EP4279147A2 - Vorrichtung zum gesteuerten bewegen eines schliesselementes, insbesondere einer brandschutzklappe - Google Patents
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- EP4279147A2 EP4279147A2 EP23173825.3A EP23173825A EP4279147A2 EP 4279147 A2 EP4279147 A2 EP 4279147A2 EP 23173825 A EP23173825 A EP 23173825A EP 4279147 A2 EP4279147 A2 EP 4279147A2
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Definitions
- the invention relates to a device for the controlled movement of a closing element, in particular a fire damper, from an open position to a closed position and vice versa, the closing element having a flap which rotates about an axis in a housing and an axis cam is arranged eccentrically on the axis is in turn connected via a coupling rod to a drive cam, which sits on a drive shaft of a drive.
- a closing element in particular a fire damper
- Closing elements that are intended to be closed and opened in a controlled manner are available on the market in a variety of forms. For example, this includes doors that... Can be opened or closed by actuation of proximity sensors. In many cases, such doors must be securely secured in both the open and closed positions. The same applies to corresponding windows.
- the invention relates primarily to fire dampers in air duct systems.
- Fire dampers are known and available on the market in a variety of shapes and designs. They are used to securely close an air section of a ventilation system in the event of a fire. This happens, for example, after a fusible link is triggered, after which the fire damper falls into the closed position, for example under the force of an energy storage device.
- the fire damper must also be able to be opened again in a simple manner, for example in the event of a false alarm.
- gears are known for opening and closing, which can bring the fire damper into the closed or open position mechanically or by motor.
- These gears are arranged inside the ventilation system, as is the case, for example EP 1 348 468 B1 is shown.
- an inner bead is introduced into the air duct system in the area of the fire damper, in which the driving force transmission device is then located. This means additional effort and additional throttling of the air flow, which is undesirable.
- gear elements are arranged inside an air duct system, the risk of contamination of the gear elements is very high. You can also be subject to negative influences from the air flow, for example if it carries moisture with it and this moisture then contributes to corrosion on the transmission parts.
- the object of the present invention is to create a device of the type mentioned above, in which a secure and trouble-free movement of the closing element and an avoidance of springing in the end positions takes place. Furthermore, the drive should be protected from possible influences of the flowing medium in the line system.
- the solution to the problem is, on the one hand, that the coupling rod is designed to be curved several times in order to avoid dead positions.
- This coupling rod has a key function when operating the locking element. It should transmit all movements without forming dead centers, but also securely fix the locking element in the end positions.
- the curved design definitely avoids dead spots that could lead to a blockage of the closing element.
- the coupling rod is composed of four sections, each of which is arranged at an angle to one another.
- a first section connected to the drive cam is followed by a bent second, middle section at an angle of less than 180°, which is followed by a third section in the same angular direction, which has an angle in the opposite orientation, ie of over 180° a fourth section and this is connected to the axle cam.
- the first angle and the second angle are only slightly less than 180°, while the third angle, in contrast, is larger and thus also creates a larger bend.
- the offsets are designed in such a way that a width of the Gearbox is not increased.
- the first section and the fourth section are each connected to the drive cam and the axle cam via a pivot pin. If an imaginary connection is established between these two pivot pins, for example a horizontal connection, the pivot pin of the drive cam exceeds or falls below a vertex of the other pivot pin during its opening or closing movement. Of course, this also applies if the entire gear arrangement is arranged at an angle or even vertically.
- links are provided which extend in a circle around the axis or the drive shaft. They also each define two end positions for the pivot pins guided in them. These move in a circle on the drive cam or the axle cam around the drive shaft or the axle.
- This configuration reliably prevents the locking element from blocking and also prevents it from springing back when opening or closing. Of course, it is particularly important for fire dampers to prevent springing when closing and to support the tumbler.
- axle cams, drive cams and coupling rods are arranged in a gear housing, which is located outside the housing of the fire damper.
- this gear housing does not have a disruptive effect on the outside of the air performance system, it is placed between the two, normally usual and existing flanges of the area of the fire damper. It is important to remember that the thickness of the gearbox housing is less than the height of the flanges, so that the gearbox housing does not interfere with the assembly of the air performance system.
- a part of a housing 1 is shown for receiving a fire damper, not shown, in its interior.
- the arrangement of such a fire damper is, for example, in DE 197 01 275 A1 shown, wherein the fire damper is arranged pivotably about an axis. This axis leads out of the housing 1, also passes through a gear housing 2 and is fixed to the gear housing 2 with a head screw 3.
- the gearbox 2 consists, as above all in Figures 2 and 3 recognizable, from a base plate 4 and a cover 5. When assembled, it has a thickness that is less than a height h of a flange 6.1, opposite which there is a second flange 6.2. Each flange 6.1 and 6.2 is still through one Reinforcement angles 7.1 and 7.2 reinforced. Further parts of an air duct system are connected to the side flanges 6.1 and 6.2.
- the gearbox 2 is also covered by a bracket 8, which serves, among other things, to protect the gearbox 2.
- head screw 3 Opposite the head screw 3 is in Figure 1
- head screw 9 can be seen, which is placed on a drive shaft described later for driving the fire damper and fixes it.
- the base plate 4 of the gear housing 2 points according to Figure 2 a circular larger punching 10 for the passage of an axis 11 (see Figure 3 ) and a small punched out 12 for the passage of a drive shaft 13. Both cutouts 10 and 12 are enclosed in a circular arc by a guide contour or backdrop 14 and 15, respectively.
- Figure 4 shows the gear, consisting of drive cams 16, coupling rod 20 and axle cams 17 as well as the corresponding bolts 18.1 and 18.2 in the links 14 and 15 in the starting position in which the fire damper is closed.
- Section I is slightly bent at an angle w1 of less than 180° compared to a central section II. In the same angular direction, but with a slightly smaller angle w2, follows the third section III, which is followed by the fourth section IV, which forms an angle w3 in the opposite angular direction to the third section III, ie of more than 180 °, and a larger bend having.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum gesteuerten Bewegen eines Schliesselements, insbesondere einer Brandschutzklappe, von einer Öffnungsstellung in eine Schließstellung und umgekehrt, wobei das Schliesselement eine Klappe aufweist, die um eine Achse in einem Gehäuse dreht und an der Achse ein Achsnocken exzentrisch angeordnet ist, der wiederum über eine Kupplungsstange mit einem Antriebsnocken verbunden ist, der einer Antriebswelle eines Antriebs aufsitzt.
- Schließelemente, die gesteuert geschlossen und geöffnet werden sollen, gibt es in vielfältiger Form auf dem Markt. Zum Beispiel gehören hierzu Türen, die bei Betätigung von Näherungssensoren geöffnet oder geschlossen werden. In vielen Fällen müssen derartige Türen sowohl in Öffnungs - als auch in Schließstellung gesichert festgelegt werden. Dasselbe gilt auch für entsprechende Fenster.
- Die Erfindung bezieht sich vor allem auf Brandschutzklappen in Luftleitungssystemen. Brandschutzklappen sind in vielfältiger Form und Ausführung bekannt und auf dem Markt. Sie dienen dazu, im Brandfalle einen Luftabschnitt eines Lüftungssystems sicher zu verschliessen. Dies geschieht bspw. nach Auslösen eines Schmelzlots, wonach die Brandschutzklappe bspw. unter der Kraft eines Kraftspeichers in Schliesslage fällt. Ebenso muss natürlich, bspw. bei einem Fehlalarm, die Brandschutzklappe auf einfache Art und Weise auch wieder geöffnet werden können.
- Zum Öffnen und Schliessen sind verschiedene Getriebe bekannt, welche die Brandschutzklappe mechanisch oder motorisch in Schliess- bzw. in Öffnungslage bringen könne. Dabei sind diese Getriebe im Inneren des Lüftungssystems angeordnet, wie dies bspw. in der
EP 1 348 468 B1 aufgezeigt ist. Hierzu wird in das Luftführungssystem im Bereich der Brandschutzklappe eine Innensicke eingebracht, in welcher sich dann die Antriebskraftübertragungseinrichtung befindet. Dies bedeutet einen zusätzlichen Aufwand und zudem eine zusätzliche Drosselung des Luftstroms, die unerwünscht ist. Ferner ist bei Anordnungen von Getriebeelementen im Inneren eines Luftleitungssystems die Gefahr einer Verschmutzung für die Getriebeelemente sehr hoch. Auch können Sie negativen Einflüssen des Luftstroms unterliegen, beispielsweise wenn dieser Feuchtigkeit mit sich führt und diese Feuchtigkeit dann zu Korrosion an den Getriebeteilen beiträgt. - Ein weiteres Problem bei Brandschutzklappen und anderen gesteuerten Schliesselementen ist die Überwindung von Totpunkten, die immer wieder zu Störungen führen, da hierdurch der Antrieb bei einer bestimmten Winkelstellung blockiert wird. Dies ist bspw. in der
DE 10 2007 010 680 B4 deutlich zu erkennen, wo durch die geradlinige Anordnung von Drehachse der Antriebskurbel und Gelenkpunkte der Kupplungsstange Totpunkte entstehen. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der oben genannten Art zu schaffen, bei der eine gesicherte und störungsfreie Bewegung des Schliesselements sowie eine Vermeidung des Nachfederns in den Endlagen erfolgt. Ferner soll der Antrieb vor möglichen Einflüssen des strömenden Mediums in dem Leitungssystem geschützt sein.
- Zur Lösung der Aufgabe führt zum einen, dass die Kupplungsstange zur Vermeidung von Todstellungen mehrfach gekrümmt ausgebildet ist.
- Diese Kupplungsstange hat eine Schlüsselfunktion beim Betätigen des Schliesselements. Sie soll alle Bewegungen ohne Bildung von Totpunkten übertragen, aber auch das Schliesselement in den Endlagen gesichert festlegen. Durch die gekrümmte Ausführung wird auf jeden Fall vermieden, dass Totpunkte, die zu einer Blockade des Schliesselements führen könnten, vermieden werden.
- In einem besonderen Ausführungsbeispiel ist erfindungsgemäss die Kupplungsstange aus vier Abschnitten zusammengesetzt, die jeweils in einem Winkel zueinander angeordnet sind. Dabei folgt auf einen mit dem Antriebsnocken verbundenen ersten Abschnitt ein abgekröpfter zweiter, mittlerer Abschnitt in einem Winkel von weniger als 180°, an den in gleicher Winkelrichtung ein dritter Abschnitt anschliesst, der mit einem Winkel in entgegengesetzter Ausrichtung, d.h. von über 180°, mit einem vierten Abschnitt und dieser mit dem Achsnocken verbunden ist. Dabei sind der erste Winkel und der zweite Winkel nur wenig geringer als 180°, während der dritte Winkel im Gegensatz dazu grösser ausgestaltet ist und so auch eine grössere Abkröpfung erzeugt. Dabei sind die Abkröpfungen so ausgestaltet, dass eine Breite des Getriebes nicht erhöht wird.
- Der erste Abschnitt und der vierte Abschnitt sind jeweils über einen Drehbolzen mit dem Antriebsnocken bzw. dem Achsnocken verbunden. Wird zwischen diesen beiden Drehbolzen eine gedachte Verbindung hergestellt, bspw. eine waagrechte Verbindung, so über- bzw. unterschreitet der Drehbolzen des Antriebsnockens bei seiner Öffnungs- bzw. Schliessbewegung jeweils einen Scheitelpunkt zu dem anderen Drehbolzen. Dies gilt natürlich auch, wenn die ganze Getriebeanordnung schräg oder gar senkrecht angeordnet ist.
- Zur Führung der Drehbolzen sind jeweils Kulissen vorgesehen, welche sich kreisförmig um die Achse bzw. die Antriebswelle erstrecken. Sie definieren auch jeweils zwei Endlagen für die in ihnen geführten Drehbolzen. Diese bewegen sich kreisförmig an dem Antriebsnocken bzw. dem Achsnocken um die Antriebswelle bzw. die Achse.
- Diese Ausgestaltung verhindert gesichert ein Blockieren des Schliesselements und ebenso auch ein Nachfedern beim Öffnen oder auch Schliessen. Wichtig ist natürlich vor allem bei Brandschutzklappen das Verhindern des Nachfederns beim Schliessen und die Unterstützung der Zuhaltung.
- In einem weiteren Erfindungsgedanken, für den auch selbstständig Schutz für Brandschutzklappen begehrt wird, sind Achsnocken, Antriebsnocken und Kupplungsstange in einem Getriebegehäuse angeordnet, welches sich ausserhalb des Gehäuses der Brandschutzklappe befindet.
- Hierdurch wird gewährleistet, dass die Getriebeteile nicht einem negativen Einfluss des strömenden Mediums in dem Luftleitungssystem ausgesetzt sind und dadurch ihre Funktion verlieren können. Beispielsweise kann in dem strömenden Medium Feuchtigkeit mitgeführt werden, die dann zu Korrosionen an den entsprechenden Getriebeteilen führen könnte.
- Damit sich dieses Getriebegehäuse aussen an dem Luftleistungssystem nicht störend auswirkt, wird es zwischen den beiden, normalerweise üblichen und vorhandenen Flanschen des Bereichs der Brandschutzklappe aufgesetzt. Dabei ist daran gedacht, dass die Dicke des Getriebegehäuses geringer ist als die Höhe der Flansche, so dass sich das Getriebegehäuse nicht störend bei der Montage des Luftleistungssystems auswirkt.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
-
Figur 1 eine Seitenansicht eines Teils eines Gehäuses für eine Brandschutzklappe mit aufgesetztem Getriebegehäuse; -
Figur 2 eine Draufsicht auf eine Grundplatte des Getriebegehäuses ausFigur 1 ; -
Figur 3 eine Innenansicht eines Deckels des Getriebegehäuses ausFigur 1 mit Teilen eines Getriebes zum Antrieb einer Brandschutzklappe; -
Figur 4 bis Figur 7 Draufsichten auf die Grundplatte gemässFigur 2 mit aufgesetzten Getriebeteilen in unterschiedlichen Gebrauchslagen. - Gemäss
Figur 1 ist ein Teil eines Gehäuses 1 zur Aufnahme von einer nicht nähergezeigten Brandschutzklappe in seinem Inneren gezeigt. Die Anordnung einer derartigen Brandschutzklappe ist bspw. in derDE 197 01 275 A1 aufgezeigt, wobei die Brandschutzklappe schwenkbar um eine Achse angeordnet ist. Diese Achse führt aus dem Gehäuse 1 heraus, durchzieht auch ein Getriebegehäuse 2 und ist auf dem Getriebegehäuse 2 mit einer Kopfschraube 3 festgelegt. - Das Getriebegehäuse 2 besteht, wie vor allem in
Figur 2 und 3 erkennbar, aus einer Grundplatte 4 und einem Deckel 5. Zusammengesetzt weist es eine Dicke auf, die geringer ist, als eine Höhe h eines Flansches 6.1, dem gegenüber ein zweiter Flansch 6.2 liegt. Jeder Flansch 6.1 und 6.2 ist noch durch einen Verstärkungswinkel 7.1 und 7.2 verstärkt. An die seitlichen Flansche 6.1 und 6.2 schliessen weitere Teile eines Luftführungssystems an. - Das Getriebegehäuse 2 wird ferner von einem Bügel 8 übergriffen, welcher unter anderem dem Schutz des Getriebegehäuses 2 dient.
- Gegenüber der Kopfschraube 3 ist in
Figur 1 eine weitere Kopfschraube 9 erkennbar, welche einer später beschriebenen Antriebswelle für einen Antrieb der Brandschutzklappe aufgesetzt ist und diese festlegt. - Die Grundplatte 4 des Getriebegehäuses 2 weist gemäss
Figur 2 eine kreisförmige grössere Ausstanzung 10 zur Durchführung einer Achse 11 (sieheFigur 3 ) und eine kleiner Ausstanzung 12 zur Durchführung einer Antriebswelle 13 auf. Beide Ausstanzungen 10 und 12 werden in einem Kreisbogen von einer Führungskontur bzw. Kulisse 14 bzw. 15 umfangen. - Im Deckel 5 gemäss
Figur 3 ist ferner erkennbar, dass der Achse 11 ein Achsnocken 17 und der Antriebswelle 13 ein Antriebsnocken 16 aufgesetzt ist. Diese sind über jeweilige Bolzen 18.1 bzw. 18.2 mit einer Kuppelungsstange 20 verbunden. Dabei greifen diese Bolzen 18.1 und 18.2 bei ihrer Bewegung in die Kulissen 14 und 15 ein und werden in diesen zwischen jeweils zwei Endlagen 19.1 bzw. 19.2 und 19.3 bzw. 19.4 geführt. - Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung wird anhand der
Figuren 4 bis 7 näher erläutert:
Figur 4 zeigt das Getriebe, bestehend aus Antriebsnocken 16, Kupplungsstange 20 und Achsnocken 17 sowie den entsprechenden Bolzen 18.1 und 18.2 in den Kulissen 14 und 15 in Ausgangsstellung, bei der die Brandschutzklappe geschlossen ist. - Wird jetzt der nicht näher gezeigte Antrieb für die Antriebswelle 13 in Bewegung gesetzt, nimmt der Antriebsnocken 16 über den Bolzen 18.2 die Kupplungsstange 20 mit. Diese besteht erfindungsgemäss aus vier Abschnitten, die in
Figur 5 angedeutet sind. Abschnitt I ist geringfügig mit einem Winkel w1 von weniger als 180° gegenüber einem mittigen Abschnitt II abgekröpft. In der gleichen Winkelrichtung, aber mit einem etwas kleineren Winkel w2 folgt der dritte Abschnitt III, auf den der vierte Abschnitte IV folgt, der gegenüber dem dritten Abschnitt III einen Winkel w3 in entgegengesetzter Winkelrichtung, d.h. von mehr als 180° ausbildet und eine grössere Abkröpfung aufweist. - Diese Anordnung hat zur Folge, dass der Bolzen 18.2 bei seiner Drehung um die Antriebswelle 13 in der Kulisse 15 auf den Abschnitt I eine relativ hohe Kraft auf den Rest der Kupplungsstange 20 aufbringt. Ferner erfolgt die Kraftaufbringung in einer Richtung A, die unterhalb des Bolzen 18.1 ausgerichtet ist, so dass der Bolzen 18.1 ohne Überwindung eines Totpunkts der aufgezwungenen Bewegung nach oben folgt. Dabei ist der Bolzen 18.2 von seiner räumlichen Lage her in dem Getriebegehäuse 2 über dem Bolzen 18.1 angeordnet.
- In
Figur 5 und 6 ist jetzt erkennbar, wie der Bolzen 18.2 von seiner räumlichen Lage her eine gedachte, direkte Verbindung zwischen sich und dem Bolzen 18.1 unterschreitet, so dass der mittlere Abschnitt II der Kupplungsstange 20 zum Bolzen 18.1 hin etwas angehoben wird und damit eine direkte Kraftaufbringung über die Abschnitte III und IV der Kupplungsstange 20 auf diesen Bolzen 18.1 erfolgt. - Die Endlage mit geschlossener Brandschutzklappe ist in
Figur 7 gezeigt, wobei hier der Bolzen 18.1 und der Bolzen 18.2 relativ auf einer Höhe liegen, was dazu führt, dass ein Nachfedern der Brandschutzklappe absolut vermieden und die Zuhaltung der Brandschutzklappe unterstützt wird. Allerdings wird durch die Form der Kupplungsstange 20 erreicht, dass es nie zu einer Todstellung kommt. Dies ist einer der grossen Vorteile der vorliegenden Erfindung. - Der Öffnungsvorgang für die Brandschutzklappe gestaltet sich in umgekehrter Richtung ohne irgendwelche Schwierigkeiten, da keinerlei Totpunkte überwunden werden müssen.
Bezugszeichenliste 1 Gehäuse 34 2 Getriebegehäuse 35 3 Kopfschraube 36 4 Grundplatte 37 5 Deckel 38 A Kraftrichtung 6 Gehäuseflansch 39 7 Verstärkungswinkel 40 8 Bügel 41 9 Kopfschraube 42 I-IV Abschnitte 10 Größere Ausstanzung 43 11 Achse der Klappe 44 12 Kleinere Ausstanzung 45 13 Antriebswelle des Antriebs 46 14 Kulisse 47 15 Kulisse 48 h Höhe 16 Antriebsnocken 49 17 Achsnocken 50 18 Bolzen 51 19 Endlagen 52 20 Kupplungsstange 53 21 54 22 55 23 56 24 57 25 58 26 59 27 60 28 61 29 62 30 63 31 64 32 65 33 66
Claims (9)
- Vorrichtung zum gesteuerten Bewegen eines Schliesselements, insbesondere einer Brandschutzklappe, von einer Öffnungsstellung in eine Schließstellung und umgekehrt, wobei das Schliesselement eine Klappe aufweist, die um eine Achse (11) in einem Gehäuse (1) dreht und an der Achse (1) ein Achsnocken (17) exzentrisch angeordnet ist, der wiederum über eine Kupplungsstange (20) mit einem Antriebsnocken (16) verbunden ist, der einer Antriebswelle (11) eines Antriebs aufsitzt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kupplungsstange (20) zur Vermeidung von Todstellungen mehrfach gekrümmt ausgebildet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsstange (20) aus vier Abschnitten (I-IV) besteht, die jeweils in einem Winkel (w1 bis w3) zueinander angeordnet sind.
- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf einen mit dem Antriebsnocken (16) verbundenen ersten Abschnitt (I) ein abgekröpfter zweiter mittlerer Abschnitt (II) in einem Winkel (w1) folgt, an den in gleicher Winkelrichtung ein dritter Abschnitt (III) anschließt, der mit einem Winkel (w3) von entgegengesetzter Ausrichtung mit einem vierten Abschnitt (IV) und dieser mit dem Achsnocken (17) verbunden ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (I) und der vierte Abschnitt (IV) jeweils über einen Drehbolzen (18.1,18.2) mit dem Antriebsnocken (16) bzw. dem Achsnocken (17) verbunden sind.
- Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehbolzen (18.2) des Antriebsnockens (16) bei seiner Öffnung - bzw. Schließbewegung jeweils einen Scheitelpunkt in der Verbindung zu dem anderen Drehbolzen (18.1) über- bzw. unterschreitet.
- Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbolzen (18.1,18.2) in jeweils einer Kulisse (14,15) geführt sind, welche sich kreisförmig um die Achse (13) bzw. die Antriebswelle (11) erstreckt.
- Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Drehbolzen (18.1,18.2) sich kreisförmig an dem Antriebsnocken (16) bzw. dem Achsnocken (17) um die Antriebswelle (11) bzw. die Achse (13) bewegt.
- Vorrichtung zum Bewegen einer Brandschutzklappe von einer Öffnungsstellung in eine Schließstellung und umgekehrt, wobei die Brandschutzklappe um eine Achse (13) in einem Gehäuse (1) dreht und an der Achse (13) ein Achsnocken (17) exzentrisch angeordnet ist, der wiederum über eine Kupplungsstange (20) mit einem Antriebsnocken (16) verbunden ist, der einer Antriebswelle (11f) eines Antriebs aufsitzt, dadurch gekennzeichnet, dass Achsnocken (17), Antriebsnocken (16) und Kupplungsstange (20) in einem Getriebegehäuse (2) angeordnet sind, welches sich vollständig außerhalb des Gehäuses (1) mit der Brandschutzklappe befindet.
- Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (2) sich zwischen zwei Flanschen (6.1,6.2) des Gehäuses (1) befindet und eine Dicke des Getriebegehäuses (2) geringer ist, als eine Höhe (h) der Flansche (6.1,6.2).
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