigungs- und Führungsorgane für den Rollenkäfig sind vorgesehen und greifen in den Rollenkäfig ein.
Aus der WO 2004/004972 Al ist ein anderer Festwalzrollenkopf eines Festwalzwerkzeugs mit Festwalzrollen bekannt, welche in Rollenkäfigen drehbar geführt sind, die einen Abstand von der Mitte der Unterseite des Gehäuses des Festwalzrollenkopfes haben und sich jeweils auf der Stirnseite am Ende des langen Schenkels von zwei L-förmigen Haltern abstützen, die in Richtung auf die Mitte ein- und feststellbar sind. In ein Langloch des langen Schenkels greift jeweils eine Schraube ein, über die der L-förmige Halter auf der Unterseite des Gehäuses gehalten wird, während eine zweite Schraube durch jeweils eine Bohrung im kurzen Schenkel hindurch in eine Bohrung in der angrenzenden Stirnseite des Gehäuses eingreift und dazu vorgesehen ist, die genaue Lage des Rollenkäfigs in bezug auf die Mitte einzustellen. Bei dem bekannten L-förmigen Halter hat die an die Unterseite angrenzende Stirnseite auf einem Abschnitt ihrer Länge einen vorgegebenen ersten Abstand zur Mitte. Der zugehörige kurze Schenkel stützt sich über einen Anschlag seiner Innenseite auf dem Abschnitt des Gehäuses ab. Die den Rollenkäfig abstützende Stirnseite des zugehörigen langen Schenkels hat von dem Abschnitt einen vorgegebenen zweiten Abstand.
Schließlich ist aus der WO 03/090971 Al der Festwalzrollenkopf eines Festwalzwerkzeugs bekannt, wie er zum Festwalzen von Radien oder Einstichen an den Haupt- und Hublagerzapfen von Kurbelwellen benutzt wird mit einem Gehäuse, in welchem eine oder zwei Festwalzrollen in seitlichem Abstand voneinander mit geringem Spiel jeweils in zwei Rollenkäfigen lose drehbar geführt sind. Die Rollenkäfige sind auf der der Kurbelwelle zugewandten Stirnseite des Gehäuses mit Haltern befestigt, welche die Rollenkäfige jeweils auf ihren den Festwalzrollen abgewandten Stirnseiten abstützen und zugleich seitlich führen. Das Gehäuse ist auf seiner der Kurbelwelle zugewandten Stirnseite an deren beiden Enden jeweils mit einem Vorsprung zum Abstützen von einem der beiden Rollenkäfige versehen. Ein Befestigungs- und Führungsorgan für den jeweiligen Rollenkäfig ist vorgesehen und greift in den Rollenkäfig ein, wobei es zugleich an einem der Vorsprünge des Gehäuses befestigt werden kann.
Den bekannten Festwalzrollenköpfen ist gemeinsam, dass zur Anbringung der Rollenkäfige enge Toleranzen eingehalten werden müssen. Enge Toleranzen verteuern den Herstellungspreis des Werkzeugs. Aus diesem Grunde geht die vorliegende Erfindung von der Aufgabe aus, die Anzahl von Stücken oder Abschnitten des Festwalzrollenkopfes zu verringen, welche zur Halterung der Rollenkäfige innerhalb von geringen Fertigungstoleranzen hergestellt werden müssen. Zugleich soll es möglich sein, Organe, wie zum Beispiel die L-förmigen Halter weiter zu verwenden, wie sie an sich bekannt und in Gebrauch sind. Schließlich soll es mit dieser so zu schaffenden Neuerung möglich sein, den an dem der Drehrichtung der Kurbelwelle zugewandten Rollenkäfig auftretenden Verschleiß mit einfachen Mitteln zu beheben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der der Drehrichtung der Kurbelwelle abgewandte Abschnitt der Stirnseite des Gehäuses des Festwalzrollenkopfes einen Vorsprung hat auf dem sich einer der Rollenkäfige mit seiner Stirnseite abstützt, welche der Stirnseite gegenüber liegt, worin die Festwalzrolle geführt wird. Auf dem der Drehrichtung der Kurbelwelle zugewandten Abschnitt des Gehäuses des Festwalzrollenkopfes wird ein an sich bekannter L-förmiger Halter vorgesehen, der in bezug auf das Gehäuse ein- und feststellbar ist und am Ende von dessen langen Schenkel sich der andere Rollenkäfig des Festwalzwerkzeugs mit seiner Stirnseite abstützt, die wiederum der Stirnseite gegenüber liegt, in welcher die Festwalzrolle geführt ist. Auf diese Weise wird es möglich, die an sich bekannten und gebräuchlichen L-förmigen Halter für die Halterung der Rollenkäfige an den Festwalzrollenköpfen weiter zu verwenden, ohne hierfür neue Konstruktionen vorsehen zu müssen und den Verschleißes des Rollenkäfigs an der der Drehrichtung der Kurbelwelle zugewandten Stirnseite durch einfaches Nachstellen des L-förmigen Halters zu kompensieren. Das Nachstellen ist unkompliziert und kann von einer Fachkraft ausgeführt werden, ohne dass es dazu besonderer Einstellhilfen bedarf. Indem der der Drehrichtung der Kurbelwelle abgewandte Rollenkäfig an einer Stirnfläche eines Vorsprungs des Gehäuses des Festwalzrollenkopfes anliegt, deren Abstand zur Längsmitte des Gehäuses genau vorgegeben ist und auch in engen Toleranzen eingehalten werden kann, ergeben sich aus dieser Konstellation bereits derart vorteilhafte Vereinfachungen, dass besondere Einstellhilfen zum Justieren der Festwalzrollen nicht mehr erforderlich sind. Auch ein Versatz, mit welchem die Festwalzrolle entgegen der Drehrichtung der Kurbelwelle gegenüber der Längsmitte des Gehäuses des Festwalzrollenkopfes angeordnet ist lässt sich ohne besonderen Aufwand realisieren. Der Versatz liegt zwischen 0,1 und 1 mm und beträgt vorzugsweise 0,2 mm. Anstelle von mehreren passgenauen Anschlägen, wie sie aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt sind, wird nur noch eine einzige passgenaue Anschlagfläche benötigt, nämlich jene am Vorsprung des Gehäuses.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche . Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.
Die einzige Figur zeigt annähernd maßstabsgetreu einen Festwalzrollenkopf in der Seitenansicht.
Der Festwalzrollenkopf 1 eines Festwalzwerkzeugs zum Festwalzen mit Hilfe von Festwalzrollen 2 von Radien oder Einstichen 3, die im vorliegenden Fall durch eine unterbrochene Kreislinie dargestellt sind, an den Hauptoder Hublagerzapfen 4 einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) während sich die Kurbelwelle in einer Drehrichtung 5 dreht, hat ein prismatisches, flaches, annähernd rechteckiges Gehäuse 6. Auf einer Stirnseite 7, des Gehäuses 6 die dem festzuwalzenden Lagerzapfen 4, der Kurbelwelle zugewandt ist, sind zwei Rollenkäfige 8 und 9 angeordnet. Die beiden Rollenkäfige 8 und 9 haben jeweils eine erste Stirnseite 10 und 11, welche einen gegenseitigen Abstand 12 voneinander haben und zugleich einen Abstand 13 und 14 zur Längsmitte 15 des Gehäuses 6. Innerhalb der Stirnseiten 10 und 11 sind Ausnehmungen 16 vorgesehen, worin die Festwalzrollen 2 lose drehbar geführt sind. Auf den den ersten Stirnseiten 10 und 11 gegenüberliegenden zweiten Stirnseiten 17 und 18 der Rollenkäfige 8 und 9 stützen sich diese auf Teilen des Gehäuses 6 oder auf Organen ab, die am Gehäuse 6 verschiebbar befestigt sind. Der der Drehrichtung 5 der Kurbelwelle abgewandte Abschnitt 19 der Stirnseite 7 des Gehäuses 6 hat einen Vorsprung 20, auf welchem sich der Rollenkäfig 8 mit seiner zweiten Stirnseite 17 abstützt. Auf dem der Drehrichtung 5 der Kurbelwelle zugewandten Abschnitt 21 des Gehäuses 6 ist ein L-förmiger Halter 22 vorgesehen, wie er an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist. Der L-förmige Halter 22 ist in bezug auf das Gehäuse 6 über Schrauben 23 und 24 ein- und feststellbar. Am äußeren Ende 25 des langen Schenkels 26 des L-förmigen Halters 22 stützt sich der andere Rollenkäfig 9 mit seiner zweiten Stirnseite 18 ab.
Die Längsmitte 15 des Gehäuses 6 und die Drehmitte 27 des Lagerzapfens 4 der Kurbelwelle liegen in ein und derselben Ebene. Gegenüber dieser Ebene ist der Drehmittelpunkt der Festwalzrolle 2 um einen Versatz 28 entgegen der Drehrichtung 5 der Kurbelwelle verschoben. Der Versatz 28 beträgt zwischen 0,1 und 1 mm, vorzugsweise 0,2 mm.
Der Vorsprung 20 der Stirnseite 7 des Gehäuses 6 weist eine Stützfläche 29 auf, auf der die zweite Stirnseite 17 des Rollenkäfigs 8 anliegt und sich abstützt. Die Stützfläche 29 hat von der Längsmitte 15 des Gehäuses 6 einen Abstand 30, welcher um den Versatz 28 größer ist als der Abstand, den das äußere Ende 25 des langen Schenkels 26 des L-förmigen Halters 22 von der Längsmitte 15 des Gehäuses 6 hat. Vorausgesetzt wird dabei, dass die beiden Rollenkäfige 8 und 9 jeweils dieselben Abmessungen haben .
Bezugszeichenliste
1 Festwalzrollenkopf
2 Festwalzrolle
3 Einstich
4 Haupt- und Hublagerzapfen
5 Drehrichtung
6 Gehäuse
7 Stirnseite
8 Rollenkäfig
9 Rollenkäfig
10 erste Stirnseite
11 erste Stirnseite
12 gegenseitiger Abstand
13 Abstand
14 Abstand
15 Längsmitte
16 Ausnehmung
17 zweite Stirnseite
18 zweite Stirnseite
19 Abschnitt
20 Vorsprung
21 Abschnitt
22 L-förmiger Halter
23 Schraube
24 Schraube
25 äußeres Ende
26 langer Schenkel
27 Drehmitte
28 Versatz
29 Stützfläche
30 Abstand

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Festwalzrollenkopf eines Festwalzwerkzeugs zum
Festwalzen mit Hilfe von Festwalzrollen von Radien oder Einstichen an den Haupt- oder Hublagerzapfen einer Kurbelwelle, während sich die Kurbelwelle in einer Drehrichtung dreht, mit einem prismatischen flachen, annähernd rechteckigen Gehäuse, auf dessen einer Stirnseite, die den fest zu walzenden Lagerzapfen der Kurbelwelle zugewandt ist, zwei Rollenkäfige angeordnet sind, die jeweils erste Stirnseiten haben, welche einen gegenseitigen Abstand voneinander und zugleich einen Abstand zur Längsmitte des Gehäuses haben sowie Ausnehmungen aufweisen, in denen wenigstens eine Festwalzrolle mit Spiel lose drehbar geführt ist und die jeweils zweite Stirnseiten haben, die sich auf Teilen des Gehäuses oder auf Organen abstützen, die am Gehäuse ein- und feststellbar angeordnet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s
- der der Drehrichtung (5) der Kurbelwelle abgewandte Abschnitt (19) der Stirnseite (7) des Gehäuses (6) einen Vorsprung (20) hat, auf dem sich einer der Rollenkäfige (8) mit seiner zweiten Stirnseite (17) abstützt, während
- auf dem der Drehrichtung (5) der Kurbelwelle zugewandten Abschnitt (21) des Gehäuses (6) ein L- förmiger Halter (22) vorgesehen ist, der in bezug auf das Gehäuse ein- und feststellbar ist und - am Ende (25) von dessen langen Schenkel (26) sich der andere Rollenkäfig (9) mit seiner zweiten Stirnseite (18) abstützt.
2. Festwalzrollenkopf nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Längsmitte (15) des Gehäuses (6) und die Drehmitte (27) des fest zu walzenden Lagerzapfens (4) der Kurbelwelle in derselben Ebene liegen, gegenüber der der Drehmittelpunkt der Festwalzrolle (-n) (2) um einen Versatz (28) entgegen der Drehrichtung (5) der Kurbelwelle verschoben ist.
3. Festwalzrollenkopf nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Versatz zwischen 0,1 und 1 mm, vorzugsweise 0,2 mm beträgt.
4. Festwalzrollenkopf nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Vorsprung (20) der Stirnseite (7) des Gehäuses
(6) eine Stützfläche (29) für die zweite Stirnseite (17) von einem der Rollenkäfige (8, 9) aufweist, die von der Längsmitte (15) des Gehäuses (6) einen vorgegebenen Abstand (13) hat und um den Betrag des Versatzes (28) größer ist, als der Abstand (14) des Endes (25) des langen Schenkels (26) des L-förmigen Halters (22) von der Längsmitte (15) des Gehäuses (6) .
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