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Diese
Erfindung betrifft eine Befestigungsabdeckung, und insbesondere,
jedoch ohne Beschränkung,
eine hitzefeste Abdeckung für
eine Mutter oder einen Bolzen.
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Eine
aktuelle Technologie, die für
Baustrukturen eingesetzt wird, ist die Verwendung eines Gerüsts aus
Stahlträgern.
Die Träger
werden mittels Muttern- und
Bolzenbefestigungen aneinander gesichert. Es ist wichtig, dass die
Muttern- und Bolzenbefestigungen
im Fall eines Feuers vor Hitzeschaden geschützt sind. Eine bestehende Methode,
die Muttern und Bolzen vor übermäßiger Hitze
zu schützen, besteht
darin, die Muttern und Bolzen mit einem intumeszenten Material zu
lackieren. Dieses Material ist feuertest und verhindert in gewissen
Maßen
den Ausfall der Muttern- und Bolzenbefestigungen im Fall eines Feuers.
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Allerdings
treten bei dieser Methode Nachteile auf, da es schwierig ist, visuell
zu überprüfen, dass
die richtige Art von intumineszentem Material verwendet worden ist.
Manchmal kommt es vor, dass die Muttern und Bolzen einfach mit einem
Material überlackiert
werden, das eine ähnliche
Farbe wie das richtige intumineszente Material hat. Dies führt zu einer äußerst gefährlichen
Möglichkeit,
dass die Verbindungen der Stahlstruktur während eines Feuers ausfallen
könnten,
was zum Zusammenbrechen des Gebäudes
führt.
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Die
WO-A-00/60246 und die US-A-3,905,411 offenbaren beide Schutzabdeckungen
oder Kappen. Die WO-A-00/60246 offenbart eine Abdeckung, die dazu
ausgelegt ist, trotz des Risikos einer Alterung befestigt zu werden,
die jedoch von der Verbindungsbefestigung entfernbar ist. Die US-A-3,905,411
offenbart eine aus Aluminium hergestellte Schutzkappe, die das Problem
aufweist, nicht hitzefest zu sein.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten
Nachteile zu beseitigen.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Mittel bereitzustellen,
um Stahlstrukturbefestigungen einen Hitzeschutz zu verleihen, sowie Mittel
zur visuellen Anzeige, dass diese Befestigungen geschützt sind.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Schutzabdeckung für eine Verbindungsbefestigung
bereitzustellen, die im Einsatz eine Expansion der Verbindungsbefestigung
ermöglicht.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Schutzabdeckung für eine Verbindungsbefestigung
Befestigungsgreifmittel und hitzefeste, feuerfeste Abdeckmittel,
wobei die Greifmittel federnd vorgespannt sind zum Ergreifen einer
Befestigung, zum Ermöglichen
einer Expansion einer Befestigung während einer Erhitzung und zum
Verhindern eines Entfernens der Abdeckung von der Verbindungsbefestigung.
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Die
Befestigung kann ein Bolzen oder eine Mutter oder eine Mutter/Bolzen-Kombination
sein. Die Befestigung kann eine Befestigung für eine aus Metallträgern hergestellte
Struktur sein.
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Die
Greifmittel können
dazu ausgelegt sein, eine Expansion einer Befestigung innerhalb
der Abdeckmittel zu ermöglichen.
In diesem Fall können
die Abdeckmittel im wesentlichen resistent gegen eine signifikante
Hitzeexpansion der Befestigung sein. Die Abdeckmittel können hohl
sein. Die Abdeckmittel können
eine Öffnung
aufweisen, in der die Befestigung aufzunehmen ist. Die Abdeckmittel
können
einen gewölbten
Außenabschnitt
haben, der der Öffnung
in den Abdeckmitteln entgegengesetzt sein kann.
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Die
Abdeckmittel können
ein gestuftes Profil um die Öffnung
herum haben, vorzugsweise um einen Abschnitt der Befestigung aufzunehmen,
vorzugsweise eine Unterlegscheibe.
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Die
Abdeckmittel können
einen Körperabschnitt
umfassen, vorzugsweise mit einem im allgemeinen kreisförmigen Querschnitt,
der die Öffnung an
einem Ende desselben aufweist. Vorzugsweise umfassen die Abdeckmittel
ferner einen Endabschnitt, der vorzugsweise der Öffnung entgegengesetzt ist
und vorzugsweise ein Ende des Körperabschnitts
abschließt.
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Die
Greifmittel können
wenigstens einen, vorzugsweise drei federnde Arme umfassen. Der oder
jeder federnde Arm erstreckt sich vorzugsweise an einer Innenfläche des
Abdeckabschnitts abwärts. Die
Greifmittel umfassen vorzugsweise Befestigungsgreifmittel an wenigstens
einem Arm.
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Die
Befestigungsgreifmittel umfassen vorzugsweise wenigstens eine Spitze,
die von der Öffnung
im Abdeckabschnitt weg gerichtet ist. Die Spitze ist vorzugsweise
ein Flansch, der sich von dem Arm weg und unter einem Winkel zu
dem Arm erstreckt. Die Befestigungsgreifmittel sind vorzugsweise
an einem unteren Ende des Arms lokalisiert. Vorzugsweise gibt es
zwei Spitzen an jedem Arm, vorzugsweise eine an jeder Seite des
Arms. Die Befestigungsgreifmittel verhindern vorzugsweise ein Entfernen
der Schutzabdeckung von einer Befestigung mittels der oder jeder
Spitze, die in die Befestigung eingebettet ist oder gegen sie drückt.
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Die
Greifmittel umfassen vorzugsweise Abdeckabschnittgreifmittel an
wenigstens einem Arm.
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Die
Abdeckabschnittgreifmittel umfassen vorzugsweise wenigstens eine
Spitze, die zu der Öffnung
in dem Abdeckabschnitt hin gerichtet ist, vorzugsweise von den Befestigungsgreifmitteln
entfernt. Die oder jede Spitze ist vorzugsweise ein Flansch, der
sich von dem Arm weg und unter einem Winkel zu dem Arm erstreckt.
Die Befestigungsgreifmittel sind vorzugsweise zu einem oberen Ende
des Arms hin lokalisiert. Vorzugsweise gibt es zwei Spitzen an jedem
Arm, vorzugsweise eine an jeder Seite des Arms. Die Abdeckabschnittgreifmittel
verhindern vorzugsweise ein Entfernen der Befestigungsgreifmittel von
den Abdeckmitteln mit Hilfe der oder jeder Spitze, die in die Abdeckmittel
eingebettet ist oder gegen sie drückt.
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Die
Richtung, in die die Spitzen der Abdeckabschnittgreifmittel zeigen,
kann es ermöglichen,
dass die Befestigungsgreifmittel in die Abdeckmittel hineingedrückt werden,
kann jedoch verhindern, dass dieselben daraus herausgezogen werden.
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Vorzugsweise
umfassen die Befestigungsgreifmittel drei im allgemeinen flache
Arme, die sich vorzugsweise voneinander weg erstrecken und im allgemeinen
zueinander äquidistant
oder gleich beabstandet sind. Die Arme definieren vorzugsweise drei
nicht-benachbarte Seiten eines Hexagons zur Aufnahme eines hexagonalen
Mutter/Bolzenkopfs darin. Die flachen Arme erstrecken sich vorzugsweise über das
geschlossene Ende der Abdeckmittel und an den Innenwänden der
Abdeckmittel abwärts.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Schützen einer
Verbindungsbefestigung vor übermäßiger Hitze
das Anbringen einer solchen nicht-entfernbaren Schutzabdeckung an
der Verbindungsbefestigung mittels Greifmitteln der Abdeckung, welche
federnd zum Ergreifen der Verbindungsbefestigung vorgespannt sind,
wobei die federnde Vorspannung der Greifmittel ferner eine Expansion
der Verbindungsbefestigung ermöglicht,
und wobei feuerfeste Abdeckmittel die Greifmittel und die Verbindungsbefestigung
abdecken, um sie vor übermäßiger Hitze
zu schützen.
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Alle
hierin offenbarten Merkmale können
mit jedem der obigen Aspekte in jeder Kombination kombiniert werden.
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Eine
spezielle Ausführungsform
der vorliegenden Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezug zu den
beigefügten Zeichnungen
beschrieben werden, in denen:
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1 eine
teilweise aufgeschnittene Seitenansicht einer an einem Bolzenkopf
angebrachten Schutzkappe für
einen Mutter/Bolzenkopf ist;
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2 eine
Querschnittsansicht der Bolzenkopf/Mutter-Abdeckung von oben ist;
und
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3 eine
Teil-Seitenansicht eines Flansches der Bolzenkopf/Mutter-Abdeckung ist.
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In
dieser Beschreibung kann eine Bolzenkopfabdeckung 10 gelegentlich
als eine Mutterabdeckung 10 bezeichnet werden, und die
zwei Begriffe sind austauschbar, da die bezeichnete Abdeckung dazu
geeignet ist, über
einem Bolzenkopf und einer entsprechenden Mutter platziert zu werden.
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Eine
Bolzenkopfabdeckung 10 umfaßt einen äußeren hitzefesten Abschnitt 12 und
einen inneren Greifabschnitt 14. Die Bolzenkopfabdeckung 10 ist dazu
ausgelegt, über
einem Bolzenkopf 16 platziert zu werden. Die Bolzenkopfabdeckung 10 wird
mittels des inneren Greifabschnitts 14 in Position gehalten, der
den Bolzenkopf ergreift, wobei der Greifabschnitt 14 mittels
Flanschen 18 im hitzefesten Abschnitt 12 gehalten
wird.
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Genauer
gesagt ist der innere Greifabschnitt 14 aus einem Metall
hergestellt, das sich biegen kann und eine gewisse Federeigenschaft
hat, um eine elastische Verformung der Arme 20a, b, c zu
ermöglichen,
wie unten beschrieben werden wird.
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Der
Greifabschnitt 14 umfaßt
drei Arme 20a, 20b und 20c. Die drei
Arme erstrecken sich von einem Mittelpunkt 22 derart weg,
dass sie gleiche Winkel dazwischen einschließen. Die Arme sind an den gleichen
Winkeln angeordnet, damit der innere Greifabschnitt über einem
hexagonalen Bolzenkopf 16 platziert werden kann, wodurch
ein Ergreifen von drei (nicht-benachbarten) beabstandeten Seiten
des hexagonalen Bolzenkopfs 16 ermöglicht wird, wie unten beschrieben
werden wird.
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Jeder
Arm 20a, 20b und 20c weist einen im allgemeinen
flachen Querschnitt auf und erstreckt sich horizontal weg von dem
Mittelpunkt 22 zu einer ersten Schulter 24 und
dann zu einer zweiten Schulter 26. Die Schultern 24 und 26 ermöglichen
es dem Greifabschnitt, im allgemeinen einer Innenfläche des hitzefesten
Abschnitts 12 zu folgen, wie unten beschrieben werden wird.
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An
der zweiten Schulter 26 erstreckt sich jeder Arm an einer
Innenwand des hitzefesten Abschnitts 12 abwärts.
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Die
Flansche 18 sind an diesem vertikalen Abschnitt jedes der
Arme 20a, 20b und 20c lokalisiert. Ein
erster Flansch 18a umfaßt eine sich abwärts erstreckende
Spitze 28, wie in 3 gesehen werden
kann. Der Flansch 18a erstreckt sich nach außen zur
Innenfläche
des hitzefesten Abschnitts 12 hin, und ist dazu ausgelegt,
an der Innenfläche
des hitzefesten Abschnitts 12 anzugreifen, um hierdurch den
inneren Greifabschnitt 14 in Position innerhalb des hitzefesten
Abschnitts 12 zu halten. Da der Flansch 18 abwärts zeigt,
verhindert er, dass der Greifabschnitt 14 aus dem Abdeckabschnitt 12 herausgezogen
wird, erlaubt es jedoch, den Greifabschnitt in den Abdeckabschnitt 12 hineinzudrücken.
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Es
gibt einen entsprechenden Flansch 18b an der entgegengesetzten
Seite jedes Arms 20a, 20b, 20c (siehe 2),
so dass jeder Arm an jeder seiner Seiten eine sich abwärts erstreckende
Spitze 28 hat. Die Federeigenschaft des Metalls, aus dem der
Greifabschnitt hergestellt ist, erlaubt es den Armen 20a,
b, c und den Flanschen 18a und 18b, den Druck
gegen die Innenfläche
des hitzefesten Abschnitts 12 aufrechtzuerhalten, um hierdurch
die Greifwirkung beizubehalten.
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An
der Basis jedes Arms 20a, 20b, 20c sind Flansche 30a und 30b vorgesehen,
einer an jeder Seite jedes Arms. Diese Flansche erstrecken sich einwärts und
haben eine Spitze 32, die aufwärts gerichtet ist, in ähnlicher
Weise wie die Spitzen 28 an den Flanschen 18a und 18b abwärts zeigen.
Der Zweck der Flansche 30a, 30b besteht darin,
den Bolzenkopf 16 zu ergreifen, wenn die Bolzenkopfabdeckung 10 auf
den Bolzenkopf 16 gedrückt
wird.
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Der
hitzefeste Abschnitt 12 umfaßt einen zylindrischen Wandabschnitt 34 und
einen gewölbten oberen
Abschnitt 36. Die oberen Teile der Arme 20a, 20b und 20c erstrecken
sich entlang der Innenseite des gewölbten oberen Abschnitts 36.
Die unteren Teile der Arme 20a, 20b und 20c erstrecken
sich an den Innenwänden
des zylindrischen Abschnitts 34 abwärts. Es gibt eine Stufe 38 im
unteren Teil des zylindrischen Abschnitts 34, die eine
Aussparung für
die Bolzenkopfabdeckung 10 bietet, die über einer Unterlegscheibe 40 zu
platzieren ist, wie unten beschrieben werden wird.
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Der
hitzefeste Abschnitt 12 ist aus einem hitzefesten Kunststoffmaterial
hergestellt, beispielsweise einer Zirtam-modifizierten Polyestermasse-Formverbindung.
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Die
Bolzenkopfabdeckung 10 wird montiert, indem man den inneren
Greifabschnitt 14 in das Innere des hitzefesten Abschnitts 12 drückt. Die
Größe des inneren
Greifabschnitts 14 ist derart gewählt, dass die vertikalen Abschnitte
der Arme sich seitlich so erstrecken, dass sie genau innerhalb der
Innenwände
des zylindrischen Abschnitts 34 sind. Die Flansche 18a und 18b verlaufen
mit einem geringfügig
größeren Durchmesser
als der Innendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 34,
so dass dann, wenn der innere Greifabschnitt 14 in den
hitzefesten Abschnitt 12 gedrückt wird, die Flansche 18a und 18b einwärts gebogen
werden. Die Federeigenschaft der Arme 20a, b, c und der
Flansche 18a und 18b erlaubt es ihnen, den inneren
Greifabschnitt 14 innerhalb des hitzefesten Abschnitts 12 zu
halten. Ein Auswärtsdruck
auf den inneren Greifabschnitt 14 wird dazu führen, dass
sich die Spitzen 28 der Flansche 18a und 18b in
das Material des hitzefesten Abschnitts 12 graben, um den
inneren Greifabschnitt 14 weiter in Position zu halten.
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Nach
dem Zusammenbau, entweder vor Ort oder bevor die Bolzenkopfabdeckung
an einen Ort geliefert wird, wird die Bolzenkopfabdeckung 10 einfach
auf einen freiliegenden Bolzenkopf gedrückt. Die Flansche 30a und 30b weisen
einen Abstand etwas kleiner als die Größe des Bolzenkopfs 16 auf, wohingegen
der Rest des vertikalen Abschnitts der Arme etwas größer als
die äußere Breite
des Bolzenkopfs 16 ist, so dass sich beim Aufdrücken auf
einen Bolzenkopf 16 die Arme 20a, b, c und die
Flansche 30a, 30b leicht verformen und hierdurch
den Bolzenkopf 16 ergreifen.
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Sollte
der Versuch unternommen werden, die Bolzenkopfabdeckung 10 vom
Bolzenkopf 16 abzuziehen, so werden die Spitzen 32 der
Flansche 30a und 30b in den Bolzenkopf 16 hineindrücken und eine
Auswärtsbewegung
der Bolzenkopfabdeckung 10 weg vom Bolzenkopf 16 verhindern.
Somit wird eine Spannung zwischen den Flanschen 30a und 30b und
den Flanschen 18a erzeugt, um die Bolzenkopfabdeckung 10 auf
dem Bolzenkopf 16 zu halten.
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Im
Fall eines Feuers gewährleistet
der hitzefeste Abschnitt 12, dass die Temperatur innerhalb
der Bolzenkopfabdeckung 10 beträchtlich niedriger als die Temperatur
außerhalb
ist. In einem Test hat die Temperatur innerhalb der Bolzenkopfabdeckung 10 500°C nicht überschritten,
während
die Temperatur außerhalb
der Bolzenkopfabdeckung eine Stunde lang 1000°C betragen hat.
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Außerdem erlaubt
es die flexible Natur des Greifabschnitts 14, dass der
Bolzenkopf oder die Mutter innerhalb des hitzefesten Abschnitts 12 expandiert,
indem eine Biegung des Greifabschnitts 14 verursacht wird.
Die Expansion führt
nicht zu einem übermäßigen Auswärtsdruck
auf den hitzefesten Abschnitt 12, und zwar wegen eines
Spalts zwischen den Armen 20a, b, c des Greifabschnitts 14 und
dem Inneren des hitzefesten Abschnitts 12.
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Beim
Zusammenbau der Bolzenkopfabdeckung 10 ist es möglich, ein
Haftmittel zu verwenden, um die untere Fläche 42 des hitzefesten
Abschnitts 12 an dem umgebenden Material um den Bolzenkopf 16
herum zu befestigen. Es ist nicht unbedingt nötig, ein solches Haftmittel
zu verwenden, doch eine zusätzliche
Sicherheit kann erreicht werden. Im Einsatz ist vorgesehen, dass
auch ohne das zusätzliche
Haftmittel intumeszentes Material auf dem umgebenden Stahlträger an den
Seiten des hitzefesten Abschnitts 12 aufquellen wird, um
jeden Spalt abzudichten, der zwischen der unteren Fläche 42 des
hitzefesten Abschnitts 12 und dem Abschnitt des Stahlträgers vorhanden
sein kann, gegen den er gedrückt
wird.
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Der
Bolzenkopf 16 kann optional mit einem Korrosionsverhinderer
bedeckt sein, beispielsweise einem Gel, Vaseline, Schmiere oder
Schmiere auf Ölbasis.
Der Verhinderer schützt
den Bolzen vor dem Wetter oder anderen Korrosionseinflüssen. In
dieser Situation hat die Bolzenabdeckung 10 den doppelten Vorteil,
den Korrosionsverhinderer zu halten und einen weniger unansehnlichen
Bolzenkopf bereitzustellen, ebenso wie Hitzefestigkeit.
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In
dem in den Zeichnungen gezeigten Beispiel hat der hitzefeste Abschnitt 12 eine
Wölbung
mit einer Dicke von ungefähr
4mm bis 6mm. In diesem Beispiel haben die Seitenwände eine
Dicke von ungefähr
11 bis 13mm, eine Höhe
von ungefähr
28 bis 30mm, wobei die Stufe 38 eine Höhe von 5mm und eine Einschnittsbreite
von ungefähr
3mm hat. Der Gesamt-Außendurchmesser
des zylindrischen Abschnitts 34 kann ungefähr 57mm
betragen. Der innere Greifabschnitt 14 kann Arme 20a, 20b und 20c mit einer
Breite von ungefähr
12mm haben. Die Arme 20 sind dazu ausgelegt, einen Bolzenkopf 16 (oder
eine Mutter) mit einem Durchmesser von ungefähr 40mm zu ergreifen.
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Natürlich können andere
Größen der
Bolzenkopfabdeckung 10 vorgesehen sein, um zur speziellen
Größe eines
Bolzenkopfs zu passen. Ferner kann der hitzefeste Abschnitt 12 dicker
sein, wenn mehr Hitzefestigkeit benötigt wird.
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Eine
weitere Möglichkeit
besteht darin, eine Größe des hitzefesten
Abschnitts 12 zu haben, in den eine aus einer Vielzahl
von Größen von
Greifabschnitten 14 passen kann. Dies erlaubt die Verwendung
ein und desselben hitzefesten Abschnitts 12, um eine Vielzahl
von Größen von
Bolzen/Muttern abzudecken, wobei sich in jedem Fall nur der Greifabschnitt 14 ändert.
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Es
ist ein wesentlicher Vorteil der oben beschriebenen Bolzenkopfabdeckung 10,
dass sie selbsttragend ist und einfach auf einen Bolzenkopf 16 gedrückt werden
kann, wobei kein umgebendes Material erforderlich ist, um die Bolzenkopfabdeckung zu
stützen,
und zwar wegen des Greifabschnitts 14.
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Ebenso
vorteilhaft ist die Fähigkeit,
eine Expansion eines Bolzens aufzunehmen, auf dem die Abdeckung
platziert ist.
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Ferner
hat die Bolzenkopfabdeckung 10 den beträchtlichen Vorteil, dass sie
auch aus ziemlich großem
Abstand leicht sichtbar ist, und dass eine hitzefeste Schutzabdeckung
auf einem Bolzenkopf 16 befestigt ist. Die bereitgestellte
Bolzenkopfabdeckung verhindert die Möglichkeit, dass ein falsches intumeszentes
Material auf einen Bolzenkopf lackiert werden könnte, was den Eindruck verleihen
könnte, dass
der Bolzenkopf hitzegeschützt
ist, obwohl er es tatsächlich
nicht ist.
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Die
Aufmerksamkeit des Lesers wird auf alle Papiere und Dokumente gerichtet,
die zusammen mit oder vor dieser Beschreibung in Verbindung mit
dieser Anmeldung eingereicht worden sind, und die zusammen mit dieser
Beschreibung für
eine öffentliche Einsichtnahme
freistehen.