DE2213711A1

DE2213711A1 - Aufweitbare Schraubenbefestigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2213711A1
Application number: DE19722213711
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Mortensen, Louis Aackersberg, Fredensborg (Dänemark)
Priority date: 1969-05-30
Filing date: 1972-03-21
Publication date: 1972-11-16
Also published as: NL7203804A; GB1337688A; CH537532A; AT317502B

Description

DR. A. KÖHLER M. SCHROEDER PATENTANWÄLTE TELEFON: 37AT*2 S MÜNCHEN TELEGRAMME: CARBOPAT FRANZ-JOSEPH-STRASSE

818 274 - S/DE

louis Aackersberg Mortensen, Fredensborg / Dänemark

Aufweitbare Schraubenbefestigungsvorrichtung (Zusatzanmeldung zu P 20 26 456.6)

Die Erfindung betrifft eine aufweitbare Schraubenbefestigungsvorrichtung, die in ein gebohrtes Loch eingesetzt und darin befestigt wird, wobei die Vorrichtung ein aus Kunststoffmaterial geformtes deformierbares rohrförmiges Befestigungsbauteil mit sich längs erstreckenden Einschnitten oder Schlitzen und das mit einem inneren Anschlag und einem inneren Gewindeteil an einem Ende versehen ist und ein in das Befestigungsbauteil eingefügtes und sich von dessen anderem Ende erstreckendes rohrförmiges Bauteil aufweist, wobei der Gewindeteil mit einer Schraube unter radialer Aufweitung des rohrförmigen Befestigungsbauteils unter axialem Zusammendrücken desselben zusammenwirken soll.

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Diese Verankerungs- bzw. Befestigungsvorrichtung ist in der deutschen Patentanmeldung P 20 26 456.6 der Anmelderin beschrieben.

Gemäß dieser früheren Anmeldung der Anmelderin ist das in dem Befestigungsbauteil eingefügte rohrförmige Bauteil relativ steif und in axialer Richtung praktisch nicht zusammendrückbar. Das steife rohrförmige Bauteil ist so ausgebildet, daß es mit dem inneren Anschlag in dem Befestigungsbauteil zusammenwirkt, um das Ausmaß, zu dem das Befestigungsbauteil während der Befestigung der mit dem Gewindeteil des Befestigungsbauteils zusammenwirkenden Schraube axial zusammengedrückt werden kann, zu begrenzen. In der früheren Anmeldung wird die Einfügung eines weichen Rohrabschnitts zwischen dem inneren Anschlag und dem entgegengesetzten inneren Ende des steifen rohrförmigen Bauteils vorgeschlagen. Dieser weiche Rohrabschnitt dient als ein Füll- oder Puffermaterial, das eine radiale Ausbauchung bzw. Aufweitung des inneren Endteils des Verankerungs- bzw. Befestigungsbauteils begünstigt, wenn die Befestigungsvorrichtung durch Anziehen der Schraube axial zusammengedrückt wird.

Gemäß der Erfindung ist wenigstens der Innenteil des rohrförmigen Bauteils axial zusammendrückbar, jedoch bevorzugt zu einem wesentlich geringeren Ausmaß als das Befestigungs- bzw. Verankerungsbauteil. In überraschender Weise wurde gefunden, daß ein derartiges zu einem gewissen Ausmaß axial zusammendrückbares rohrförmiges Bauteil sowohl das bisher vorgeschlagene steife rohrförmige Bauteil als auch den weichen Rohrabschnitt ersetzen kann. Es wird angenommen, daß der Grund dafür fol-

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gender ist: Wenn die Verankerungs- bzw. Befestigungsvorrichtung gemäß der Erfindung in ein gebohrtes Loch eingesetzt wird und die Schraube angezogen wird, werden das Befestigungsbauteil sowie das weniger deformierbare rohrfönnige Bauteil axial zusammengedrückt. Während des Zusammendrückens bleibt der äußere Endteil der Befestigungsvorrichtung stationär, während der Gewindeteil des Befestigungsbauteils sich nach außen mit Bezug auf die Wand oder Platte, in die das Loch gebohrt ist, bewegt. Die Endteile der während des Zusammendrückens bewegten Elemente der Befestigungsvorrichtung neigen mehr zur Ausbauchung oder Aufweitung als die stationären Teile. Daher findet die anfängliche Aufweitung an dem inneren Endteil sowohl des Befestigungsbauteils als auch des darin eingesetzten zusammendrückbaren rohrförmigen Bauteils statt. Der sich aufweitende innere Endteil des

also

rohrförmigen Bauteils kann|als ein Füllmaterial zur Förderung der radialen Ausbauchung des Befestigungsbauteils dienen. Wenn das axiale Zusammendrücken der Befestigungsvorrichtung fortschreitet, nimmt das radiale Ausmaß der Aufweitung zu, und die Aufweitung oder Verdickung verschiebt sich nach außen gegen das äußere Ende der Bohrung. Gleich,ob das rohrförmige Bauteil mehr oder weniger axial zusammendrückbar ist, wird es früher oder später ein weiteres axiales Zusammendrücken der Befestigungsvorrichtung verhindern, selbst wenn die Schraube fest angezogen wird, und somit kann die axiale Stellung, in der die Aufweitung oder Ausbauchung stattfindet, durch Auswahl eines geeigneten rohrförmigen Bauteils gesteuert werden.

Es sei bemerkt, daß die Eigenschaften des rohrförmigen Bauteils, wie beispielsweise dessen Länge, sein äußerer und innerer Durchmesser oder Querschnittsbereich, das

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Material, aus dem es hergestellt ist und dergleichen weitgehend variiert werden können. Dadurch können der Raum zwischen dem inneren Ende des rohrförmigen Bauteils und dem inneren Anschlag innerhalb des Befestigungsbauteils und auch die axiale Zusammendrückbarkeit des rohrförmigen Bauteils variiert werden.

In der vorliegenden Beschreibung soll der Ausdruck "Gewindeteil" eine Innenoberfläche mit vorgeformten inneren Gewinden sowie eine Innenoberfläche umfassen, die mit einer selbstschneidenden Schraube zusammenwirken soll.

Gemäß der Erfindung kann das rohrförmige Bauteil sogar eine solche Länge besitzen, daß es mit dem inneren Anschlag in Eingriff steht, und sich längs erstreckende Schlitze oder Einschnitte können in dem inneren Endteil des axial zusammendrückbaren rohrförmigen Bauteile festgelegt sein. Biese Schlitze fördern oder erleichtern das radiale Aufweiten des inneren Endteils des rohrförmigen Bauteils, wenn die Befestigungsvorrichtung axial zusammengedrückt wird.

Gemäß der Erfindung kann ein rohrförmiges Expansionsoder Aufweitungsbauteil aus einem relativ steifen Material innerhalb des rohrförmigen Befestigungsbauteils zwischen dem inneren Anschlag und dem inneren Ende des rohrförmigen Bauteils angeordnet sein, wobei der maximale äußere Durchmesser des Expansionsbauteils den inneren Durchmesser des angrenzenden Endteils des rohrförmigen Bauteils überschreitet und das Expansionsbauteil so ausgebildet ist, daß es in den benachbarten Endteil des rohrförmigen Bauteils zu dessen radialer Aufsei tur-g, rfenn die Befestigungsvorrichtung axial zusammengedrückt wird, getrieben wird. Dieses Expansionsbauteil

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fördert die anfängliche Aufweitung des benachbarten Endteils des rohrförmigen Bauteils und kann beispielsweise eine halbstarre und/oder mit Schlitzen versehene Hülse oder,ein Rohr sein. Ferner gewährleistet das rohrförmige Expansions- bzw. Ausdehnungsbauteil, das aus einem härteren oder steiferen Material als das des benachbarten Endteils des rohrförmigen Bauteils gebildet ist, eine sehr gleichmäßige radiale Ausbauchung des Endteils des rohrförmigen Bauteils, in das das Expansions- bzw. Ausdehnungsbauteil getrieben wird. Ferner umgibt das rohrförmige Ausdehnungsbauteil die Schraube und verhindert dadurch, daß das Material in dem inneren Endteil des rohrförmigen Bauteils radial nach innen in Berührung mit den Gewinden der Schraube gepreßt wird, wenn die Befestigungsvorrichtung durch Anziehen der Schraube radial zusammengedrückt wird. Ein derartiger Kontakt zwischen dem Material des rohrförmigen Glieds und der Schraube neigt dazu, das Anziehen und Aufschrauben der Schraube schwieriger zu gestalten.

Das Ausdehnungs- bzw. Expansionsbauteil kann beispielsweise ein sich axial erstreckender rohrförmiger Vorsprung sein, der auf und integral mit dem Anschlag in dem Befestigungsbauteil gebildet ist. Das Expansionsbauteil kann auch ein gesondertes rohrförmiges Bauteil sein, das an einem Ende und bevorzugt an beiden Enden zugespitzt ist oder eine praktisch kugelförmige Außenoberfläche besitzt.

Ausführungsformen der Schraubenbefestigungsvorrichtung gemäß der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung genauer beschrieben, in der

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Pig. 1 eine Seitansicht und teilweise Schnittansi cht einer Ausf uhrungsform der erflndungsgemäßen Befestigungsvorrichtung, die in einen gebohrten Loch in einer Tafel oder Platte angeordnet ist,

Fig. 2 die gleiche Ausführungsform wie in Fig. 1, jedoch in teilweise befestigtem Zustand,

Fig. 3 eine Schnittansicht der in den Figuren 1 und 2 wiedergegebenen Befestigungsvorrichtung in ihrem vollständig befestigten Zustand,

Fig. 4 eine Schnittansicht einer etwas modifizierten zweiten Ausführungsform der Befestigungsvorrichtung und

Fig. 5 eine Seitansicht und einen teilweisen Schnitt einer dritten Ausführungsform der Befestigungsvorrichtung gemäß der Erfindung in einem teilweise befestigten Zustand

wiedergeben.

Die in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungen 50

und 70 umfassen eine Schraube 11, die von einem rohrförmigen Befestigungsbauteil oder Verankerungskörper 13 umgeben ist, der vorzugsweise integral aus Kunststoffmaterial geformt ist, eine Mutter 24 zur Zusammenwirkung mit der Schraube 11 ist an einem Ende des Befestigungsbauteils 13 eingebettet und kann aus Metall, hartem Plastikmaterial, wie beispielsweise glas-

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faserverstärkte Kunststoffe oder anderem geeigneten Material hergestellt sein. Die zylindrische Wand des Befestigungsbauteils 13 ist mit einer Anzahl von einheitlich über den Umfang im Abstand befindlichen und sich axial erstreckenden Schlitzen oder Einschnitten 15 ausgestattet, die diese Wand in einer Anzahl von streifenförmigen oder bandförmigen Teilen 16 unterteilen. In den gezeigten Ausführungsformen erstrecken sich diese Teile 16 schneckenförmig. Sie können sich jedoch gegebenenfalls auch axial.erstrecken. An dem Ende entgegengesetzt zu der Mutter 24 ist die Befestigungsvorrichtung 13 mit einem Anschlagflansch oder Kragen 17 und messerförmigen axialen Rippen 18 ausgestattet. Die Befestigungsvorrichtung kann auch mit einer Beilaufscheibe 20 ausgestattet sein, und in den Endteil des mit den Rippen 18 ausgestatteten Befestigungsbauteils ist ein rohrförmiges Abstandsbauteil oder eine Muffe 21 eingefügt. Derartige Befestigungsvorrichtungen können zur Befestigung eines Gegenstandes 27 verschiedener Art auf einer Platte oder Wand verwendet werden, gleich ob die Wand fest ist oder nicht, beispielsweise eine Gipsplatte 22, wie in der gleichzeitig schwebenden Patentanmeldung P 20 26 456.6 der Anmelderin beschrieben ist.

Die in den Figuren 1 bis 3 und 5 wiedergegebenen Ausführungsformen 50 und 70 sind mit einem Hülsen- oder Muffenbauteil 21 aus einem halbstarren, deformierbaren Kunststoffmaterial, beispielsweise Polyäthylen von hoher Dichte, hergestellt, und die Länge des Hülsen- bzw. Muffenbauteils geht wesentlich über die Stärke der Platte 22 hinaus, in der die Befestigungsvorrichtung anzubringen ist. Mit anderen Worten, des Hülsen- bzw. Muffenbauteil 21 erstreckt sich in das

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gebohrte Loch in der Platte oder Wand hinein über die Stellung hinaus, wo der Erhalt einer Ausbauchung oder Aufweitung des Befestigungsbauteils 13 erwünscht ist, wenn die Schraube 11 angezogen wird. In der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform 50 ist ein gesondertes rohrfb'rmiges Expansionsbauteil 51» das an beiden Enden abgeschrägt ist, zwischen dem inneren Ende 29 der Mutter 24 und dem benachbarten inneren Ende des Hülsen- oder Muffenbauteils 21 angeordnet. Das Expansions- oder Ausdehnungsbauteil 51 ist starrer oder steifer als das Hülsenbauteil 21 und ist vorzugsweise aus einem härteren Material als das Material, aus dem das Hülsenbauteil gefertigt ist, hergestellt.

Wenn die Schraube 11 angezogen wird, wird das zugespitzte Ende des Ausdehnungsbauteils 51 in die Bohrung des benachbarten Endteils des deformierbaren Hülsenbauteils 21 getrieben und dadurch eine radiale Aufweitung oder Ausbauchung des Endteils des Hülsenbauteils eingeleitet (Pig. 2). Ein weiteres Anziehen der Schraube 11 führt zu einer weitgehenderen radialen Ausdehnung des Hülsenbauteils 21 und des umgebenden Befestigungsbauteils 13, wie in Pig. 3 wiedergegeben. Es wurde gefunden, daß das Ausdehnungsbauteil 21 die radiale Aufweitung des halbstarren Hülsenbauteils 21 wesentlich erleichtert und auch eine praktisch gleichmäßige symmetrische Aufweitung des Hülsenbauteils um dessen Längsachse herum sicherstellt. Ferner umgibt und schützt, wie in Fig. 3 erläutert, das rohrförmige Aüsdehnungsbauteil 51 die Gewinde der Schraube 11 und verhindert dadurch, daß das Kunststoff material des deformierbaren Hülsenbauteils 21 in Berührung mit diesen Gewinden gepreßt wird. Ein derartiger Kontakt zwi-

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sehen den Gewinden der Schraube und dem Material des Hülsenbauteils würde ein anschließendes Aufschrauben der Schraube und Abmontieren des Gegenstandes 27 schwieriger machen.

In der in Pig. 4 wiedergegebenen Ausführungsform 60 ist das Hülsenbauteil 21 relativ kurz und steif, seine länge entspricht praktisch der Dicke der Platte 22, und ein Rohrabschnitt 12 aus relativ weichem deformierbaren Material, wie beispielsweise Kautschuk oder weiche Kunststoffe, ist zwischen dem Ausdehnungsbauteil 51 und dem Hülsenbauteil 21 angeordnet. Wenn die Schraube 11 angezogen wird, wird der Rohrabschnitt 12 stark deformiert, und auch in diesem Fall sichert das Ausdehnungsbauteil 21 eine gleichmäßige und symmetrische Aufweitung des Rohrabschnitts und schützt die Gewinde der Schraube in praktisch der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben.

Die in Fig. 5 wiedergegebene Ausführungsform 70 entspricht praktisch der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform. In Fig. 5 wurde jedoch das Ausdehnungsbauteil 51 weggelassen. Anstatt dessen ist der der Mutter 24 oder dem Anschlag 29 benachbarte Hülsengliedendteil mit einer Anzahl sich axial erstreckender Schlitze 52 ausgestattet, um die radiale Aufweitung dieses Endteils zu erleichtern. Die Schlitze 52 können auch in Bezug auf die Längsachse des Hülsenbauteils 21 geneigt sein oder eine schneckenförmige Form aufweisen. Es sei bemerkt, daß es vorteilhaft sein kann, ein Ausdehnungsbauteil 51 in Verbindung mit einem,wie in Fig. 5 gezeigten^mifc Schlitzen versehenen Hülsenbauteil 21 zu verwenden.

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- ίο -

Wenn eine Befestigungsvorrichtung des in der Zeichnung wiedergegebenen Typs in einem gebohrten loch angebracht wird und die Schraube 11 angezogen worden ist, wird die Befestigungsvorrichtung axial zusammengedrückt, wodurch das Befestigungsbauteil 13 dazu neigt, sich an seinem inneren Endteil benachbart zu der Mutter 24 aufzuweiten oder auszubauchen. Gleich ob das Hülsenbauteil 21 deformlerbar ist, wie in der in den Pig. 1 bis 3 und 5 gezeigten Ausführungsform oder relativ steif ist, wie in der in Fig. 4 gezeigten Ausfuhrungsform und ungeachtet dessen, ob die Befestigungsvorrichtung in einem durchgehenden Loch in einer Platte oder in einem nicht durchgehend gebohrten Loch in einer festen Wand aus Gasbeton oder einem ähnlichen weniger druckbeständigen Material angebracht worden ist, begrenzt das Hülsenbauteil 21 das Ausmaß, zu dem die Schraube 11 angezogen werden kann und zu dem die Befestigungsvorrichtung axial zusammengedrückt werden kann. Mit anderen Worten, begrenzt das Hülsenbauteil 21 tatsächlich die axiale Stellung der endgültigen Aufweitung an der vollständig befestigten Verankerungs- bzw. Befestigungsvorrichtung.

Beispiel

Im folgenden wird ein Beispiel für bevorzugtes Material und bevorzugte Abmessungen der in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungaformen gegeben.

Das rohrförmige mit Schlitzen versehene Befestigungsbauteil 13 kann aus Polyamid mit einer Shore-Härte von 65⁰D (DIN 53505) gefertigt sein und besitzt einen

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äußeren Durchmesser von etwa 10 mm und eine Wandstärke von etwa 1,2 mm. Das rohrförmige Hülsenbauteil 21 in den Ausfuhrungsformen gemäß den Pig. 1 bis 3 und 5 kann aus Polyäthylen mit einer Nominaldichte von 0,922 g/cnr⁵ (Britisch Standard 3412), einer Shore-Härte von 53⁰D, einem Elastizitätsmodul Von etwa 2600 kg/cm (100 Sekunden, 0,2 i° Biegung, s. "Creep In Thermoplastics", Seite 386 von "British Plastics" Nr. 37 (1964)) gefertigt sein und besitzt einen äußeren Durchmesser von etwa 7,4 mm und eine Wandstärke von etwa 1,2 mm. Das in Fig. 4 wiedergegebene rohrförmige Hülsenbauteil 21 kann aus Polyamid mit einer Shore-Härte von 65⁰D (DIN 53505) gefertigt sein und besitzt einen äußeren Durchmesser' von etwa 7,4 mm und eine Wandstärke von etwa 1,2 mm.

Der Rohrabschnitt 12 der in Pig. 4 wiedergegebenen Ausführungsform kann aus Polyvinylchlorid mit einem spezifischen Gewicht von 1,24 g/cnr und¹ einer Shore-Härte von 65⁰D (ASTM 1706/61) gefertigt sein und kann einen äußeren Durchmesser von etwa 7,4 mm und eine Wandstärke von etwa 1,2 mm besitzen.

Die Mutter 24 kann aus modifiziertem Polyvinylenoxid mit einer Härte von M 90/1106,Rockwell Skala R (ASTM D 785), gefertigt sein, und das Ausdehnungsbauteil kann aus Polyamid mit einer Shore-Härte von etwa 65⁰D (DIN 53505) hergestellt sein und kann einen maximalen äußeren Durchmesser von etwa 7,2 mm und eine maximale Wandstärke von etwa 1,1 mm aufweisen.

Es ist offensichtlich, daß die aufweitbare Befestigungsvorrichtung gemäß der Erfindung sehr universell ist,

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da sie sowohl für durchgebohrte Löcher in Platten oder Tafeln als auch für nicht durchgehende Löcher in festen Wänden wirksam ist, gleich, ob diese Wände aus mehr oder weniger druckbeständigen Materialien gefertigt sind und ob die Durchmesser der gebohrten Löcher mehr oder weniger dem äußeren Durchmesser der Befestigungsvorrichtung entsprechen.

Es ist klar, daß verschiedene Modifikationen der in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsform durchgeführt werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

Patentansprüche

1.) Aufweitbare Schra üb enbef es tigungs vorrichtung, die ein aus Kunststoff material geformtes deformierbares rohrförmiges Befestigungsbauteil, das sich längs erstreckende Schlitze oder Einschnitte aufweist und mit einem inneren Anschlag und einem inneren Gewindeteil an einem Ende versehen ist, und ein in das Befestigungsbauteil eingefügtes und sich nach innen von dessen anderem Ende erstreckendes rohrförmiges Bauteil aufweist, wobei der Gewindeteil zur Zusammenwirkung mit einer zur radialen Aufweitung des rohrförmigen Befestigungsbauteils unter axialem Zusammendrücken desselben bestimmt 1st, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Innenteil des rohrförmigen Bauteils (21) axial zusammendrückbar ist, jedoch bevorzugt zu einem wesentlich geringeren Ausmaß als das Befestigungsbauteil (13).

2. Schraubenbefestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Bauteil (13) mit dem inneren Anschlag (29) in Eingriff steht.

3- Schraubenbefestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich längs erstreckende Schlitze oder Einschnitte (52) in dem inneren Endteil des axial zusammendrückbaren rohrförmigen Bauteils (21) vorliegen (Pig. 5).

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4· Schraubenbefestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein rohrförmiges Ausdehnungsbauteil (51) aus einem relativ steifen Material, daa innerhalb des rohrförmigen Befestigungsbauteils (13) zwischen dem Anschlag (29) und dem rohrförmigen Bauteil (21) angeordnet ist, wobei der maximale äußere Durchmesser des Ausdehnungsbauteils über den inneren Durchmesser des angrenzenden Endteils des rohrförmigen Bauteils hinausgeht und das Ausdehnungsbauteil so ausgebildet ist, daß es in den Endteil des rohrförmigen Bauteils zu dessen radialer Ausdehnung, wenn die Befestigungsvorrichtung axial zusammengedrückt wird, getrieben wird.

5. Schraubenbefestigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungsbauteil (51) eine zylindrische äußere Oberfläche aufweist, wobei das dem rohrförmigen Bauteil benachbarte Ende des Ausdehnungsbauteils abgeschrägt ist.

6. Schraubenbefestigungsbauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungsbauteil (51) als ein an beiden Enden abgeschrägtes getrenntes rohrförmiges Bauteil ausgebildet ist.

7. Schraubenbefestigungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungsbauteil eine praktisch kugelige äußere Oberfläche aufweist.

8. Schraubenbefestigungsvorrichtung nach Anspruch 4, oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungsbauteil als ein sich axial erstreckender integral mit dem Anschlag gebildeter rohrförmiger Vorsprung ausgebildet ist.

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