DE2328385A1

DE2328385A1 - Spreizduebel

Info

Publication number: DE2328385A1
Application number: DE2328385A
Authority: DE
Inventors: Thomas Michael Moran
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1972-06-05
Filing date: 1973-06-04
Publication date: 1973-12-20
Also published as: JPS4961545A; GB1389524A; JPS5737764B2; IT988803B; FR2188717A5; US3789727A; DE2328385C2

Description

Eaton Corporation, 100 Erieview Plaza, Cleveland, Ohio 44114

USA

Spreizdübel

Die Erfindung betrifft einen Spreizdübel aus spritzfähigem Material zur Aufnahme von Schrauben oder Schraubzapfen in selbstklemmender Wirkung.

Es sind selbstklemmende Spreizdübel zur Aufnahme von Schrauben z.B. gemäß US-PS 2 964 989 bekannt, die sperrig sind und einen komplizierten metallischen Aufbau einschließlich eines Schraubmutterabschnittes aufweisen. Diese und andere bekannte Spreizdübel sind nicht vollständig befriedigend, da sie aus teuerem Material bestehen, eine komplizierte und aufwendige Herstellung erfordern und auf bestimmte Arten von Wandplatten, beispielsweise Gipskartonplatten u.dgl. zerstörend wirken. Außerdem haben solche metallischen Bauteile zuweilen die Neigung zu korrodieren und mit den verankerten Arbeitsteilen oder der aufgenommenen Schraube eine chemische Wechselwirkung einzugehen.

Andererseits sind inzwischen einteilige Kunststoffdübel bekannt, die aus weniger kostspieligem Material bestehen und keine Korrosionsproblöme mit sich bringen. Diese

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„Dübel sind jedoch insofern weniger befriedigend, als sie zu einer starren Körperform gespritzt werden und dazu ein kompliziertes aufwendiges Spritzverfahren erfordern, um die für den Seibstklemmvorgang erforderlichen Spreizrippen anzuformen. Außerdem war ein gesonderter Gewindeschneidvorgang oder ein selbstschneidender Vorgang des Schraubankers notwendig, wobei zusätzliche Hilfsmittel benötigt werden, um den Dübel am Mitdrehen und an einer etwaigen Beschädigung der in der Arbeitsplatte befindlichen Öffnung zu hindern. Solche Geräte, bei denen das Gewinde noch selbst eingeschnitten werden muß, sind auch deshalb nachteilig, v/eil dieser Gewindeschneidvorgang Torsionskräfte und daraus entstehende Beschädigungen am Dübel hervorruft oder einen besonders beanspruchbaren Bauteil und Halteeinrichtungen erfordert. Außerdem erfordern solche Dübel die Anwendung von selbstschneidenden Schraubgliedern, die zuweilen schwierig oder gar nicht zur Verfügung stehen.

Ein weiterer Nachteil bekannter einteiliger gespritzter Schraubdübel besteht darin, daß sie nur zwei um 180° zueinander versetzte Spreizrippen mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand angeformt besitzen, um die axial und quergerichteten Kräfte aufzunehmen. Wesentlich zweckmäßiger ist daher die Anwendung von vier, sechs oder acht über den Umfang gleichmäßig verteilter Verankerungsrippen, um die axial und quergerichteten Kräfte gleichmäßig aufzunehmen. Andere bekannte Spreiz- und Klemmdübel aus Kunststoff sind deshalb nachteilig, weil sie nur jeweils für einen relativ kleinen Bereich von Wanddicken angewendet werden können und deshalb eine umfangreiche Lagerhaltung verschieden großer Dübel erfordern.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten einteiligen, aps Kunststoff bestehenden, selbsthaltenden Schraubdübel zu schaffen, der sich in.einer Größe zur Halterung an WÄnd- oder ARbeitsplatten sehr verschiedener Stärken eignet. Dabei soll der einteilige Kunststoff dübel zusammenlegbar bzw. zusammenhaltbar und · .-somit wirtschaftlich hergestellt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfiridungsgemäß ein zusammenfaltbarer,· mit Gewinde versehener selbstklemmender Schraubdübel vorgeschlagen, der große axial und quergerichtete Kräfte aufnehmen kann und über weite Bereich von Wandstärken eingesetzt werden kann. Erfindungsgemäß wird der Dübel aus zwei aneinariderpassenden Halbschalen geformt, die seitlich bzw. vorzugsweise an ihren Enden miteinander vereint sind und so zusammengelegt werden können, daß ihre konkaven Seiten aufeinander zu liegen kommen. Jeder Abschnitt enthält eine konvex auswärts gerichtete Schleife, die im zusammengefalteten Zustand itit der konkaven Oberfläche des anderen Abschnittes zusammenwirkt, um den Dübel zum Einführen in die Wandöffnung in zusammengelegtem Zustand zu halten. Die Schleifen bilden außerdem teilweise einen Durchgang, durch .den der Schraubteil hindurchgeführf werden muß und halten somit die eingeformten Gewindegänge in den beiden Abschnitten mit dem · Schraubteil während des Spreizvorganges in Eingriff.

Die Ausführung des Schraubdübels in zwei halbkreis- oder halbschalenförmigen zusammenlegbaren Abschnitten ermöglicht das Einformen von Gewindegängen in die einzelnen Abschnitte und vermeidet dadurch einen zusätzlichen aufwendigen Arbeitsvorgang für das nachträgliche Gewindeeinschneiden oder die Anwendung selbstschneidender Schraubbzw. Befestigungselemente und die dafür erforderliche

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zusätzliche Materialstärke, Das Merkmal der zwei zusammenfaltbaren Einzelabschnitte ermöglicht gleichzeitig die Anbringung einer Mehrzahl von Klemmrippen, um die Axial- und Querkräfte über den Umfang gleichmäßig zu verteilen, indem man die geformten Halbschalen mit einer entsprechenden Anzahl von Axialschlitzen versieht.

Der Spreiz- oder Klemmdübel ist in zusammengehalteten Zustand anderen aus Kunststoff !©stehenden Klemmdübeln insofern ähnlich, als er einen im wesentlichen axial gerichteten Hohlkörper bildet mit einem Eintreibende zur Einführung in eine Wandöffnung und mit einem Flanschende. Der Dübel wird in eine gewöhnlich blindgebohrte Öffnung eingetrieben, bis der "Flansch an der Wand oder Pützplatte anliegt. Sodann wird ein Schraubteil oder ein Schraubbolzen in die axial gerichtete Öffnung des Dübels eingeführt, wobei die Schraube den Hohlraum unbehindert durchdringt, der teilweise durch die Schleifen gebildet ist, bis sie den Innengewindeabschnitt im Bereich des eingetriebenen Endes des Dübels erreicht. Sobald der Schraubenkopf am Dübelflansch anliegt, wird bei weiterer Schraubdrehung das Gewindeende des Dübels in Richtung auf das Flanschende bewegt, so daß aufgrund der zwischen den beiden Enden des Dübelkörpers gebildeten Rippen die bekannte Spreiz- oder Aufweitwirkung auftritt.

Die Erfindung ist nachfolgend mit Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Dübel nach der Erfindung nach seinem Spritzformvorgang,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Dübels nach Fig. 1, Fig. 3 eine EndansicHt: des Dübels nach Fig. 1, Fig. 4 eine Draufsic&fe auf den Dübel nach Fig. 1 in

zusammengelegtem Zustand,
Fig. 5 eine Seitenansicht des zusammengelegten und in eine Blindbohrung einer Platte eingeführten Dübels nach der Erfindung,

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Fig. 6 eine Seitenansicht des Dübels nach Fig. 5 mit einer eingeführten Schraube und einem an der Wandplatte zu befestigenden Winkelstück,

Fig. 7 eine Seitenansicht des Dübels nach Fig. 6 mit teilweise durchgeführter Aufweit- oder Spreizwirkung,

Fig. 8 eine Seitenansicht des Dübels nach Fig. 7 in vollständig geklemmtem Zustand,

Fig. 9 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform und

Fig.10 eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform nach der Erfindung.

Der einteilige, aus Kunststoff bestehende Spreiz- oder Klemmdübel 10 nach der Erfindung ist in Fig. 1 bis 3 in seinem formgespritzten Zustand und in Fig. 4 im zusammengeklappten Zustand dargestellt. Der Dübel 10 enthält zwei zueinander komplementäre Halbabschnitte 1OA und lOB, die beim bevorzugten Ausführungsbeispiel an ihren Enden über Ansätze 12 miteinander verbunden sind, um an dem vorderen Ende der Trennung der beiden Halbschalen einen größeren Widerstand entgegenzusetzen. Der Dübel kann aus beliebigem spritzfähigem Material, z.B. auch aus Polyamidhergestellt werden.

Das beim Eintreiben des Dübels vorangehende Ende bzw. der entsprechende Dübelabschnitt ist beim bevorzugten Ausführungsbeispiel mit dem Bezugszeichen 20 versehen und setzt sich zusammen aus den rechten und linken, Halbschalen bildenden Abschnitten 2OA und 2OB.

Die beiden zueinander komplementären Halbschalen lOA tnd 1OB sind einander im wesentlichen gleich und besitzen einen C-förmigen oder Halbkreisförmigen "-Querschnitt, wobei die axial verlaufenden Flächenabschnitte 14A und 14B im

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zusammengelegten Zustand in dem Dübel 10 einen inneren axial verlaufenden Hohlraum 14 zur Aufnahme eines Schraubkörpers bilden.

Der Dübel 10 und somit die beiden zueinander komplementären Halbschalen 10A und 1OB besitzen einen Vorderabschnitt 20, einen Schleifenabschnitt 40, einen die Spreizwirkung ausübenden Rippenabschnitt 60 und einen Flanschabschnitt 80.

In den konkaven Oberflächen der Endhalbschalen 2OA und 2OB sind Gewindegänge 22A bzw. 22B eingeformt. Diese Gewindegänge sind so zueinander eingeformt, daß sie bei zusammengelegten Halbschalen ein kontinuierliches Innengewinde 22 bilden. Während des Zusammenlegens bzw. des Faltvorganges verbleiben die Ansatzabschnitte 12 bestehen und geben dem in diesem Zustand befindlichen Dübel 10 zusätzliche Festigkeit gegen ein Auseinanderweichen, wenn der Dübel in die Wandöffnung eingeführt ist. Die Ansatzabschnitte 12 sind so ausgebildet, daß sie den axialen Durchgang 14 des zusammengelegten Dübels 10 nicht versperren *

Axial im Anschluß an das vordere Dübelende 20 befindet sich der Schleifenabschnitt 40, der aus zwei komplementären Schleifenabschnitten 4OA und 4OB gebildet ist. Der Schleifenabschnitt 4OA enthält vom Endabschnitt 2OA in Richtung auf den Flanschabschnitt 8OA gesehen, zunächst eine Vertiefung 42A zur Aufnahme einer Schleife und anschließend, daran eine nach außen gerichtete den Umfang vervollständigende Schleife 44A. Der komplementär ausgebJLdete Schleifenabschnitt 40B umfaßt vom Endabschnitt 2OB aus in Richtung auf den Flanschabschnitt 8OB gesehen, zunächst einen nach aßen oder oben gerichtete den Umfang

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der Halbschale vervollständigende Schleife 44B und daran anschließend einen konkaven Schleifenabschnitt 42B. Die Schleifen 44A und 44B haben einen etwas größeren Außenradius als der Innenradius der Hohlräume 42B bzw. 42A, so daß sie darin mit einem Preßsitz nachgiebig aufgenommen werden, wenn die komplementären Dübelhalbschalen 10Ä und 1OB aufeinandergeklappt werden. Anstelle der dargestellten kreisrunden Formgebung der Schleifen und der die Schleifen aufnehmenden Vertiefungen können selbstverständlich auch andere zueinander komplementär ausgebildete Querschnittsformen angewendet werden.Jede Schleife enthält in Verbindung mit den konkaven Oberflächen 14A und 14B eine öffnung 46A bzw. 46B, die in zusammengelegtem Zustand der Dübelhalbschalen einen Teil der axialen Dürchgangsbohrung 16 durch den zusammengelegten Dübelkörper 10 bilden.

Ein Abschnitt der konkaven fläche in den Dübelabschnitten 1OA und .10B, der den vorstehenden Schleifenabschnitten 44A bzw. 44B entgegengerichtet ist, ist an der Stelle 46A bzw. 46B ausgespart oder als öffnung vorgesehen. Diese öffnungen dienen einem doppelter. Zweck, nämlich einerseits der Materialeinsparung und andererseits gegebenenfalls der Anformung einiger zusätzlicher Gewindeabschnitt 48A und 48B in der konkaven Innenfläche der Schleifenabschnitte 44A und 44B. Durch diese gegebenenfalls zusätzlich vorgesehenen Gewindeabschnitte 48A und 48B wird der Spreizvorgang verbessert, durch den die Längsrippen sich nach Art eines Kniehebels aufrichten bzw. spreizen, worauf weiter unten näher eingegangen ist.

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Im Anschluß an die Schleifenabschnitte 4OA und 40B folgen in Richtung auf die Flanschenden 80A bzw. 80B die die Spreizwirkung bewirkenden Rippenabschnitte 60A und 6OB, die einander gleich sind, so daß nur der eine Rippenabschnitt 6OA beschrieben zu werden braucht. Der Rippenabschnitt 6OA enthält zwei axial verlaufende Streifen oder Rippen 62A und 64A, die sich durch einen axial verlaufenden Schlitz 66A in der Dübelhalbschale 1OA ergeben. Durch jeweils einen Schlitz in jeder Halbschale entstehen am fertigen zusammengelegten Dübel insgesamt vier Rippen 42A, 42B, 44A und 44B. Würde man zwei Axialschlitze 66A vorsehen, so entstehen sechs Rippen und mit drei Schlitzen acht Rippen usw.. Man erkennt daraus, daß es relativ einfach ist, zur gleichmäßigen Verteilung der Quer- und Axialkfäfte über den Umfang jede beliebige Anzahl von Rippen vorzusehen, indem man die erforderliche Anzahl von Längsschlitzen einformt.

Jede Rippe ist in Axialrichtung an einer Zwischenstelle 68A durch eine beträchtliche Verringerung des Materials in der Breite oder in der Dicke oder in beiden Richtungen geschwächt. Außerdem können die Rippen 62 und 64 an dieser Zwischenstelle nach außen erweitert sein, um die erwünschte radial auswärts gerichtete Spreizung der Rippen sicherzustellen.

Axial im Anschluß an die Rippenabschnitte 6OA und 6OB sind die zueinander komplementären Flanschabschnitte 8OA und 8OB angeordnet, die einander identisch sind, so daß nur der Flanschabschnitt 8OA im einzelnen beschrieben ist. Das Flanschende 80 besitzt eine axiale Länge 82, die etwa gleich der Dicke der durchbohrten Platte ist, an der der Dübel sich selbst haltern soll. Das Flanschende enthält einen Außenflansch 84, der aus den beiden Flanschabschnitten 84Ά und 84B zusammengesetzt ist. Jeder Flanschabschnitt

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kann eine oder mehrere radial gerichtete Außenrippen 86 besitzen, die als Verdrehsicherung dienen.

Besondere Bedeutung bei der Formgebung der beiden Dübelhalbschalen 1OA und lOB besitzt das Merkmal der Zusammenlegbarkeit oder Zusammenfaltbarkeit. Dadurch lassen sich Gewindegänge in die Dübel einformen und das umständliche Gewindeschneiden oder die Anwendung selbstschneidender Schraubteile entfällt. Durch die Zusammenlegbarkeit der Dübelhalbschalen lassen sich auf ein-fache Weise beliebige Anzahlen von über den Umfang gleichmäßig verteilter Spreizrippen auf wirtschaftliche Art und Weise herstellen, die sämtliche auftretenden Quer- und Axialkräfte aufnehmen. Die Zusammenlegbarkeit der beiden Dübelhalbschalen'wird in erster Linie ermöglicht durch die im Bereich 3er am vorderen Ende befindlichen Gewindegänge vorgesehenen Schleifen, welche diese Abschnitte beim Einführen des Dübels in die Öffnung und auch beimEinführen des Schraubteils in das eingeformte Innengewinde zusammenhalten.

Im Betrieb wird der Dübel 10 in der gleichen Weise gebraucht, wie dies bei herkömmlichen Spreiz- oder Klemmbügeln dieser Bauart der Fall ist. Fig. 5 zeigt den zusammengesetzten Dübel 10 innerhalb einer Blindbohrung 90 einer Arbeitsplatte P, z.B. einer Wandplatte, einer Gipskartonplatte o.dgl.. Der Mittelabschnitt 68 der Längsrippen ist dabei nach außen aufgeweitet, so daß dort der Umfang etwas größer als der Durchmesser der Öffnung 90 ist. Da jedoch der Dübel nachgiebig ist und die axial gerichteten Schlitze 66A und 66B die Rippen 62A, 6 2B, 64A und 64B radial nach innen .ausweichen lassen, springen diese Rippen nach der Einführung durch die Öffnung 90 hindurch in ihre nach außen aufgeweitete Stellung zurück , so daß der Dübel 10 in der Öffnung festgehalten ist. Ein Schlagwerkzeug, z.B. ein Hammer T, kann zum Einschlagen desDübels in die

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Öffnung 90 benutzt werden. Fig. 6 zeigt den Dübel in Verbindung mit. einem Winkel B, der an der Platte P mittels eines Schraubteils S zu befestigen ist. Der Kopf der Schraube S gemäß Fig. 6 hat den Flansch 82 des Dübels noch nicht berührt, so daß auch der Spreiz- oder Klemmvorgang noch nicht begonnen hat.

Fig. 7 zeigt den Beginn der Spreiz- bzw. Klemmwirkung, die dann anfängt, wenn sich der Schraubenkopf S an den Flansch 82 anlegt und die Schraube S mit den Gewindecpngen 22 im Endabschnitt 20 in Eingriff kommt. Bei weiterer Drehbewegung der Schraube bewegt sich das Innengewinde 22 axial in Richtung auf das Flanschende 80, so daß sich die Längsrippen radial aufweiten und in bekannter Weise nach außen ausknicken.

Fig. 8 zeigt den Dübel 10 in seiner selbstklemmenden Stellung, bei der die Schraube S weitgehend durch den Dübel 10 hindurchgeschräubt ist und den Winkel B an der Platte P befestigt. Fig. 8A zeigt eine Rückansicht von der Blindseite der öffnung 90, aus der die hochgeschobene bzw. gespreizte Stellung der Verankerungsrippen 6 2A, 6 2B, 64A und 64B hervorgeht und auch deren ümfangsabstand von jeweils 90 zueinander, aufgrund dessen sie die auftretenden Axial- und Querkräfte gleichmäßig absorbieren.

Wird die Schraube S weitergedreht, nachdem der Dübel 10 die in Fig. 8 gezeigte Stellung einnimmt, so v/erden die Innengewinde tragenden Endabschnitte 2OA und 2OB versuchen, sich voneinander zu trennen, was zu unerwünschten Wirkungen bezüglich der Gewindegänge 22A und 22B führen kann. Für diesen Fall sind die zusätzlichen Gewindegänge 48A und 48B im Schleifenbereich besonders nützlich. Beginnen sich die vorderen Endabschnitte zu trennen, so werden die Schleifen 44A und 44B in den GEwindeteil S hineingezogen,

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wobei die gegebenenfalls vorzusehenden Gewindegänge 48A und 48B den Schraubteil S an einer weiteren Drehbewegung hindern.

Fig« 9 zeigt als alternative Ausführungsform einen Dübel 110, der aus zwei komplementären Halbschalen 110A und HOB hergestellt ist, wobei die Halbschalen seitlich aneinander durch einen Ansatz 112 miteinander in Verbindung stehen.. Alle übrigen Merkmale sind die gleichen wie beim Dübel 10.

Gemäß einer dritten Ausführungsform nach Fig. 10 ist ein Dübel 210 aus zwei komplementären Halbschalen 210A und 210B gebildet, die über ihre Flanschenden 28OA und 28OB und die daran angeformten Ansätze 212 miteinander in Verbindung stehen. Hinsichtlich aller anderen Merkmale besteht Identität mit den voran beschriebenen Dübeln 10 und 110.

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Claims

Patentansprüche

(1, /Spreizdübel als einteiliger Bauteil zur Aufnahme eines Schraubteils und zur Selbstklemmung in einer öffnung einer Wandplatte, dadurch gekennzeichnet, daß der Dübel (10) aus zwei miteinander verbundenen halbschalenförmigen Abschnitten (1OA, 10B) besteht, die mit ihren konkaven Seiten gegeneinander klappbar sind und dadurch einen axial verlaufenden Hohlkörper bilden zur Aufnahme eines Schraubteils (S), der an dem in Vortriebsrichtung vorderen Ende (20) des Dübels in einem Innengewinde*(22) aufgenommen ist, wobei der vordere Endabschnitt (20) zur Durchführung durch eine

• Wandöffnung (90) dient und in den konkaven Flächen der Halbschalen eingeformte Gewindegänge (22A, 22B) auf v/eist, und daß wenigstens eine konvex gerichtete Schleife (44)

- mit einem konkaven Hohlraum zur Aufnahme einer Schleife in jeder komplementären Halbschale vorgesehen sind, wobei der jeweilige Hohlraum die von der gegenüberliegenden Halbschale vorstehende Schleife mit einem nachgiebigen Preßsitz aufnimmt, wenn die Halbschalen aufeinander gelegt sind und wobei die Schleifen teilweise den axial gerichteten Hohlraum (16) zur Aufnahme des Schraubteils (S) bilden.

2, Spreizdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet _s daß die Schleifen (44) und die die Schleifen aufnehmenden Hohlräume einen Schleifenabschnitt (40) bilden, der dem mit

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Innengewinde versehenen angetriebenen Ende (20) des Dübels benachbart ist.

3. Spreizdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in jeder Halbschale eingeformten Gewindegänge , (22A, 22B) so angeordnet sind, daß sie im zusammengelegten Zustand der Halbschalen ein zusammenhängendes Innengewinde (22) bilden.

4. Spreizdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen an den Endabschnitten des getriebenen Endes durch mehrere Ansätze (12) miteinander in Verbindung stehen.»

5. Spreizdübel nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die komplementären Halbschalen (1OA, lOB) an den angetriebenen Enden durch wenigstens ein flexibles Bauteil (12) miteinander verbunden sind_e

6. Spreizdübel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die komplementären Halb" schalen (110A, HOB) durch wenigstens einen biegsamen Ansatz (112) seitlich miteinander verbunden sind*

7. Spreizdübel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zueinander komplementären Halbschalen (210A, -21OB) an ihren Flanschenden (280) durch wenigstens einen dazwischen angeordneten flexiblen Bauteil (212) miteinander verbunden sind.

8«, Spreizdübel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein mit Innengewinde (22) versehenen getriebenen Endabschnitt (20) _s wenigstens eine von jeder

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Halb-schale ausgehende Schleife (44A, 44B), die nachgiebig in einer entsprechenden Ausnehmung in der gegenüberliegenden Halbschale aufgenommen ist, wenn beide Halbschalen zusammengeklappt sind, ferner durch einen mit einem Flansch (84) versehenen Endabschnitt (80) und durch einen mit Längsrippen (6 2) versehenen Rippenabschnitt (60) zwischen den Schleifen (42, 44) und dem Flanschende (80).

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