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Die Erfindung betrifft ein Magnetventil mit einem Ventilkörper, wobei in dem Ventilkörper mindestens ein Einlasskanal und/oder mindestens ein Auslasskanal des Magnetventils wenigstens bereichsweise vorgesehen ist/sind und Einlasskanal und/oder Auslasskanal mit einem Ventilsitz des Magnetventils in Fluidverbindung stehen. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Fahrerassistenzeinrichtung.
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Stand der Technik
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Magnetventile der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie werden beispielsweise für ABS-, TCS- oder ESP-Systeme eingesetzt. Üblicherweise handelt es sich dabei um stromlos geschlossene und stetig stellbare Magnetventile mit radialer Anströmung. Es sind jedoch auch andere Ausbildungen des Magnetventils, beispielsweise stromlos geöffnet, realisierbar. Das Magnetventil weist den Ventilkörper auf. Der Ventilkörper kann zusätzlich von einem Gehäuse zumindest bereichsweise umgeben sein oder das Gehäuse des Magnetventils ausbilden. In dem Ventilkörper sind der Einlasskanal beziehungsweise der Auslasskanal zumindest bereichsweise ausgebildet. Dabei steht der Einlasskanal oder der Auslasskanal mit dem Ventilsitz des Magnetventils in Fluidverbindung. Üblicherweise ist der Ventilsitz im Bereich eines Fluidraums ausgebildet, welcher in dem Ventilkörper vorliegt. Der Ventilsitz ist mittels eines Dichtelements verschließbar. Das Dichtelement ist dabei vorzugsweise in axialer Richtung verlagerbar und ist zumindest bereichsweise in dem Fluidraum angeordnet. Das Dichtelement kann dabei zumindest eine Schließstellung und eine Freigabestellung einnehmen. In der Schließstellung ist das Dichtelement derart an oder in dem Ventilsitz angeordnet, dass keine Fluidverbindung zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal des Magnetventils vorliegt. Wird dagegen das Dichtelement zumindest teilweise in Richtung seiner Freigabestellung verlagert, so kann Fluid durch den Ventilsitz hindurchströmen, sodass die Fluidverbindung hergestellt ist. Üblicherweise ist der Ventilsitz dem Einlasskanal zugeordnet. Das Fluid wird dem Magnetventil also durch den Einlasskanal beziehungsweise einem dem Einlasskanal zugeordneten Einlassanschluss zugeführt und bis zum dem Ventilsitz geführt. Ist der Ventilsitz durch das Dichtelement freigegeben, befindet sich letzteres also in der Freigabestellung, so kann das Fluid durch den Ventilsitz hindurch in den Fluidraum gelangen. Anschließend strömt das Fluid durch den mindestens einen Auslasskanal, welcher in permanenter Fluidverbindung mit dem Fluidraum steht, aus diesem heraus. Dem Auslasskanal ist dabei ein Auslassanschluss des Magnetventils zugeordnet. Häufig ist zumindest der Bereich des Ventilkörpers, in welchem der Ventilsitz vorliegt, als integriertes Bauteil ausgeführt. Das bedeutet, dass in diesem Bereich des Ventilkörpers sowohl der Ventilsitz als auch weitere geometrische Eigenschaften des Ventilkörpers ausgestaltet werden müssen. Die Herstellung des Ventilkörpers ist daher ein aufwendiger und kostenintensiver Prozess.
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Offenbarung der Erfindung
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Demgegenüber weist das Magnetventil mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen den Vorteil auf, dass eine einfachere und kostengünstigere Herstellung des Magnetventils beziehungsweise des Ventilkörpers möglich ist. Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem in dem Ventilkörper ein Aufnahmebereich vorgesehen ist, in welchem ein den Ventilsitz ausbildendes Einsetzteil angeordnet ist. Das bedeutet, dass der Ventilsitz nicht unmittelbar an einem Grundkörper des Ventilkörpers vorliegt oder von diesem ausgebildet wird. Vielmehr ist in oder an dem Ventilkörper lediglich der Aufnahmebereiche zur Aufnahme des Einsetzteils vorgesehen. Der Ventilsitz liegt an dem Einsetzteil vor. Der Grundkörper des Ventilkörpers und das Einsetzteil liegen demnach zunächst als voneinander getrennte Teile vor. Die Ausbildung des Ventilkörpers ist demnach mehrteilig. So kann zunächst der Ventilkörper mit Einlasskanal und/oder Auslasskanal hergestellt und anschließend das Einsetzteil in den Aufnahmebereich eingebracht werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei Ausführungsformen des Magnetventils, bei welchen eine radiale Zuströmung vorgesehen ist. Bei diesen wird üblicherweise in Axialrichtung eine durchgehende Bohrung und weiter von dieser ausgehende Radialbohrungen in dem Ventilkörper ausgebildet. In dem Bereich der Axialbohrung wird auch der Ventilsitz ausgebildet. Anschließend wird der untere Bereich der Axialbohrung derart verschlossen, dass lediglich eine Fluidverbindung von den Radialbohrungen zu dem Ventilsitz vorliegt. Dieses Verschließen stellt einen zusätzlichen Herstellungsschritt dar, welcher bei der mehrteiligen Ausführung des Ventilkörpers entfallen kann. Ebenso möglich ist es selbstverständlich, ein Magnetventil mit axialer Zuströmung und radialer Abströmung auszubilden, welche den erfindungsgemäßen Ventilkörper mit dem Aufnahmebereich und dem Einsetzteil aufweist. Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise beziehungsweise der erfindungsgemäßen Ausbildung des Magnetventils ist es möglich, die aufwendig zu fertigende Geometrie des Ventilsitzes getrennt von weiteren Bereichen des Ventilkörpers auszubilden. Dabei kann das Einsetzteil auch aus einem anderen Material als weitere Bereiche des Ventilkörpers bestehen, sodass beispielsweise in dem Bereich des Ventilsitzes ein Material verwendet werden kann, welches höher belastbar ist oder bessere Verschleißeigenschaften beziehungsweise Dichteigenschaften aufweist.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Einsetzteil den Einlasskanal und/oder den Auslasskanal zumindest bereichsweise aufweist oder zusammen mit einem Grundkörper des Ventilkörpers ausbildet. Üblicherweise liegt eine permanente Fluidverbindung zwischen entweder dem Einlasskanal oder dem Auslasskanal und dem Ventilsitz vor. Demnach muss das Einsetzteil, welches den Ventilsitz ausbildet, dazu ausgelegt sein, auch die Fluidverbindung herzustellen. Zu diesem Zweck liegen der Einlasskanal und/oder der Auslasskanal zumindest bereichsweise in dem Einsetzteil vor. In einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Einlasskanal beziehungsweise der Auslasskanal von dem Einsetzteil und dem Grundkörper des Ventilkörpers gemeinsam ausgebildet wird. Beispielsweise kann der Einlasskanal beziehungsweise der Auslasskanal von einer Außenfläche des Einsetzteils und einer Innenfläche des Grundkörpers in Umfangsrichtung begrenzt sein.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Einsetzteil und/oder der Grundkörper mindestens einen Strömungskanal zwischen einem mit dem Auslasskanal in Fluidverbindung stehenden Fluidraum und dem Auslasskanal aufweist oder gemeinsam ausbilden. Der Fluidraum, welcher in dem Magnetventil vorliegt beziehungsweise von dem Ventilkörper ausgebildet wird, steht in Fluidverbindung mit dem Auslasskanal. Somit kann in den Fluidraum einströmendes Fluid zu dem Auslasskanal gelangen und durch diesen aus dem Magnetventil ausströmen. Zur Herstellung dieser Fluidverbindung ist der Strömungskanal beziehungsweise eine Strömungsleitung vorgesehen. Der Strömungskanal liegt beispielsweise in Form eines Kanals an oder in dem Einsetzteil beziehungsweise dem Grundkörper des Ventilkörpers vor. Alternativ können das Einsetzteil und der Grundkörper den Strömungskanal auch gemeinsam ausbilden. Der Strömungskanal kann dabei auch derart ausgestaltet sein, dass die Strömung nach dem Durchströmen des Ventilsitzes in dem Strömungskanal beruhigt wird, bevor das Fluid durch den Auslasskanal aus dem Magnetventil austritt. Der Strömungskanal ist also quasi in Form einer Beruhigungskammer beziehungsweise einer Beruhigungsleitung ausgebildet.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Strömungskanal von einem zumindest bereichsweise ausgebildeten Rücksprung an dem Einsetzteil und/oder dem Grundkörper mit ausgebildet ist. Der Strömungskanal kann beispielsweise dadurch ausgebildet sein, dass das in den Aufnahmebereich eingesetzte Einsetzteil kleinere Abmessungen aufweist als der Aufnahmebereich. Dies kann durch das Ausbilden des Rücksprungs an dem Einsetzteil beziehungsweise in dem Aufnahmebereich des Grundkörpers vorgesehen sein.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Strömungskanal zwischen einer Innenfläche des Grundkörper und einer Außenfläche des Einsetzteils, insbesondere in Form eines Ringspalts, ausgebildet ist. Dabei sind die Innenfläche und die Außenfläche derart voneinander beabstandet, dass der Strömungskanal zwischen diesen vorliegt. Wie bereits vorstehend erläutert, kann dazu der Rücksprung an dem Einsetzteil beziehungsweise dem Grundkörper des Ventilkörpers vorliegen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Strömungskanal den Grundkörper in Umfangsrichtung vollständig umgreift. In diesem Fall liegt der Strömungskanal in Form des Ringspalts vor. Mit einer solchen Ausgestaltung des Magnetventils wird eine besonders effiziente Beruhigung der Strömung erreicht, bevor das Fluid durch den Auslasskanal aus dem Magnetventil austritt.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Einsetzteil einen Sockel zur Befestigung an dem Grundkörper aufweist. Der Sockel weist dabei vorzugsweise größere Abmessungen auf als weitere Bereiche des Einsetzteils. Beispielsweise kann das Einsetzteil den Rücksprung aufweisen, sodass es in zumindest einem Bereich geringere Abmessungen aufweist als der Aufnahmebereich des Ventilkörpers. Zusätzlich ist der Sockel vorgesehen, in welchem das Einsetzteil dieselben oder geringfügig größere Abmessungen als der Aufnahmebereich aufweist. Somit kann das Einsetzteil mittels des Sockels sicher in dem Aufnahmebereich gehalten werden, beispielsweise durch Einpressen des Sockels in den Aufnahmebereich. Dabei ist der Sockel derart angeordnet, dass er den Strömungskanal – sofern vorgesehen – nicht blockiert.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Sockel den Strömungskanal zwischen Fluidraum und dem Auslasskanal begrenzt. Der Sockel grenzt also an den Strömungskanal an, welcher zwischen Fluidraum und Auslasskanal vorliegt. Dabei kann die dem Strömungskanal zugewandte Seite des Sockels strömungsgünstig ausgestaltet sein, beispielsweise in Richtung des Auslasskanals geneigt oder gekrümmt verlaufen. Auf diese Weise wird ein besonders günstiger Strömungsverlauf mit geringen Druckverlusten zwischen Fluidraum und Auslasskanal erzielt.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Einsetzteil formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig an dem Grundkörper befestigt ist. Prinzipiell kann das Einsetzteil beliebig an dem Grundkörper gehalten sein. Eine einfache und kostengünstige Möglichkeit ist es, das Einsetzteil als Einpressteil auszubilden, sodass es nach der Herstellung des Grundkörpers in den Aufnahmebereich eingepresst und dort kraftschlüssig gehalten ist. Alternativ oder zusätzlich kann selbstverständlich eine stoffschlüssige oder formschlüssige Verbindung vorgesehen sein. Erstere wird zum Beispiel mittels einer Klebung realisiert.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein Fluidauslassanschluss des Magnetventils in axialer oder radialer Richtung, ein Fluideinlassanschluss des Magnetventils in radialer oder axialer Richtung angeordnet ist. Der Fluidauslassanschluss ist dabei dem Auslasskanal, der Fluideinlassanschluss dem Einlasskanal zugeordnet. In einer ersten Ausführungsform des Magnetventils ist es vorgesehen, dass der Fluidauslassanschluss in axialer Richtung, beispielsweise auf einer Stirnfläche des Magnetventils angeordnet, ist. Gleichzeitig liegt der Fluideinlassanschluss in radialer Richtung, also beispielsweise auf einer Mantelfläche des Magnetventils, vor. In einer alternativen Ausführungsform liegt dagegen der Fluidauslassanschluss in radialer Richtung und der Fluideinlassanschluss in axialer Richtung vor.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Fahrerassistenzeinrichtung, insbesondere ABS-, TCS- oder ESP-Einrichtung, mit mindestens einem einen Ventilkörper aufweisenden Magnetventil, insbesondere gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei in dem Ventilkörper mindestens ein Einlasskanal und/oder mindestens ein Auslasskanal des Magnetventils wenigstens bereichsweise vorgesehen ist/sind und Einlasskanal und/oder Auslasskanal mit einem Ventilsitz des Magnetventils in Fluidverbindung stehen. Dabei ist in dem Ventilkörper ein Aufnahmebereich vorgesehen, in welchem ein den Ventilsitz ausbildendes Einsetzteil angeordnet ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Es zeigen:
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1 einen Querschnitt eines Magnetventils mit einem Ventilkörper, wobei in einem Aufnahmebereich des Ventilkörpers ein Einsetzteil angeordnet ist und das Magnetventil für eine radiale Zuströmung und eine axiale Abströmung ausgelegt ist,
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2 das Magnetventil in einer alternativen Ausführungsform, wobei es für eine axiale Zuströmung und eine radiale Abströmung ausgebildet ist,
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3 einen Grundkörper des Ventilkörpers, und
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4 ein Einsetzteil zum Anordnen in einem Aufnahmebereich des Ventilkörpers.
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Die 1 zeigt einen Querschnitt eines Bereichs eines Magnetventils 1, wobei lediglich ein Ventilkörper 2 dargestellt ist. Der Ventilkörper 2 besteht aus einem Grundkörper 3 und einem Einsetzteil 4, welches in einem Aufnahmebereich 5 des Grundkörpers 3 beziehungsweise des Ventilkörpers 2 angeordnet ist. In dem Ventilkörper 2 ist ein Steigkanal 6 ausgebildet, welcher über einen Einlasskanal 7 mit mindestens einem Einlassanschluss 7' in Fluidverbindung steht. Über den Einlassanschluss 7' kann dem Magnetventil 1 ein Fluid zugeführt werden. Das durch den Einlassanschluss 7' zugeführte Fluid durchströmt einen Ventilsitz 8, welcher von dem Einsetzteil 4 ausgebildet ist, wenn dieser von einem hier nicht dargestellten Dichtelement 9 freigegeben ist. Auf der dem Steigkanal 6 abgewandten Seite des Ventilsitzes 8 ist ein Fluidraum 10 vorgesehen, welcher zumindest bereichsweise von dem Ventilkörper 2 ausgebildet ist. In dem Ventilkörper 2 ist zudem mindestens ein Auslasskanal 11 vorgesehen, welche in den Fluidraum 10 einmünden. Dabei liegt eine permanente Fluidverbindung zwischen dem Fluidraum 10 und den Auslasskanälen 11 (hier: zwei Auslasskanäle 11) vor.
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Das hier dargestellte Magnetventil 1 ist somit für eine radiale Zuströmung durch den Einlassanschluss 7' und eine axiale Abströmung durch die Auslasskanäle 11 beziehungsweise mit diesen in Fluidverbindung stehenden Auslassanschlüssen 12 (hier nicht erkennbar) vorgesehen. Dies ist derart zu verstehen, dass das Magnetventil 1 den Einlassanschluss 7' in einer Mantelfläche 13 aufweist, während die Auslassanschlüsse 12 an einer Stirnfläche 14 angeordnet sind. In dem Aufnahmebereich 5 ist zum Halten des Einsetzteils 4 ein Rücksprung 15 des Grundkörpers 3 vorgesehen, sodass eine Schulter 16 zur Abstützung des Einsetzteils 4 ausgebildet ist. Das Einsetzteil 4 ist vorteilhafterweise als Einpressteil ausgebildet, es ist also lediglich durch Einpressen in den Aufnahmebereich 5 in ausreichender Weise an dem Grundkörper 3 gehalten beziehungsweise an diesem befestigt. Die Tiefe des Aufnahmebereichs 5 ist dabei vorzugsweise derart vorgesehen, dass das Einsetzteil 4 vollständig darin aufgenommen ist, sodass eine Ringfläche 17 des Einsetzteils 4 mit einer Bodenfläche 18 des Grundkörpers 3 bündig abschließt beziehungsweise mit dieser fluchtet. Eine solche Ausbildung des Magnetventils 1 hat den Vorteil, dass der Steigkanal 6 als Sackbohrung hergestellt werden kann. Es ist also nicht, wie bisher aus dem Stand der Technikbekannt, den Steigkanal 6 als durchgehende Bohrung auszuführen und anschließend auf der dem Ventilsitz 8 abgewandten Seite mit einem Schließelement, beispielsweise einer Kugel, zu verschließen
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Die 2 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform des Magnetventils 1. Das Magnetventil 1 besteht ebenso aus einem Ventilkörper 2. Zusätzlich sind jedoch ein Magnetanker 19, ein mit diesem zusammenwirkendes Betätigungselement 20 sowie ein Dichtelement 21 dargestellt. Der Magnetanker 1 ist in einem Gehäuse 22 zumindest bereichsweise angeordnet. Das Magnetventil 1 ist in einer nur teilweise dargestellten externen Einrichtung 23 angeordnet und in dieser gehalten. Wie bereits anhand der in der 1 dargestellten Ausführungsform des Magnetventils 1 beschrieben, besteht der Ventilkörper 2 aus dem Grundkörper 3 und dem Einsetzteil 4. Das Einsetzteil 4 ist dabei in dem Aufnahmebereich 5 des Grundkörpers 3 beziehungsweise des Ventilkörpers 2 gehalten.
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Im Gegensatz zu der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist das hier dargestellte Magnetventil 1 für eine axiale Zuströmung und eine radiale Abströmung ausgelegt. Das bedeutet, dass der Einlasskanal 7 den Ventilkörper 2 in axialer Richtung durchgreift, sodass der Einlassanschluss 7' auf der Stirnfläche 14 vorliegt. Dagegen sind die Auslasskanäle 11 derart angeordnet, dass die Auslassanschlüsse 12 in der Mantelfläche 13 des Magnetventils 1 beziehungsweise des Ventilkörpers 2 vorliegen. Dabei befinden sich die Auslassanschlüsse 12 an dem Ventilkörper 2 auf derselben Seite bezüglich des Ventilsitzes 8 wie der Einlassanschluss 7'. Das an dem Aufnahmebereich 5 gehaltene Einsetzteil 4 bildet dabei den Einlasskanal 7 zumindest bereichsweise mit aus. Das Einsetzteil 4 verfügt über einen Rücksprung 24, sodass es zumindest bereichsweise geringere Abmessungen aufweist als der Aufnahmebereich 5. Insbesondere ist sowohl eine Innenfläche 25 des Ventilkörpers 2 als auch eine Außenfläche 26 des Einsetzteils 4 kreiszylindrisch, wobei die Außenfläche 26 einen geringeren Durchmesser aufweist als die Innenfläche 25 und somit von dieser beabstandet vorliegt, womit der Rücksprung 24 des Einsetzteils 4 gebildet ist.
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Durch die Beabstandung zwischen Innenfläche 25 und Außenfläche 26 beziehungsweise durch den Rücksprung 24 ist ein Strömungskanal 27 zwischen dem Fluidraum 10 und den Auslasskanälen 11 hergestellt. Somit wird der Strömungskanal 27 von dem Einsetzteil 4 und dem Grundkörper 3 des Ventilkörpers 2 gemeinsam ausgebildet. Dabei liegt der Strömungskanal 27 in Form eines Ringspalts 28 vor, welcher von Fluid durchströmbar ist.
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Zur Befestigung des Einsetzteils 4 an dem Grundkörper 3 weist das Einsetzteil 4 einen Sockel 29 auf, welcher ebenfalls im Wesentlichen kreiszylindrisch ist. Dabei sind die Abmessungen des Sockels 29 jedoch gleich oder größer den Abmessungen des Aufnahmebereichs 5, sodass ein klemmendes Halten des Einsetzteils 4 in dem Aufnahmebereich sichergestellt ist. In der 2 ist erkennbar, dass der Sockel 29 den Strömungskanal 27 beziehungsweise den Ringspalt 28 in axialer Richtung des Magnetventils 1 begrenzt. Der Ringspalt 28 stellt in der hier vorliegenden Ausführungsform eine Beruhigungskammer für von dem Fluidraum 10 zu den Auslasskanälen 11 strömendes Fluid dar. Auf diese Weise können unerwünschte Turbulenzen in der Strömung gedämpft beziehungsweise abgebaut werden, bevor das Fluid durch die Auslassanschlüsse 12 aus dem Magnetventil 1 austritt.
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Die 3 zeigt den Grundkörper 3 des Ventilkörpers 2 in einer alternativen Ansicht. In der 4 ist das freigestellte Einsetzteil 4 dargestellt. Sowohl der Grundkörper 3 als auch das Einsetzteil 4 entsprechen den vorstehenden Ausführungen. Insofern sei hier auf diese verwiesen.
