DE1966499A1

DE1966499A1 - Verfahren zur gleichzeitigen herstellung mehrerer ineinandergewickelter spiralfedern

Info

Publication number: DE1966499A1
Application number: DE19691966499
Authority: DE
Inventors: Rudolf Greiner; Lothar Dr-Ing Kiesewetter; Walter Prof Dr-Ing Schweizer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-01-27
Filing date: 1969-12-09
Publication date: 1973-01-11
Also published as: US3608349A; FR2029449A1; GB1230963A; DE1961729C3; DE1961729A1; CH509115A; DE1961729B2; SE370508B; CH502141A

Description

Patentanwälte

Dipl.-lng. A. WEDDE 27» Juni 1972

Dipl.-Ing. K. E M P L
München Schumannstr.i

Akte: P 7282

(A. ussclieidung)

Herr Eudolf Greiner 1366499 OH 4900 langenthal/Sohweiz

"Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung mehrerer ineinandergewiokelter Spiralfedern"

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung mehrerer ineiandergewickelter Spiralfedern, ausgehend von einer entsprechenden Zahl von Federbändern, "bei dem zuerst in zentrisch symmetrischer Anordnung zur zentralen Achse eines Wickelraumes die Federbänder in diesen Wickelraum eingebracht werden, an zur zentralen Achse benachbarten Stellen eines ersten Bauteiles zur Anlage gebracht und an diesem Bauteil mindestens gegen iängszug fixiert werden, die Federbänder in von der zentralen Achse entfernter gelegene Führungsschlitze eines die zentrale Achse konzentrisch umgebenden und den Wickelraum peripher abgrenzenden zweiten Bauteiles eingeführt werden, wobei die größere Länge der Federbänder nach außen über die Schlitze vorsteht, dann das zweite Bauteil um die zentrale Achse relativ zum -ersten Bauteil gedreht wird und hierbei die Federbänder unter Abbiegung ihrer an die Anlegestellen anschliessenden Bereiche und

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unter Einziehung ihrer über die Schlitze nach außen vorstehenden Teile in den Wickelraum ineinandergewickelt werden₀ Solche ineinandergewickelte Spiralfedern stellen ein Zwischenprodukt bei der Herstellung von kleinen Spiralfedern dar, wie sie für Meßinstrumente aller Art und auch ftfr Uhren benötigt werden,, Zu diesem Zweck werden die ineinandergewickelten Spiralfedern in der Regel noch einer thermischen Behandlung unterworfen, voneinander getrennt, wobei noch, soweit erforderlich, eine Nachbearbeitung der inneren und äußeren Enden erfolgt«

Bei einem bekannten Verfahren der genannten Art (US-PS 443 256) werden zuerst von Vorrats$rommeln zwei Federbänder abgezogen und mit einer Länge abgeschnitten, welche gleich der doppelten Länge der für eine Spiralfeder gewünschten Spirallänge istο Die beiden abgetrennten Federbänder werden parallel nebeneinander angeordnet und mit ihrer Mitte in einen Schlitz eingebracht, welcher in einem das erste Bauteil bildenden Dorn vorgesehen ist, der in den Wickelraum einsteht· Gleichzeitig werden die parallel verlaufenden Federbänder in die beiden Führungsschlitze des zweiten ortsfesten Bauteils eingeführt, welches als Federhaus ausgebildet ist* Zu Beginn der nun folgenden Drehung des Domes biegen sich die Feder-

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bänder an der Austrittskante des Schlitzes scharfkantig um_t und zwar um eine Achse, welche senkrecht zur Mngserstreckung der Federbänder verläuft. Hierdurch werden die Federbänder gegen einen längszug am Dorn fixiert·

Anschliessend werden die Pederbänder in ineiandergewickelter Anordnung auf den Dorn aufgespulte Das bekannte Verfahren * ist insofern unrationell und kostspielig, weil maßgebende Verfahrensschritte zeitraubend sind und praktisch nur von Hand ausgeführt werden können«. Außerdem ist es mit dem bekannten Verfahren nicht möglich, Spiralfedern von sehr kleinem Innendurchmesser herzustellen, da der Wickeldorn einen gewissen minimalen Durchmesser haben muß um das für den Wickelvorgang erforderliche Drehmoment aufnehmen zu können. Spiralfedern mit vergleichsweise geringem Innendurchmesser sind aber für zahlreiche Anwendungsgebiete erwünscht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das bekannte Verfahren dergestalt zu verbessern, daß es mit geringerem Aufwand an Handarbeit durchgeführt werden kann und daß es die Herstellung von Spiralfedern auch sehr geringen Durchmessers gestattet.

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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch, gelöst, daß der vorgesehen Spirallänge der Federn entsprechende Längen der Federbander jeweils mittels Vorschub in ihrer Längserstreckung durch eine Durchgangsöffnung des ersten Bauteils benachbart zur zentralen Achse in den Wickelraum in einer zur vorgesehenen Wickelebene senkrechten oder schiefen Richtung eingebracht werden und daß die Federbänder um zur ihrer Längserstreckung schräge Achsen abgebogen werden< >

Die Einbringung der Federbänder in den Wickelraum kann so erfolgen, daß ihre Längserstreckung schräg bzw. windschief zur zentralen Achse verläuft· Für die windschiefe Zuführung ergeben sich wiederum zwei Möglichkeiten, die zu einer unterschiedlichen Ausbildung der Biegestellen anlässlich der Abbiegung der Federbänder um zu ihrer Längserstreckung schräge Achse führen und deren Wahl von Material und auohvom Verwendungszweck der herzustellenden Spiralfedern abhängte Die windschiefe Zuführung kann so vorgenommen werden, daß ihre in die Wickelebene fallende Komponente in oder entgegengesetzt zu der Richtung weist, in welcher sich beim Wickelvorgang das die Führungsschlitze enthaltende zweite Bauteil relativ zum ersten dreht.

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Gemäß einer "bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die in den Wickelraum vorgeschobenen Längen der Federbänder erst nach ihrer Aufwicklung von dem restlichen Federband - Yorrat getrennt. Diese Trennung der Federbänder wird bevorzugt im Wickelraum unter Belassung von in diesen · einstehenden Bndteilen des Federband- Vorrates vorgenommen so daß nach Entnahme eines Pak-etes ineiandergewiekelter Spiralfedern der Vorschubvorgang von für einen neuen Wickel-- ™ ■worgang "benötigten Längen der Federbänder besonders einfach durchführbar ist.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele für das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigt:

Figur 1 ein Stadium des Verfahrens, bei dem die

Federbänder in einer senkrecht zur vor- t

gesehenen Wickelebene verlaufenden Richtung die in einer Grundplatte angebrachte Durchgangsöffnung verlassen;

Figur 2 eine Draufsicht, welche die inneren Endteile der Federbänder in verschiedenen Stadien zu Beginn des Wickelvorganges veranschaulicht}

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Figur 3 eine Draufsicht analog derjenigen in Mg· 2 für eine Variante des Verfahrens, /bei der die Federbänder durch die Durchgangsöffnung . in einer zur Torgesehenen Wickelebene windschief verlaufenden Richtung eingebracht werden}

Figur 4 eine perspektivische Ansicht des inneren Bndteiles eines der Federbänder gemäß Fig» 3» aus welcher die auftretende Abbiegung um eine zu seiner Längserstreckung schräg verlaufende Achse ersichtlich ist;

Figur 5 eine Draufsicht auf die inneren Endteile und die ansehliessenden inneren Windungen der spiralig ineianandergew-ickelten Federbänder nach > Beendigung des Wiokelvorganges, wenn diese vor Beginn des WickeIvorgangs gemäß Fig. 3 windschief durch die Durchgangsöffnung eingebracht worden sindj _v

Figur 6 eine Draufsicht für eine Variante des Verfahrens, bei welcher die Federbänder gleich wie in Fig.3 windschief eingebracht worden sind, jedoch eine gegenüber den Figuren 3-5 entgegengesetzte Wickelriohtung angenommen istj

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Figur 7 eine perspektivische Ansicht der inneren Endteile von zwei der Federbänder gemäß Figo 6, aus welcher die auftretende AbMegung um je ©ine zu ihrer längserStreckung schräg verlaufende Achse ersichtlich sind;

Figur 8 eine Draufsicht auf die inneren Endteile und die anschliessenden inneren Windungen der spiralig ineinandergewickelten Federbänder nach Beendigung des Wickelvorganges, wenn dieser in der in der Fig. 6 und 7 veranschaulichten Wickelrichtung erfolgt ist und

Figur 9 eine perspektivische Ansicht einar anderen

Variante, bei welcher die Federbänder wie in Fig. 1 durch die Durchgangsöffnung in einer senkrecht zur Wickelebene verlaufenden Richtung sternartig zugeführt und in nach außen weisenden Schlitzen der Durchgangsöffnung ohne Zuhilfenahme eines zusätzlichen Klemmgliedes die Federbänder gegen Drehung gesichert worden sind ·

Vor Beginn jedes Wickelvorganges werden Federbänder 6, die

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beispielsweise eine Klingenhöhe von O, 2 mm und eine Klingendicke von ca. 0,03 mm aufweisen, von einer entsprechenden Zahl von Vorratstrommeln abgewickelt und mittels einer Vorschubvorrichtung gleichzeitig soweit nach oben gefördert, daß ihre oben aus einer Durchgangsöffnung 2 herausragenden Stücke eine Länge haben, die gleich ist der Federbandlänge ■ der zu wickelnden Spiralfeder. Ferner wird am besten schon während dieses Vorschubvorganges dafür gesorgt, daß jedes der Federbänder 6, von der Durchgangsöffnung aus gesehen in radialer Richtung nach außen fällt, wie dies für die beiden in der Figur 1 nach links fallenden Federbandstücke 6 angedeutet ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind dabei in der Zeichnung jeweils nicht die vollen benötigten Längen der Federbandstücke dargestellt. Ist der erforderliche Vorschub

der Federbänder 6 erfolgt, so werden diese gemäß 1 und 2 miteine s

tels/Klemmorganes 10 an den Umfang der Durchgangsöffnung angedrückt und solchermassen an einer ortsfesten Grundplatte 1, in der die Durchgangsöffnung ausgebildet ist, gegen Drehung gesichert. Ein Federhaus 3 von dosenartiger Bauart mit nach unten weisender Dosenöffnung, in dessen Dosenrand 4 sioh peripher ausgesparte, nach unten offene Leitschlitze b befinden, wird nun derart abgesenkt und mit seinem Dosenrand 4 in einer

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Eingnut 7 der Grundplatte gelagert, daß jedes der radial nach außen fallenden Federbänder 6 einen zugeordneten Leitschlitz 5 durchsetzt ohne dabei eingeklemmt zu werden·

Zur Durchführung des Wiokelvorgangs wird anschliessend das Federhaus 3 rotiert, wodurch die aus den leitschlitzen 5 herausragenden Federbänder 6 in der Wickelrichtung 8 mitgenommen werden· Dabei erfährt jedes der Federbänder im Innenraum des Federhauses 3 eine Verwindung um eine zu seiner LängserStreckung schräge Achse Jb-A₁, wie dies in der Pig· 1 lediglich für das nach rechts weisende Federband 6 veranschaulicht ist· Mit fortschreitender Drehung des Federhauses 3 geht diese anfängliche Yerwindung in eine immer schärfer ausgeprägte Abbiegung Über, die sich unmittelbar an dem die Durohgangsöffnung 2 verlassenden inneren Endteil des Federbandes ausbildet· Die verschiedenen Stadien dieses Vorganges sind in der Fig» 2. dargestellt, wenn man dort von dem ( nach rechts oben und noch geradlinig nach außen fallenden Federband ausgeht und dann die in der Wickelrichtung 8 folgenden Federbänder 6 betrachtet· Es werden somit die Federbänder 6 im Bereich außerhalb ihrer inneren Endteile in eine auf der Oberseite der Grundplatte 1 senkrecht stehende

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Hochkantlage übergeführt, in welcher der Wiokelyorgang beendet wird. Dieser Wiokelvorgang ist dann abgeschlossen, wenn der Innenraum des Federhauses 3 bis zum Dosenrand 4 mit in— einandergewickelten Spiralfedern gefüllt ist» Normalerweise sind dann auch die vorher noch von den Leitschlitzen 5 mitgenommenen äußeren Endstücke der lederbänder 6 gerade in den Innenraum des lederhauses 5 eingezogen worden· Erst Setzt werden die inneren Endteile der erhaltenen Spiralfedern von den.durch die Eintrittsöffnung 2 hinausragenden Federbändern 6 abgetrennt. Dies kann etwa dadurch geschehen, daß man durch eine Pührungsöffnung 9 im Boden des lederhauses 3 eine entsprechendes Sohneid- oder Bohrwerkzeug einführt, welches dieses Abtrennen bewerkstelligt. Man kann dieses Abtrennen jedoch auch ohne Zuhilfenahme besonderer Werkaeüge dadurch erhalten, daß man nach Beendigung des Wiokelvorganges das bereits vollständig gefüllte Pederhaus 3 in der Wiokelriohtung weiterdreht· Die inneren Endteile der Spiralfedern reissen dann am Ort der zu eigentlichen Knicken verformten Abbiegungen automatisch ab. Voraussetzung dazu ist meistens, daß bei bereits beendetem Wickelvorgang Endstücke der Pederbänder 6 nooh durch die leitschlitze 5 austreten·

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IT ach erfolgtem Aistrennen der Spiralfedern von den noch verbleibenden aus der Durchgangsöffnung 2 noch heraufragenden Enden der Federbänder 6 wird das Federhaus 3 zusammen mit den in ihm eingewickelten Spiralfedern von der Grundplatte 1 abgehoben und der üblichen Wärmebehandlung unterzogene Darauf findet ein Nachfordern der durch die Durchgangsöffnung 2 hinaufragenden Federbänder 6 in der zur Herstellung eines nachsten Satzes von Spiralfedern benötigten Länge statt, so daß in der bereits erläuterten Weise unter Verwendung eines noch leeren Federhauses 3 ein weiterer Wickelvorgang ausgeführt werden kann· Es ist offensichtlich, daß diese Arbeitsvorgaänge einer weitgehenden Automatisierung zugänglich sind«,

Das beschriebene Verfahren ist in verschiedenen Abwandhingen ausführbar, die weitere Vorteile begründen. Es kann zweckmäßig sein, die Federbänder 6 aus der Durchgangsöffnung 2. windschief zu der durch die Oberseite der Grundplatte 1 gegebenen Wickelebene austreten zu lassen, wie dies die Fig« 3 in der Draufsicht zeigt. Durch einen solchen windschiefen Austritt wird zunächst erreicht, daß die Federbänder 6 ohne Zuhilfenahme besonderer Maßnahmen sich von selbst in zentrisch symmetrischer Weise anordnen und nach außen fallen. Gegebenen-

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falls kann hierzu die Durchgangs "öffnung noch entsprechend konisch ausgebildet sein. Pur den Wickelvorgang ergeben sich dann aber unterschiedliche Verhältnisse je nach der Wickelrichtung, mit der das übergestülpte Federhaus 3 rotiert wird.

Erfolgt die Wickelrichtung 8 gemäß Figo 5 in Richtung ..er in die WickelBbene fallenden Komponente der windschiefen Zuführung der 3?ederbänder 6, so wird jedes derselben an seinem inneren Endteil etwa nach Figo 4 um die zu seiner Längserstreckung schräge Achse A-A abgebogen«

Nach beendetem Wickelvorgang ergibt sich dann für die inneren Endteile der Federbänder 6 und für die anschliessenden inneren Spiralfederwindungen in der Draufsicht das Bild nach Mg«, 5 ο Darnach finden die inneren Abbiegungen der 3?ederbänder 6 unter Vermeidung eines ausgeprägten Knickes statt und diese Wickelrichtung hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Federbänder aus Nichteisenmetallen oder deren legierungen gefertigt sind_e

!Für ck±£ aus Eisenmetallen oder deren Legierungen hergestellte federbänder 6 kann man jedoch auch die gegenüber den

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Fig· 3 "bis 5 entgegengesetzte Wicke!richtung 8 anwenden_o Diese verläuft dann nach Figo 6 Ms 8 in einer Richtung, die entgegengesetzt ist zur Richtung der in die Wickelebene fallenden Komponente der windschiefen Zuführung der Federbänder 6_O Zu Beginn des WickeIvorganges werden die Federbänder 6 nach Figo 6 tordierto Mit fortschreitendem Wickelvorgang wird hernach jedes der Federbänder 6 gemäß Figo 7 _Λ um die Achse A-A in knickähnlicher Weise scharf abgebogen· Für die abgebogenen inneren Bndteile und für die an sie anschliessenden inneren Spiralfederwindungen erhält man schliess-Iich nach beendetem Wickelvorgang ein Bild nach Fig. 8, welches eine Draufsicht wiedergibt_o

bei
Während/den anhand den Figo 1 eis 8 erläuterten Verfahren das.

verdrehungssichere Festhalten der Federbänder 6 in der Durchgangsöffnung 2 vermittels eines besonders betätigten Klemmorganes 10 vorgenommen worden ist, zeigt die Figo 9 eine I Variante des Verfahrens, die kein solches Klemmorgan 10 benötigte Dies wird dadurch ermöglicht₉ daß die zentrale Durchgangsöffnung 2 eine der Anzahl Federbänder 6 gleiche Anzahl von nach außen wiesenden Schlitzen hat_s deren Abmessungen dem Querschnittsprofil der hindurchzuführenden Federbänder 6 ent-

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spreciieno Durch, die sternartige Anordnung der Schlitze wird ersichtlich ohne weitere Maßnahmen ein verdrehungssicherer Eintritt der Federbander gewährleistet, von welchem letzteren in der Figo 9 aus Gründen der Übersichtlichkeit nur zwei eingetragen sindo Im Übrigen verläuft der mittels des übergestülpten Federhauses 3 bewerstelligte Wickelvorgang im wesentlichen gleich wie dies weiter oben im Anschluß an die Fig₀ 1 erläutert worden ist„ Es tritt ebenfalls bei jedem der Federbänder 6 an seinem inneren Endteil eine ausgeprägte Abbiegung um eine zur längserstreckung des betreffenden Federbandes schräge Achse A-A auf,

Schliesslich ist allen erläuterten Verfahren gemeinsam, daß der geringst mögliche Innendurchmesser der hergestellten Spiralfedern lediglich durch die Abmessungen dar Durchgangsöffnung 2 begrenzt wird₀

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F/RE. 6

Claims

r.J£?T$ß'0DE ' Λ 27. Juni 1972

^|r? Akte; P, 7282

Patentansprüche ^Ausscheidung)

1.)) Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung mehrerer ineinandergewickelter Spiralfedern, ausgehend von einer entsprechenden zahl von Federbändern, bei dem

zuerst in zentrisch symmetrischer Anordnung zur zentralen Achse eines Wickelraumes die Federbänder in diesen Wickelraum eingebracht werden,

an zur zentralen Achse benachbarten Stellen eines ersten Bauteiles zur Anlage gebracht und an diesem Bauteil mindestens gegen Längszug fixiert werden,

die Federbänder in von der zentralen Achse entfernter gelegene Führungsschlitze eines die zentrale Achse konzentrisch umgebenden und den Wickelraum peripher abgrenzenden zweiten Bauteiles eingeführt werden, wobei die größere Länge der Federbänder nach außen über die Schlitze vorsteht, dann das zweite Bauteil um die zentrale Achse relativ zum ersten Bauteil gedreht wird und hierbei die Federbänder unter Abbiegung ihrer an die Anlagestellen anschließenden Bereiche und unter Einziehung

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ihrer über die S hlitze nach außen vorstehenden Teile in den Wickelraum ineinandergewickelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgesehenen Spirallänge der Federn entsprechende Längen der Federbänder jeweils mittels Vorschub in ihrer Längserstreckung durch eine Durchgangsöffnung des ersten .Bauteils benachbart zur zentralen Achse in den Wickelraum in einer zur vorgesehenen Wickelebene senkrechten oder schiefen Richtung eingebracht werden und daß

die Federbänder um zu ihrer LängserStreckung schräge Achsen abgebogen werden.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch geke nnzeichnet, daß die Federbänder mit ihrer Längserstreckung schräg zur zentralen Achse verlaufend in den Wickelraum eingebracht werden.

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3.) Verfahren nach Anspruch. 2, dadurch gekennzeichnet, daß die 3?ederbänder mit ihrer Iiängserstreckung windschief zur zentralen Achse verlaufend in den Wickelraum eingebracht werden«,

4e) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch, gekennzeichnet, daß die windschiefe Zuführung so vorgenommen wird, daß ihre in die Wickelebene fallende Komponente I in die Richtung weist, in welcher sich beim Wickelvorgang das die lührungsschlitze enthaltende zweite Bauteil relativ zum ersten drehte

5·) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die windschiefe Zuführung so vorgenommen wird, daß ihre in die Wickelebene fallende Komponente entgegengesetzt zu der Richtung weist, in welcher sich beim Wickelvorgang das die Führungsschlitze enthaltende zweite Bauteil relativ zum ersten drehte

6o) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federbänder in einer sternförmigen Anordnung, bei der ihre Breitseiten im wesentlichen in

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Radialebenen der zentralen Achse liegen, in den Wickelraum eingeführt werden.

7.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch" gekennzeichnet, daß die Federbänder in einer polygonalen Anordnung, bei der ihre Breitseiten in. wesentlichen senkrecht zu die Federband-Längsachsen enthaltenden Radialebenen verlaufen, in den Wickelraum eingeführt werden.

8.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Wickelraum vorgeschobenen Längen der Federbänder erst nach ihrer Aufwicklung von dem restlichen Federband-Vorrat getrennt werden.

9.) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung der Federbänder im Wickelraum unter .belassung von in diesen einstehenden Endteilen des Federband-Vorrats erfolgt.

10.; Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, d ad u r c h gekennzeichnet, daß die Trennung durch Einschub eines Schneid-Stanz- oder Bohrwerkzeuges in Richtung der zentralen Achse vorgenommen wird.

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11o) Verfahren nach. Anspruch 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung durch Abreißen, bewirkt durch verstärkte Kraftanwendung bei der relativen Verdrehung dea ersten zum zweiten Bauteil, an den Stellen vorgenommen wird, an den die Federbänder um die zu ihrer Längserstreckung schrägen Achsen abgebogen werden«

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