WO2012167958A1 - Gehäuseglocke mit integriertem druckspeicher mit gebördeltem deckel - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a pressure accumulator for a camshaft adjuster of an internal combustion engine, comprising a housing receiving a piston, which forms a cavity which can be filled with a hydraulic fluid such as oil, wherein the cavity is formed as a hole and fluid-tight on at least one side with a lid is closed.
- Camshaft adjusting devices are known from the prior art, which are used in internal combustion engines of motor vehicles, such as cars or trucks. By such Nockenwellenverstellvorraumen the ignition timing of the internal combustion engine are adjusted.
- Such an accumulator is known, for example, from DE 10 2009 034 804 A1.
- This document discloses a Druckspei- rather to support the pressure medium supply of a camshaft adjuster of an internal combustion engine with a housing, a piston, a coil spring and a guide element, wherein the piston is slidably mounted in the housing, further wherein the guide member is arranged stationary to the housing to this wherein the guide member has a guide portion and a spring stop, wherein an outer circumferential surface of the guide portion is embraced by the coil spring, the spring stop protrudes beyond the outer circumferential surface of the guide portion in the direction of an inner circumferential surface of the housing, wherein further the coil spring on the one hand to the spring stop and on the other hand supported the piston.
- a crimp connection is understood to mean a form closure achieved by material displacement of a connection partner.
- the cover ensures the tightness of the pressure accumulator.
- the rolling should be designed so that at maximum internal pressure, the gap between the lid support and the lid is not too large, so that the axial bias of the possibly used O-ring falls below the value required for the sealing effect.
- a solution according to the invention can be dispensed with a screw connection between the lid and the housing, which also leads to higher cycle times during manufacture.
- the flare connection causes a material displacement of the material of the housing and / or the lid caused positive engagement between the housing and the lid.
- the pressure accumulator can be positioned as close as possible to the camshaft adjuster, which is advantageous in order to be able to intercept pressure peaks by occurring Verstellmomente can.
- a further advantageous embodiment is characterized in that between the lid and the housing, a sealing element, such as an O-ring, a fluid outlet from the cavity is provided in a suppressing manner.
- a sealing element such as an O-ring
- Such an O-ring may be made of an elastomer and inserted in a groove in the lid and / or in the housing. Especially in such an embodiment, a particularly dense pressure accumulator is achieved.
- the hole is formed as a blind hole or closed on both end faces, each with a lid, wherein the lid is preferably mounted on the top and / or bottom of the housing.
- sealing of the pressure accumulator can be effected with the simplest means.
- the flared connection is designed to be circumferential over the circumference of the cover or is configured only in sections at preferably regularly distributed locations over the circumference, preferably four points.
- a spring such as a coil spring is present.
- the invention also relates to a camshaft adjuster with an oil supply module, in which the accumulator is contained in the already described inventive type. The housing is then an integral part of the oil supply module, so in this way the number of components can be reduced.
- the invention also relates to a method for manufacturing a pressure accumulator for a camshaft adjuster.
- this method is characterized in that an accumulator is provided which forms a cavity, wherein in the cavity a piston is inserted, and thereafter a lid so over the cavity, this is introduced sealingly outwardly that a material content of the housing or the lid causes such a positive connection between the lid and the housing, that the lid is fixed relative to the housing in its position.
- FIG. 1 is a front view of a pressure accumulator according to the invention with partially cut representation
- Fig. 2 shows a detail of Fig. 2 in an enlarged sectional view
- Fig. 3 is a further enlarged sectional view of the embodiment of Figs. 1 and 2 in the region of the lid of the pressure accumulator.
- the figures are merely schematic in nature and are only for the understanding of the invention. The same elements are given the same reference numerals.
- a first embodiment of a pressure accumulator 1 according to the invention is shown.
- the pressure accumulator 1 is part of a camshaft adjuster, which in turn is part of an internal combustion engine.
- the pressure accumulator 1 has a housing 2, which forms a cavity 3 in the manner of a hole 4, in particular in the manner of a blind hole 5.
- the cavity 3 is closed by a cover 6.
- a piston 7 is slidably mounted, which is located in contact with a spring 8.
- the spring 8 is supported on the inside of the piston 7 and on a bottom 9 of the cavity 3.
- the lid 6 rests on a shoulder 10 of the housing, wherein between the housing 2 and the cover 6, a groove 1 1 is incorporated, in which a sealing element 12, namely an O-ring 13 is inserted.
- the cover 6 has a centering receptacle 14 and a piston stop 15 on the opposite side. This can be seen particularly well in FIG. 3.
- FIGS. 1 to 3 the longitudinal axis of the hole 4 is indicated by the reference numeral 16. 2, an oil feed opening 17 is shown, which merges into a riser section 18.
- the riser section 18 allows the supply of oil via an edge 19 into the interior of the cavity 3 into it and presses the piston 7 in the direction of the arrow 20.
- the piston 7 then acts against the force of the spring 8 designed as a helical spring.
- a projection 21 is created due to a shift in material, such as using a crimping or Rollierwerkmaschinees, which is formed in the manner of a Rollierwulstes. In the Rich of the projection 21 is also required for the material displacement pressure application area available. With sufficient radial clearance between the cover 6 and the housing 2, material of the housing 2 is pressed in a very small gap 22 existing between these two elements.
- the housing 2 is deformable, or the cover 6 is deformable, or even both elements are deformed in such a way that a material displacement occurs.
- the material displacement leads to a flow of the material components.
- This release phase has the reference numeral 23.
- the Deckelma- material is preferably made of the same material as the housing in order to avoid a thermal gap between the cover 6 and the housing 2 in the radial direction. In the present embodiment, an aluminum alloy is used.
- the centering receptacle 14 on the cover 6 facilitates a burnishing process, whereas the release phase 23 on the cover 6 can be used to accommodate the housing material displaced by flanging.
- the piston stop 15 on the cover 6 prevents adhesion between the piston 7, which may also be referred to as a piston slide, and the lid 6.
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Druckspeicher (1) für einen Nockenwellenversteller einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem einen Kolben (7) aufnehmenden Gehäuse (2), das einen Hohlraum (3) ausbildet, der mit einem Hydraulikmittel, wie Öl befüllbar ist, wobei der Hohlraum (3) als Loch (4) ausgebildet ist und auf zumindest einer Seite mit einem Deckel (6) fluiddicht verschlossen ist, wobei der Deckel (6) am Gehäuse (2) über eine Bördelverbindung befestigt ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Fertigen eines Druckspeichers (1) für einen Nockenwellenversteller, mit einem Druckspeicher (1), der einen Hohlraum (3) ausbildet, wobei in dem Hohlraum (3) ein Kolben (7) eingelegt wird, um danach einen Deckel (6) so über den Hohlraum (3), diesen nach außen abdichtend eingebracht wird, dass ein Werkstoffanteil des Gehäuses (2) oder des Deckels (6) einen derartigen Formschluss zwischen dem Deckel (6) und dem Gehäuse (2) hervorruft, dass der Deckel (6) relativ zum Gehäuse (2) in seiner Position festgelegt ist.
Description
Bezeichnung der Erfindung
Gehäuseglocke mit integriertem Druckspeicher mit gebördeltem Deckel
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Druckspeicher für einen Nockenwellenversteller einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem einen Kolben aufnehmenden Gehäuse, das einen Hohlraum ausbildet, der mit einem Hydraulikmittel, wie Öl, befüllbar ist, wobei der Hohlraum als Loch ausgebildet ist und auf zumindest einer Seite mit einem Deckel fluiddicht verschlossen ist.
Aus dem Stand der Technik sind Nockenwellenverstellvorrichtungen bekannt, die in Verbrennungskraftmaschinen von Kraftfahrzeugen, wie Pkws oder Lkws Einsatz finden. Durch solche Nockenwellenverstellvorrichtungen werden die Zündzeitpunkte der Verbrennungskraftmaschine verstellt.
Die DE 10 201 0 012 91 7 A1 offenbart eine solche Nockenwellenverstellvorrich- tung. Diese Druckschrift offenbart insbesondere eine Nockenwellenverstellvor- richtung zum Verändern der relativen Winkellage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine, wobei die Nockenwellen- verstellvorrichtung einen Aktuator sowie eine Betätigung eines hydraulischen Ventils umfasst, wobei der Aktuator mittels eines Befestigungsmittels an einem Gehäuseelement befestigt ist. Um den Aktuator und das ihn tragende Gehäuseelement in einfacher Weise herstellen zu können und die genannten Elemen- te einfach montieren zu können, sieht die Druckschrift vor, dass das Befestigungsmittel als schraubenfreies Befestigungselement ausgebildet ist.
Auch sind Druckspeicher zur Unterstützung der Druckmittelversorgung eines Nockenwellenverstellers oder einer auch als Nockenwellenverstellvorrichtung bezeichneten Einrichtung bekannt. Ein solcher Druckspeicher ist bspw. aus der DE 10 2009 034 804 A1 bekannt. Diese Druckschrift offenbart einen Druckspei- eher zur Unterstützung der Druckmittelversorgung eines Nockenwellenverstellers einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Gehäuse, einem Kolben, einer Schraubenfeder und einem Führungselement, wobei der Kolben in dem Gehäuse verschiebbar gelagert ist, wobei ferner das Führungselement ortsfest zu dem Gehäuse zu diesem angeordnet ist, wobei das Führungselement einen Führungsabschnitt und einen Federanschlag aufweist, wobei eine Außenmantelfläche des Führungsabschnitts von der Schraubenfeder umgriffen wird, wobei der Federanschlag über die Außenmantelfläche des Führungsabschnitts in Richtung einer Innenmantelfläche des Gehäuses hinausragt, wobei sich ferner die Schraubenfeder einerseits an dem Federanschlag und andererseits an dem Kolben abstützt.
Üblicherweise werden solche Druckspeicher jedoch mit einem Gehäuse mittels einer Schraubverbindung verschlossen. Der Hohlraum, in welchem der Kolben, die Schraubenfeder und ein Hydraulikmittel, wie Öl, vorhanden sind, wird somit mittels des in das Gehäuse eingeschraubten Deckels verschlossen.
Das Vorhalten von Gewindegängen auf dem Deckel einerseits und im Gehäuse andererseits, führt jedoch zu einem in Axialrichtung vergrößerten Bauraum. Auch wirken sich Schraubverbindungen negativ auf die Montagezeiten aus.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Kosten eines Druckspeichers zu reduzieren, den benötigten Bauraum niedriger zu halten, weniger Bauteile zu benötigen und kürzere Montagezeiten zu benötigen.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Deckel am Gehäuse über eine Bördelverbindung befestigt ist.
Unter einer Bördelverbindung wird ein durch Materialverschiebung eines Verbindungspartners erreichter Formschluss verstanden.
Der Deckel stellt die Dichtheit des Druckspeichers sicher. Die Rollierung sollte dabei so ausgelegt sein, dass bei maximalem Innendruck der Spalt zwischen der Deckelauflage und dem Deckel nicht zu groß wird, so dass die axiale Vorspannung des eventuell genutzten O-Rings den für die Dichtwirkung erforderlichen Wert unterschreitet. Bei einer erfindungsgemäßen Lösung kann auf eine Schraubverbindung zwischen dem Deckel und dem Gehäuse verzichtet wer- den, was auch zu höheren Taktzeiten während der Fertigung führt.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert. So ist es von Vorteil, wenn die Bördelverbindung einen durch Materialverschiebung des Werkstoffes des Gehäuses und/oder des Deckels hervorgerufenen Formschluss zwischen dem Gehäuse und dem Deckel bewirkt.
Gerade bei einer solchen Ausgestaltung kann der Druckspeicher möglichst na- he am Nockenwellenversteller positioniert werden, was vorteilhaft ist, um Druckspitzen durch auftretende Verstellmomente abfangen zu können.
Es ist ferner von Vorteil, wenn der Deckel auf einem Absatz des Gehäuses in eine axiale Richtung entlang einer Längsachse des Loches unverschieblich gelagert ist. Selbst bei lang anhaltendem Einsatz der Verbrennungskraftmaschine, bleibt die Integrität des Druckspeichers gewährleistet.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Deckel und dem Gehäuse ein Dichtungselement, wie ein O-Ring, einen Fluidaustritt aus dem Hohlraum unterbindend vorhanden ist. Ein solcher O-Ring kann aus einem Elastomer hergestellt werden und in einer Nut im Deckel und/oder im Gehäuse eingesetzt sein. Gerade bei einer solchen Ausführungsform wird ein besonders dichter Druckspeicher erreicht.
Die Fertigung wird vereinfacht, wenn das Loch als Sackloch ausgebildet ist oder auf beiden Stirnseiten mit je einem Deckel verschlossen ist, wobei der Deckel vorzugsweise auf der Ober- und/oder der Unterseite des Gehäuses angebracht ist.
Um die Bördelverbindung bzw. die Materialverschiebung besonders einfach zu erreichen, ist es von Vorteil, wenn der Werkstoff des Gehäuses zur Bewirkung der Bördelverbindung über den Deckel gezogen ist oder der Werkstoff des Deckels zur Bewirkung der Bördelverbindung aus seiner Urformposition verschoben ist.
Wenn der Deckel in eine Nut oder über einen Hinterschnittbereich des Gehäu- ses gecrimpt ist, kann mit einfachsten Mitteln ein Dichtungsabschluss des Druckspeichers bewirkt werden.
Es ist ferner von Vorteil, wenn die Bördelverbindung radial über den Umfang des Deckels umlaufend ausgestaltet ist oder an vorzugsweise regelmäßig über den Umfang verteilten Stellen, vorzugsweise vier Stellen, nur abschnittsweise ausgestaltet ist. Auf der einen Seite ist es vorteilhaft, einfach eine druckbeaufschlagte Rolle zur Erreichen eines Rollierwulstes komplett über den Umfang eines Gehäuses und/oder des Deckels fahren zu lassen, wohingegen andererseits nur ein punktuelles Aufbringen einer Bördelverbindung schon zu einem kostengünstigeren Ausbilden des Druckspeichers führen kann.
Es ist ferner von Vorteil, wenn im Hohlraum, in Anlage mit dem Kolben einerseits und in Anlage mit einem Sacklochgrund andererseits eine Feder, wie eine Schraubenfeder vorhanden ist. Die Erfindung betrifft auch einen Nockenwellenversteller mit einem Ölversorgungsmodul, in dem der Druckspeicher in der bereits beschriebenen erfindungsgemäßen Art enthalten ist. Das Gehäuse ist dann ein integraler Bestandteil des Ölversorgungsmoduls, weswegen auf diese Weise die Anzahl der Bauteile reduziert werden kann.
Die Erfindung betrifft allerdings auch ein Verfahren zum Fertigen eines Druckspeichers für einen Nockenwellenversteller. Gemäß der Erfindung ist dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckspeicher vorhanden ist, der einen Hohlraum ausbildet, wobei in dem Hohlraum ein Kolben eingelegt wird, und danach einen Deckel so über dem Hohlraum, diesen nach außen abdichtend eingebracht wird, dass ein Werkstoffanteil des Gehäuses oder des Deckels einen derartigen Formschluss zwischen dem Deckel und dem Gehäuse hervorruft, dass der Deckel relativ zum Gehäuse in seiner Position festgelegt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Frontansicht eines erfindungsgemäßen Druckspeichers mit teil- weise geschnittener Darstellung,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 2 in einer vergrößerten Schnittdarstellung und Fig. 3 eine weiter vergrößerte Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 und 2 im Bereich des Deckels des Druckspeichers.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente werden mit denselben Bezugszeichen versehen. In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckspeichers 1 dargestellt. Der Druckspeicher 1 ist Teil eines Nockenwellenverstel- lers, der wiederum Teil einer Verbrennungskraftmaschine ist. Der Druckspeicher 1 weist ein Gehäuse 2 auf, welches einen Hohlraum 3 nach Art eines Loches 4, insbesondere nach Art eines Sackloches 5 ausbildet. Der Hohlraum 3 ist mit einem Deckel 6 verschlossen.
Am deckelseitigen Ende des Hohlraums 3 ist ein Kolben 7 verschieblich gelagert, welcher in Anlage mit einer Feder 8 befindlich ist. Die Feder 8 stützt sich auf der Innenseite des Kolbens 7 und an einem Grund 9 des Hohlraums 3 ab. Der Deckel 6 liegt auf einem Absatz 10 des Gehäuses auf, wobei zwischen dem Gehäuse 2 und dem Deckel 6 eine Nut 1 1 eingearbeitet ist, in die ein Dichtungselement 12, nämlich ein O-Ring 13 eingelegt ist.
Der Deckel 6 weist eine Zentrieraufnahme 14 und einen Kolbenanschlag 15 an der gegenüberliegenden Seite auf. Dies ist besonders gut in Fig. 3 zu erkennen.
In den Fig. 1 bis 3 ist auch die Längsachse des Loches 4 mit dem Bezugszeichen 16 gekennzeichnet. In Fig. 2 ist eine Ölzuführöffnung 17 dargestellt, die in einen Steigleitungsabschnitt 18 übergeht. Der Steigleitungsabschnitt 18 ermöglicht die Zufuhr von Öl über eine Kante 19 in das Innere des Hohlraums 3 hinein und drückt dabei den Kolben 7 in Richtung des Pfeiles 20. Der Kolben 7 wirkt dann gegen die Kraft der als Schraubenfeder ausgebildeten Feder 8.
Auf der au ßenliegenden Seite des Deckels 6 wird aufgrund einer Materialverschiebung, etwa unter Einsatz eines Bördel- oder Rollierwerkzeuges, ein Vorsprung 21 geschaffen, der nach Art eines Rollierwulstes ausgebildet ist. Im Be-
reich des Vorsprunges 21 ist auch der für die Materialverschiebung benötigte Druckaufbringungsbereich vorhanden. Bei ausreichendem radialem Spiel zwischen dem Deckel 6 und dem Gehäuse 2 wird in einem sehr kleinen zwischen diesen beiden Elementen vorhandenen Spalt 22 Werkstoff des Gehäuses 2 hineingedrückt.
Es sei darauf hingewiesen, dass zum Erreichen der Materialverschiebung entweder das Gehäuse 2 verformbar ist, oder der Deckel 6 verformbar ist, oder sogar beide Elemente derart verformt werden, dass es zu einer Materialver- Schiebung kommt. Die Materialverschiebung führt zu einem Fließen der Werkstoffbestandteile.
Auf der au ßenliegenden Seite des Deckels 6 ist eine Freistellungsphase vorgehalten. Diese Freistellungsphase hat das Bezugszeichen 23. Das Deckelma- terial ist vorzugsweise aus dem gleichen Material wie das Gehäuse, um ein thermisches Aufklaffen zwischen dem Deckel 6 und dem Gehäuse 2 in radialer Richtung zu vermeiden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Aluminiumlegierung eingesetzt. Die Zentrieraufnahme 14 am Deckel 6 erleichtert einen Rollierprozess, wohingegen die Freistellungsphase 23 am Deckel 6 zur Auf- nähme der von Bördeln verdrängtem Gehäusematerial nutzbar ist. Der Kolbenanschlag 15 am Deckel 6 verhindert eine Adhäsion zwischen dem Kolben 7, der auch als Kolbenschieber bezeichnet werden kann, und dem Deckel 6.
Bezugszeichenliste
1 Druckspeicher
2 Gehäuse
3 Hohlraum
4 Loch
5 Sackloch
6 Deckel
7 Kolben
8 Feder
9 Grund
10 Absatz
1 1 Nut
12 Dichtungselement
13 O-Ring
14 Zentrieraufnahme
15 Kolbenanschlag
16 Längsachse des Loches
17 Ölzuführöffnung
18 Steigleitungsabschnitt
19 Kante
20 Pfeil
21 Vorsprung
22 Spalt
23 Freistellungsphase
Claims
Druckspeicher (1 ) für einen Nockenwellenversteller einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem einen Kolben (7) aufnehmenden Gehäuse (2), das einen Hohlraum (3) ausbildet, der mit einem Hydraulikmittel, wie Öl befüllbar ist, wobei der Hohlraum (3) als Loch (4) ausgebildet ist und auf zumindest einer Seite mit einem Deckel (6) fluiddicht verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (6) am Gehäuse (2) über eine Bördelverbindung befestigt ist.
Druckspeicher (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bördelverbindung einen durch Materialverschiebung des Werkstoffes des Gehäuses (2) und/oder des Deckels (6) hervorgerufenen Form- schluss zwischen dem Gehäuse (2) und dem Deckel (6) bewirkt.
Druckspeicher (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (6) auf einem Absatz (10) des Gehäuses (2) in eine a- xiale Richtung, entlang einer Längsachse (1 6) des Loches (4), unverschieblich gelagert ist.
Druckspeicher (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Deckel (6) und dem Gehäuse (2) ein Dichtungselement (12), wie ein O-Ring (13) einen Fluidaustritt aus dem Hohlraum (3) unterbindend vorhanden ist.
Druckspeicher (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch (4) als Sackloch (5) ausgebildet ist oder auf beiden Stirnseiten mit je einem Deckel (6) verschlossen ist, wobei der Deckel (6) vorzugsweise auf der Ober- und/oder der Unterseite des Gehäuses (2) angebracht ist.
Druckspeicher (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Gehäuses (2) zur Bewirkung der Bördelverbindung über den Deckel (6) geschoben ist oder der Werkstoff des Deckels (6) zur Bewirkung der Bördelverbindung aus seiner Urformposition verschoben ist.
Druckspeicher (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (6) in einer Nut (1 1 ) oder über einen Hinterschnittbereich des Gehäuses (2) gecrimpt ist.
Druckspeicher (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bördelverbindung radial über den Umfang des Deckels (6) umlaufend ausgestaltet ist oder an vorzugsweise regelmäßig über den Umfang verteilten Stellen, vorzugsweise vier Stellen, nur abschnittsweise ausgestaltet ist.
9. Nockenwellenversteller mit einem Ölversorgungsmodul, in dem der Druckspeicher (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 enthalten ist
Verfahren zum Fertigen eines Druckspeichers (1 ) für einen Nockenwellenversteller, mit einem Druckspeicher (1 ), der einen Hohlraum (3) ausbildet, wobei in den Hohlraum (3) ein Kolben (7) eingelegt wird, um danach einen Deckel (6) so über den Hohlraum (3), diesen nach außen abdichtend, eingebracht wird, dass ein Werkstoffanteil des Gehäuses (2) oder des Deckels (6) einen derartigen Formschluss zwischen dem Deckel (6) und dem Gehäuse (2) hervorruft, dass der Deckel (6) relativ zum Gehäuse (2) in seiner Position festgelegt ist.
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