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WO2018184621A1 - Leichtbau rollenstössel - Google Patents

Leichtbau rollenstössel Download PDF

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Publication number
WO2018184621A1
WO2018184621A1 PCT/DE2018/100080 DE2018100080W WO2018184621A1 WO 2018184621 A1 WO2018184621 A1 WO 2018184621A1 DE 2018100080 W DE2018100080 W DE 2018100080W WO 2018184621 A1 WO2018184621 A1 WO 2018184621A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
roller
guide cylinder
tappet
sleeve
cup
Prior art date
Application number
PCT/DE2018/100080
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Norbert Geyer
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG & Co. KG filed Critical Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority to CN201880022061.4A priority Critical patent/CN110462201B/zh
Priority to US16/497,926 priority patent/US10837325B2/en
Publication of WO2018184621A1 publication Critical patent/WO2018184621A1/de

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/14—Tappets; Push rods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/02—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/10—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/102—Mechanical drive, e.g. tappets or cams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2305/00—Valve arrangements comprising rollers

Definitions

  • the invention relates to a multi-piece roller tappet for a high-pressure fuel pump which is guided in a housing receptacle in the direction of its longitudinal axis and is displaceably driven in the longitudinal direction by cams of a camshaft, with a tappet body which has a tappet shirt, a pump piston support and a rotatably mounted roller. via which the roller tappet is supported on the camshaft, wherein the tappet body has a guide cylinder mounted in the housing receptacle, on which the roller is supported, and wherein the tappet body has a cup-shaped sleeve with a pump plunger bearing, which is arranged within the guide cylinder.
  • roller tappet is known from DE 10 2012 223 413 A1.
  • the roller tappet is formed as a one-piece unit, which is designed for a special high-pressure fuel pump. If the distance between the camshaft and the pump unit varies, then plungers of other dimensions must be produced. This also applies to extensions of the tappet shirt. However, such modifications are costly.
  • multi-part roller tappets are known from US 2016/0 138 541 A1, DE 25 40 061 A1, AT 515 737 A1, US Pat. No. 9,556,754 B2, EP 0 767 291 A1, US Pat. No. 3,108,880 A and DE 41 28 813 A1 all having a substantially hollow cylindrical guide cylinder, which axially end a roller for starting on a driving shaft and a fixed in the guide cylinder cup-shaped sleeve having a roller bearing surface for a pump piston.
  • Some of these known guide cylinder have at their radially outer surface on a cylindrical constriction, so that to avoid deformation of this constriction, the attachment of the cup-shaped sleeve in the guide sleeve is either axially outside the constriction, or the wall thickness of the guide cylinder so is great that, for example, the pressing of the cup-shaped sleeve leads to no change in the dimensions or the geometry of the outer circumferential surface of the respective guide cylinder.
  • a comparatively large wall thickness leads to an increased mass of the roller tappet which is to be moved, which is judged to be disadvantageous.
  • the invention had the object of presenting a multi-piece roller tappet, which is constructed so that there is no adverse changes in the outer geometry and the outer dimensions of the guide cylinder when mounting a cup-shaped sleeve in the guide cylinder.
  • the roller tappet should be adaptable to different lengths and distances between the camshaft and pump element. He should also be performed accurately in the housing receptacle regardless of thermal and component-related deformations and easily forward axial forces acting on him.
  • the cup-shaped sleeve should be axially positioned exactly in the guide cylinder during assembly of the roller tappet.
  • the invention is based on a multipart roller tappet for a high-pressure fuel pump which is guided in a housing receptacle in the direction of its longitudinal axis and is displaceably driven in the longitudinal direction by cams of a camshaft, with a tappet body, a plunger shirt, a pump plunger support and a rotatable one mounted roller over which the roller tappet is supported on the camshaft, wherein the plunger body has a bearing in the housing receiving guide cylinder on which the roller is supported, and wherein the plunger body has a cup-shaped sleeve with a pump piston seat, which is arranged within the guide cylinder is.
  • the sleeve between the axial ends of a radially outwardly directed radial ring that the guide cylinder in the axial height of the radial ring the sleeve has a cylindrical Einschnürnut that the radial ring of the sleeve is attached to the inner surface of the Einschnürnut that the sleeve has at its roller-axial end a front ring with a radially projecting bead that the guide cylinder in the region of its roller near axial end of two supports in that the supports each have a bore for receiving a bolt, which rotatably supports the roller, and that the end ring with its radially projecting bead rests axially on the sleeve-facing end face of the two supports.
  • the guide cylinder is preferably designed to be open throughout, so that it can be easily performed.
  • the cup-shaped sleeve which has the pump piston seat, is provided with a front ring, with which it is close to the roll axially supported on the guide cylinder.
  • the cup-shaped sleeve further has a radial ring, which contacts and is fastened to the inner wall of the guide cylinder.
  • the guide cylinder further has, adapted to the radial ring on the sleeve, a Einschnürnut.
  • This constricting which is designed as a complete wall displacement of the guide cylinder and thus protruding on the inner shell, is exactly on their inner shell as a support of the radial ring, for example by grinding executed.
  • the radial ring and thus the cup-shaped sleeve can be pressed against the inner wall of the constriction groove, glued, welded or fixed in a similar manner.
  • the neck groove is also because of that advantageous because only their inner jacket and not the complete jacket of the guide cylinder needs to be edited precisely.
  • a compensation opening is incorporated, which is a connection between the camshaft space and the pump unit.
  • the cup-shaped sleeve can have different wall thicknesses adapted to the wall thickness of the force. It is designed with a dome-shaped support on the pump piston seat and below it.
  • the guide cylinder may be designed so that it terminates after the Einschnürnut. But it can also be designed so that above the Einschnürnut another area is provided, so that there is an improved guidance of the guide cylinder in the housing receptacle. In particular, thereby tilting of the guide cylinder is avoided in the housing receptacle.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a roller tappet according to the invention
  • FIG. 2 shows the roller tappet according to FIG. 1 and its components in an exploded view
  • FIGS. 3 and 4 show sections through the roller tappet according to FIG. 1, which are rotated by 90 ° relative to one another and FIGS. 3 and 4 show sections through the roller tappet according to FIG. 1, which are rotated by 90 ° relative to one another and FIG
  • Figures 5 and 6 show sections through a roller tappet similar to Figures 3 and 4, but with the guide cylinder is extended on the side facing away from the roller.
  • FIGS. 1 to 6 denotes a guide cylinder which has supports 2 and 3 on which a bolt 4, a bearing sleeve 5 and a roller 6 are mounted.
  • the guide cylinder 1 has a clearance 7 to the roller 6 at a distance.
  • the guide cylinder 1 is made short and ends at the end of the Einschnürnut 7.
  • the guide cylinder 1 can also be performed extended according to Figures 5 and 6, so that in the connection the Schnschnnut 7 another cladding region connects.
  • a cup-shaped sleeve designated 8 is used, which at its upper end facing away from the roller 6 has a pump piston seat 9, which has a dome-shaped support 10 with thick wall thickness.
  • the cup-shaped sleeve 8 is supported by means of a front ring 1 1 in the guide cylinder 1, wherein the end ring 1 1 has a radially projecting bead which is adapted to the support surface in the guide cylinder 1.
  • a radial ring 12 is provided on the cup-shaped sleeve 8, which is made to fit the inner wall of the Einschnürnut 7.
  • the radial ring 12 can be pressed in, glued, welded or connected in a similar manner with the inner surface of the Einschnürnut 7.
  • a compensation opening 13 is incorporated.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Rollenstößel, insbesondere für eine Kraftstoffhochdruckpumpe, der in einer Gehäuseaufnahme in Richtung seiner Längsachse geführt ist und durch Nocken einer Nockenwelle in Längsrichtung verschiebbar angetrieben wird, mit einem Stößelkörper, der ein Stößelhemd, eine Pumpenkolbenauflage (9) und eine drehbar gelagerte Rolle (6) aufweist, über die sich der Rollenstößel an der Nockenwelle abstützt, wobei der Stößelkörper einen in der Gehäuseaufnahme gelagerten Führungszylinder (1), an dem die Rolle (6) gelagert ist, und eine tassenförmige Hülse (8) mit Pumpenkolbenauflage (9) aufweist, die axial und radial im Führungszylinder (1) abgestützt ist.

Description

Leichtbau Rollenstößel
Die Erfindung betrifft einen mehrteiligen Rollenstößel für eine Kraftstoffhochdruckpumpe, der in einer Gehäuseaufnahme in Richtung seiner Längsachse geführt ist und durch Nocken einer Nockenwelle in Längsrichtung verschiebbar angetrieben wird, mit einem Stößelkörper, der ein Stößelhemd, eine Pumpen- kolbenauflage und eine drehbar gelagerte Rolle aufweist, über die sich der Rollenstößel an der Nockenwelle abstützt, wobei der Stößelkörper einen in der Gehäuseaufnahme gelagerten Führungszylinder aufweist, an dem die Rolle abgestützt ist, und bei dem der Stößelkörper eine tassenförmige Hülse mit einer Pumpenkolbenauflage aufweist, welche innerhalb des Führungszylinders angeordnet ist.
Ein derartiger Rollenstößel ist aus der DE 10 2012 223 413 A1 bekannt. Der Rollenstößel ist als eine einstückige Einheit ausgebildet, die zu einer speziellen Kraftstoff hochdruckpumpe ausgelegt ist. Variiert der Abstand zwischen der Nockenwelle und der Pumpeneinheit, so müssen Stößel mit anderen Abmessungen hergestellt werden. Dies gilt auch für Verlängerungen des Stößelhemdes. Solche Modifikationen sind jedoch kostenaufwändig.
Außerdem sind aus den Druckschriften US 2016/0 138 541 A1 , DE 25 40 061 A1 , AT 515 737 A1 , US 9 556 754 B2, EP 0 767 291 A1 , US 3 108 580 A und DE 41 28 813 A1 mehrteilige Rollenstößel bekannt, die alle einen weitgehend hohlzylindrischen Führungszylinder aufweisen, welche axial endseitig eine Rolle zum Anlaufen an einer antreibenden Welle sowie eine in dem Führungszylinder befestigte tassenförmigen Hülse aufweisen, die rollenfern eine Auflagefläche für einen Pumpenkolben aufweist. Einige dieser bekannten Führungszylinder weisen an deren radial äußeren Mantelfläche eine zylindrische Einschnürung auf, so dass zur Vermeidung einer Verformung dieses Einschnürungsbereiches die Befestigung der tassenförmigen Hülse in der Führungshülse entweder axial außerhalb der Einschnürung erfolgt, oder die Wandstärke der Führungszylinder so groß ist, dass beispielsweise das Einpressen der tassenförm igen Hülse zu keiner Veränderung der Abmessungen oder der Geometrie der Außenmantelfläche der jeweiligen Führungszylinder führt. Eine vergleichsweise große Wandstärke führt aber zu einer vergrößerten zu bewegenden Masse des Rollenstö- ßels, welches als nachteilig beurteilt wird.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen mehrteiligen Rollenstößel vorzustellen, der so aufgebaut ist, dass es beim Befestigen einer tassenförm igen Hülse in dessen Führungszylinder zu keinen nachteiligen Veränderungen der Außengeometrie und der Außenabmessungen des Führungszylinders kommt. Außerdem soll der Rollenstößel an verschiedene Baulängen und Abstände zwischen Nockenwelle und Pumpenelement anpassbar sein. Er soll zudem unabhängig von thermischen und bauteilbedingten Verformungen passgenau in der Gehäuseaufnahme geführt sein und auf ihn einwirkende Axialkräfte problemlos weiterleiten. Schließlich soll die tassenförmige Hülse beim Zusammenbau der Rollenstößels axial genau in dem Führungszylinder positionierbar sein.
Die Erfindung geht aus von einen mehrteiligen Rollenstößel für eine Kraftstoffhochdruckpumpe, der in einer Gehäuseaufnahme in Richtung seiner Längsach- se geführt ist und durch Nocken einer Nockenwelle in Längsrichtung verschiebbar angetrieben wird, mit einem Stößelkörper, der ein Stößelhemd, eine Pum- penkolbenauflage und eine drehbar gelagerte Rolle aufweist, über die sich der Rollenstößel an der Nockenwelle abstützt, wobei der Stößelkörper einen in der Gehäuseaufnahme gelagerten Führungszylinder aufweist, an dem die Rolle abgestützt ist, und bei dem der Stößelkörper eine tassenförmige Hülse mit einer Pumpenkolbenauflage aufweist, welche innerhalb des Führungszylinders angeordnet ist.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Hülse zwischen deren axialen Enden einen nach radial außen gerichteten Radialring aufweist, dass der Führungszylinder in axialer Höhe des Radialrings der Hülse eine zylindrische Einschnürnut aufweist, dass der Radialring der Hülse an dem Innenmantel der Einschnürnut befestigt ist, dass die Hülse an deren rollennahen axialen Ende einen Stirnring mit einem radial vorstehenden Wulst aufweist, dass der Führungszylinder im Bereich seines rollennahen axialen En- des zwei Stützen aufweist, dass die Stützen jeweils eine Bohrung zur Aufnahme eines Bolzens aufweisen, welcher die Rolle drehbar gelagert trägt, und dass der Stirnring mit seinem radial vorstehenden Wulst an der zur Hülse gerichteten Stirnseite der beiden Stützen axial aufliegt.
Durch die zweiteilige Bauform des Rollenstößels kann sowohl der Abstand zwischen Nockenwelle und Pumpeneinheit durch Verlängerung der tassenförmigen Hülse als auch die Stützlänge des Stößels durch Verlängerung des Führungszylinders beliebig angeglichen werden. Der Führungszylinder ist dabei vorzugsweise durchgehend offen ausgestaltet, so dass er leicht ausgeführt werden kann. Die tassenförmige Hülse, die die Pumpenkolbenauflage aufweist, ist mit einem Stirnring versehen, mit dem sie rollennah an dem Führungszylinder axial abgestützt ist. Die tassenförmige Hülse weist weiterhin einen Radialring auf, der die Innenwand des Führungszylinders kontaktiert und dort befestigt ist. An ihrem rollennahen axialen Ende der Stirnring der tassenförmigen Hülse einen radial vorstehenden Wulst auf, welcher an die Stirnflächen von zwei im Führungszylinder befestigten Stützen angepasst ist, so dass eine gute axiale AbStützung im Bereich der Rolle erfolgen kann.
Der Führungszylinder weist weiterhin, dem Radialring an der Hülse angepasst, eine Einschnürnut auf. Diese Einschnürnut, die als vollständige Wandverschiebung des Führungszylinders ausgeführt ist und damit an dem Innenmantel vorsteht, ist auf ihrem Innenmantel als Abstützung des Radialringes exakt, z.B. durch Schleifen, ausgeführt. Der Radialring und damit die tassenförmige Hülse können an der Innenwand der Einschnürnut eingepresst, eingeklebt, ver- schweißt oder in ähnlicher Weise fixiert sein. Die Einschnürnut ist auch deshalb von Vorteil, weil nur ihr Innenmantel und nicht der komplette Mantel des Führungszylinders passgenau bearbeitet zu werden braucht.
In der tassenförm igen Hülse, außerhalb des Radialringes ist eine Ausgleichs- Öffnung eingearbeitet, die eine Verbindung zwischen dem Nockenwellenraum und der Pumpeneinheit darstellt. Die tassenförmige Hülse kann in ihrer Wandstärke der Krafteinwirkung angepasst unterschiedliche Wandstärken aufweisen. Sie ist mit einer domförmigen Abstützung an der Pumpenkolbenauflage und unterhalb dieser ausgeführt. Der Führungszylinder kann so ausgeführt sein, dass er im Anschluss an die Einschnürnut abschließt. Er kann aber auch so ausgeführt sein, dass oberhalb der Einschnürnut ein weiterer Bereich vorgesehen ist, so dass sich eine verbesserte Führung des Führungszylinders in der Gehäuseaufnahme ergibt. Insbesondere wird dadurch ein Kippen des Führungszylinders in der Gehäuseaufnahme vermieden.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beschrieben:
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Rollenstößels gemäß der Erfindung,
Figur 2 zeigt den Rollenstößel gemäß Figur 1 und seine Bauteile in explosionsartiger Darstellung,
Figuren 3 und 4 zeigen Schnitte durch den Rollenstößel gemäß Figur 1 , die gegeneinander um 90° verdreht sind und
Figuren 5 und 6 zeigen Schnitte durch einen Rollenstößel ähnlich der Figuren 3 und 4, wobei jedoch der Führungszylinder an der der Rolle abgewandten Seite verlängert ist.
In den Figuren 1 bis 6 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 ein Führungszylinder bezeichnet, der Stützen 2 und 3 aufweist, an denen ein Bolzen 4, eine Lagerhülse 5 und eine Rolle 6 gelagert sind. Der Führungszylinder 1 weist mit Abstand zur Rolle 6 eine Einschnürnut 7 auf. In den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 1 bis 4 ist der Führungszylinder 1 kurz ausgeführt und endet am Ende der Einschnürnut 7. Der Führungszylinder 1 kann aber auch gemäß den Figuren 5 und 6 verlängert ausgeführt sein, so dass sich im Anschluss die Einschnürnut 7 ein weiterer Mantelbereich anschließt. In den Führungszy- linder 1 ist eine mit 8 bezeichnete tassenförmige Hülse eingesetzt, die an ihrem oberen der Rolle 6 abgewandten Ende eine Pumpenkolbenauflage 9 aufweist, die eine domförmige Abstützung 10 mit dicker Wandstärke aufweist. Die tassenförmige Hülse 8 stützt sich mittels eines Stirnringes 1 1 in dem Führungszylinder 1 ab, wobei der Stirnring 1 1 einen radial vorstehenden Wulst aufweist, der der Stützfläche im Führungszylinder 1 angepasst ist. In Höhe der Einschnürnut 7 ist an der tassenförmigen Hülse 8 ein Radialring 12 vorgesehen, der passgenau zur Innenwand der Einschnürnut 7 ausgeführt ist. Der Radialring 12 kann eingepresst, eingeklebt, geschweißt oder in ähnlicher Weise mit dem Innenmantel der Einschnürnut 7 verbunden sein. Um einen Ausgleich zwischen der nicht dargestellten Pumpeneinheit und dem nicht dargestellten Nockenwellenraum herzustellen, ist in der Wand der tassenförmigen Hülse 8 eine Ausgleichsöffnung 13 eingearbeitet.
Bezugszeichenliste ) Führungszylinder
), 3) Stützen
) Bolzen
) Lagerhülse
) Rolle
) Einschnürnut
) tassenförmige Hülse
) Pumpenkolbenauflage
0) domförmige Abstützung
1 ) Stirnring
2) Radialring
3) Ausgleichsöffnung

Claims

Patentansprüche
1 . Mehrteiliger Rollenstößel für eine Kraftstoffhochdruckpumpe, der in einer Gehäuseaufnahme in Richtung seiner Längsachse geführt ist und durch No- cken einer Nockenwelle in Längsrichtung verschiebbar angetrieben wird, mit einem Stößelkörper, der ein Stößelhemd, eine Pumpenkolbenauflage (9) und eine drehbar gelagerte Rolle (6) aufweist, über die sich der Rollenstößel an der Nockenwelle abstützt,
wobei der Stößelkörper einen in der Gehäuseaufnahme gelagerten Führungs- zylinder (1 ) aufweist, an dem die Rolle (6) abgestützt ist,
und bei dem der Stößelkörper eine tassenförmige Hülse (8) mit einer Pumpenkolbenauflage (9) aufweist, wobei die Hülse (8) innerhalb des Führungszylinders (1 ) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Hülse (8) zwischen deren axialen Enden einen nach radial außen gerichteten Radialring (12) aufweist,
dass der Führungszylinder (1 ) in axialer Höhe des Radialrings (12) der Hülse (8) eine zylindrische Einschnürnut (7) aufweist,
dass der Radialring (12) der Hülse (8) an dem Innenmantel der Einschnürnut (7) befestigt ist,
dass die Hülse (8) an deren rollennahen axialen Ende einen Stirnring (1 1 ) mit einem radial vorstehenden Wulst aufweist,
dass der Führungszylinder (1 ) im Bereich seines rollennahen axialen Endes zwei
Stützen (2, 3) aufweist,
dass die Stützen (2, 3) jeweils eine Bohrung zur Aufnahme eines Bolzens (4) aufweisen, welcher die Rolle (6) drehbar gelagert trägt,
und dass der Stirnring (1 1 ) mit seinem radial vorstehenden Wulst an der zur Hülse (8) gerichteten Stirnseite der beiden Stützen (2, 3) axial aufliegt.
2. Rollenstößel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszylinder (1 ) durchgehend offen ausgeführt ist.
3. Rollenstößel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass in der tassenförmigen Hülse (8), außerhalb des Radialringes
(12) eine Ausgleichsöffnung (13) eingearbeitet ist.
4. Rollenstößel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die tassenförmige Hülse (8), der Krafteinwirkung angepasst, unterschiedliche Wandstärken mit einer domförmigen Abstützung (10) an der Pumpenkolbenauflage (9) aufweist.
5. Rollenstößel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszylinder (1 ) im Anschluss an die Einschnürnut (7) an der von der Rolle (6) abgewandten Seite verlängert ist.
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