DE2400289A1 - VEHICLE AIR TIRES - Google Patents

VEHICLE AIR TIRES

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DE2400289A1 DE19742400289 DE2400289A DE2400289A1 DE 2400289 A1 DE2400289 A1 DE 2400289A1 DE 19742400289 DE19742400289 DE 19742400289 DE 2400289 A DE2400289 A DE 2400289A DE 2400289 A1 DE2400289 A1 DE 2400289A1
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Emile-Jean Delobelle
Francois Madec
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Pneumatiques Caoutchouc Manufacture et Plastiques Kleber Colombes SA
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    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C15/00Tyre beads, e.g. ply turn-up or overlap
    • B60C15/06Flipper strips, fillers, or chafing strips and reinforcing layers for the construction of the bead
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C13/00Tyre sidewalls; Protecting, decorating, marking, or the like, thereof
    • B60C13/04Tyre sidewalls; Protecting, decorating, marking, or the like, thereof having annular inlays or covers, e.g. white sidewalls

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Tires In General (AREA)

Description

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

H. LEINWEBER dipl-ing. H. ZIMMERMANN H. LEINWEBER dipl-ing. H. ZIMMERMANN

DIPL.-ING. A. Gf. v. WENG ERSKY 2400289DIPL.-ING. A. Gf. v. WENG ERSKY 2400289

8 München 2, Rosental 7, 2.Aufg.8 Munich 2, Rosental 7, 2nd ed.

Tei.-Adr. Lelnpat München Telefon (089) 2603989 Part addr. Lelnpat Munich phone (089) 2603989

Postscheck-Konto: München 22045-804Postal check account: Munich 22045-804

den 4. Januar 1974 the January 4, 1974

Unser Zeichen Wy/QOur mark Wy / Q

CAS 562J CAS 562 J.

PNEUMATIQUES CAOUTCHOUC MANUFACTURE ET PLASTIQUES KLEBER COLOMBES, 92 COLOMBES/FrankreichPNEUMATIQUES CAOUTCHOUC MANUFACTURE ET PLASTIQUES KLEBER COLOMBES, 92 COLOMBES / France

FahrzeugluftreifenPneumatic vehicle tires

Die Erfindung bezieht sich auf einen Luftreifen mit Radialkarkasse und einem als Verstärkung des Reifenscheitels unter dem Laufstreifen eingelegten Gürtel.The invention relates to a pneumatic tire with Radial carcass and a belt inserted under the tread to reinforce the tire apex.

Es ist bekannt, daß Luftreifen dieser Art gewisse Vorteile aufweisen. Diese bestehen insbesondere in einer höheren Abrieb- und Verschleißfestigkeit, einem geringeren Widerstand gegenüber der Fortbewegung, einem guten Laufverhalten und einem großen Haftvermögen am Boden.It is known that pneumatic tires of this type have certain advantages. These consist in particular of a higher one Abrasion and wear resistance, lower resistance to locomotion, good running behavior and one great adhesion to the ground.

Es ist auch bekannt, daß es bei derartigen Luftreifen günstig ist, die Quersteifigkeit der Flanken zu erhöhen, damit insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten die Ansprechzeit des Luftreifens auf die mit Richtungsänderungen verbundenen Beanspruchungen so kurz als möglich ist. Hierfür ist schon vorgeschlagen worden, die untere Hälfte der Flanken zu versteifen und zwar mit Hilfe mit Gewebeverstärkungen bzw. mit Hilfe vonIt is also known that in pneumatic tires of this type it is advantageous to increase the transverse rigidity of the sidewalls in order to do so especially at high speeds, the response time of the tire to the stresses associated with changes in direction is as short as possible. For this purpose, it has already been proposed to stiffen the lower half of the flanks namely with the help of fabric reinforcements or with the help of

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in diesem Bereich der Flanken angeordneten Kernreitern aus hartem Kautschuk. Diese Versteifungsmaßnahmen führen schon bezüglich der Steifigkeit der Reifenflanken nicht zu voll befriedigenden Ergebnissen und komplizieren überdies häufig die Herstelr lung, da die Anzahl der im Verlauf des Reifenaufbaues zusammen zu fügenden Teile vermehrt wird.In this area of the flanks arranged apexes made of hard rubber. These stiffening measures already lead with respect to the rigidity of the tire sidewalls do not lead to fully satisfactory results and, moreover, often complicate the manufacture development, as the number of parts to be joined together in the course of the tire construction is increased.

Aufgabe der Erfindung ist es demnach, einen verbesserten Reifenaufbau vorzuschlagen, der im Betrieb eine sehr kurze Ansprechzeit auf Querbeanspruchungen aufweist, dabei jedoch einfach und billig herstellbar ist.The object of the invention is accordingly to propose an improved tire structure which has a very short response time during operation has on transverse loads, but can be produced easily and cheaply.

Die lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus der folgenden Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Figuren. Es zeigen:The solution to this problem results from the following description of the invention with reference to the accompanying figures. It demonstrate:

Fig. 1 im Querschnitt eine erste Ausführungsform, undFig. 1 in cross section a first embodiment, and

Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Ansicht einer zweiten Ausführungsform.FIG. 2 shows a view corresponding to FIG. 1 of a second embodiment.

Fig. 1 zeigt einen Luftreifen mit einer Karkasse 10, die als Radialkarkasse ausgeführt ist und aus einer einzigen Kordgewebelage ohne Schußfaden oder mit leichtem Schuß besteht. Die Karkasse 10 besteht aus Fäden aus Kunstseide, Nylon, Polyester oder- Metall, die quer zur Umfangsebene des Reifens liegen Die Ränder 11 dieser Schicht der Karkasse 10 sind jeweils um den Wulstkern 12 und den Kernreiter 14 herumgeschlagen, wobei die Ränder 11 teilweise durch Felgengummi 13 abgedeckt sind, der aus einem Kautschukgemisch besteht, das eine erhebliche Abr riebfestigkeit aufweist. Dadurch wird die Reibung dieser. Teile I des Luftreifen an den Flanken der Felgen unterstützt. Der Scheiftel der Karkasse 10 ist mit einem der Verstärkung dienenden Gürtel 16 ausgerüstet. Dieser ist relativ steif und in Umfangsrichtung undehnbar. Er besteht beispielsweise aus einer oderFig. 1 shows a pneumatic tire with a carcass 10, which is designed as a radial carcass and made of a single Cord fabric layer without weft thread or with a light weft. The carcass 10 consists of threads made of rayon, nylon, polyester or metal lying transversely to the circumferential plane of the tire The edges 11 of this layer of the carcass 10 are turned around the bead core 12 and the apex 14, respectively the edges 11 are partially covered by rubber rim 13, which consists of a rubber mixture that has a considerable amount of wear Has resistance to abrasion. This will reduce the friction of this. Part I of the pneumatic tire is supported on the flanks of the rims. The Scheiftel the carcass 10 is equipped with a belt 16 for reinforcement. This is relatively stiff and in the circumferential direction inextensible. It consists, for example, of an or

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mehreren Paaren von textlien oder metallischen Kordgewebelagen* in denen die Fäden jeweils mit der Umfangsebene des Reifens einen kleinen Winkel der Größenordnung von 20° bilden. Der Gürtel 16 hat eine Breite, die derjenigen der Lauffläche zumindest nahezu gleich kommt. Der Gürtel 16 ist weiter durch einen Laufstreifen 17 abgedeckt, der mit einer dem Schleudern entgegenwirkenden und für den Gebrauch des Luftreifens vorteilhaften Profilierung versehen ist. Zwischen dem Felgengummi 13 am Wulst und den Rändern des Laufstreifens 17 erstrecken sich Flankenbänder 19, deren untere und obere Ränder in Schrägflä- j chen an den Felgengummi 13 und die seitlichen Außenränder 18 des Laufstreifens 17 angeschlossen sind. Aufgabe der Flankenbänder ist es, die Außenseite der Karkasse 10 zu schützen. Die Flankenbänder 19 bestehen aus einem relativ weichen Kautschukgemisch, das eine Shore Α-Härte von ungefähr 60 und einen recht kleinen Elastizitätsmodul der Größenordnung von 15 kg/cm bei 100#Dehnung hat. Die Anordnung der beschriebenen und aller anderen Teile erfolgt auf die in der Figur gezeigte Weise.several pairs of textile or metallic cord fabric layers * in which the threads each form a small angle of the order of 20 ° with the circumferential plane of the tire. Of the Belt 16 has a width which is at least almost equal to that of the tread. The belt 16 is further through a tread 17 covered with a spin counteracting and advantageous for the use of the pneumatic tire Profiling is provided. Between the rubber rim 13 on the bead and the edges of the tread 17 extend Flank bands 19, the lower and upper edges of which in inclined surfaces Chen to the rubber rim 13 and the lateral outer edges 18 of the tread 17 are connected. Task of the flank bands is to protect the outside of the carcass 10. The flank bands 19 consist of a relatively soft rubber mixture that has a Shore Α hardness of approximately 60 and a has quite a small modulus of elasticity, on the order of 15 kg / cm at 100 # elongation. The arrangement of the described and all other parts are done in the manner shown in the figure.

Um nun die Quersteifigkeit des unteren Teils der Reife flanken zu erhöhen, wird als Kernreiter 14, der über dem Wulstkern 12 angeordnet ist, eine Kautschukmischung verwendet, die bei kleinen Deformationen einen sehr hohen Elastizitätsmodul aufweist, nämlich beispielsweise einen dynamischen Modul derNow about the transverse stiffness of the lower part of the tire to increase flanks is called apex 14, which is above the bead core 12 is arranged, a rubber mixture is used, which has a very high modulus of elasticity in the event of small deformations has, namely, for example, a dynamic module of the

ο
Größenordnung von 200 bis 300 kg/cm . Der dynamische Modul wirp.
ο
Of the order of 200 to 300 kg / cm. The dynamic module wirp.

bei einem Versuch mit veränderlicher Dehnung festgestellt, bei dem unter einer Vorspannung von 15$ mit einer Dehnungsamplitud von 5$ und einer Frequenz von 7,5 Hz gearbeitet wird. Die Kaut schukmischung muß dabei eine relativ kleine Hysterese aufwei- | sen, nämlich einen Verlustwinkel der Größenordnung von 7 bis ! 13°, was einer guten Kautschukelastizität entspricht. Zum Ver-i gleich sei angegeben, daß die üblicherweise für die Kernrei- j ter verwendeten Kautschukgemische einen dynamischen Modul von nicht über 120 kg/cm2 aufweisen. Gleichzeitig haben sie her-found in a test with variable elongation, in which work is carried out under a preload of $ 15 with an elongation amplitude of $ 5 and a frequency of 7.5 Hz. The rubber mixture must have a relatively small hysteresis sen, namely a loss angle of the order of 7 to! 13 °, which corresponds to good rubber elasticity. For comparison, it should be stated that the rubber mixtures usually used for the core tabs have a dynamic modulus of not more than 120 kg / cm 2 . At the same time, they have

kömmlicherweise einen hohen Gehalt an Schwefel und verstärken-! den Zuschlagstoffen, wie Ruß und damit eine recht hohe Hysterese, nämlich einen Verlustwinkel von 15 bis 16°.Conveniently high in sulfur and reinforce-! the additives such as soot and thus a very high hysteresis, namely a loss angle of 15 to 16 °.

Verwendet man im Gegensatz dazu Kernreiter 14 der beschriebenen Art aus einem Kautschukgemisch, das gleichzeitig einen Elastizitätsmodul und eine geringe Hysterese aufweist, so erhält man eine bedeutende Versteifung des unteren Teils der Reifenflanken gegenüber seitlichen Beanspruchungen. In der Praxis bedeutet das eine mittlere Ansprechzeit auf seitliche Beanspruchungen, die beträchtlich unter derjenigen liegt die bei Reifen mit Kernreitern erzielt werden kann, die aus einem Kautschukgemisch herkömmlicher Zusammensetzung besteht. Weiter stellt man im Fahrbetrieb bessere Laufeigenschaften bezüglich der Seitenstabilität bei Geradeausfahrt fest und eine raschere Rückstellung zur geraden Fahrrichtung nach einer Richjtungsänderung. In contrast, if the apex 14 of the type described is made of a rubber mixture that simultaneously has a modulus of elasticity and low hysteresis, a significant stiffening of the lower part is obtained of the tire flanks against lateral loads. In in practice, this means an average response time to lateral loads that is considerably less than that which can be achieved in tires with apex, which consists of a rubber mixture of conventional composition. Furthermore, one provides better running characteristics in terms of driving operation the lateral stability when driving straight ahead and a more rapid return to the straight direction of travel after a change of direction.

Andererseits ist es sowohl für eine bequeme Herstellung wie auch für das Vermeidungen von Ablöseerscheinungen im unteren Bereich der Flanken wünschenswert, daß die äußersten Enden der umgeschlagenen Ränder 11 der Karkasse 10 bis in einen Bereich der Reifenflanke hinaufgeführt werden, der über den Kernf reitern liegt oder sogar noch darüberhinaus, damit auf diese Weise der Kernreiter zur Gänze von der Karkasse 10 einerseits und den umgeschlagenen Rändern 11 andererseits umhüllt ist.On the other hand, it is both for convenient manufacture as well as for avoiding peeling in the lower part Area of the flanks is desirable that the extreme ends of the turned-up edges 11 of the carcass 10 up to a range the tire flank, which lies above the core riders or even beyond, so on this Way, the apex is completely enveloped by the carcass 10 on the one hand and the folded edges 11 on the other hand.

Eine andere vorteilhafte Folge der seitlichen Verstei-, fung der Flanken aufgrund der Art der verwendeten Kernreiter 14, die einen sehr hohen Modul und eine kleine Hysterese auf- \ weisen, besteht darin, daß bei einer gegebenen Reifenbauart j die Eigensteifigkeit des Gürtels etwas vermindert werden kann, ohne daß dadurch der Abrollwiderstand des Reifens erhöht wird. Auf diese Weise ist es möglich, in Reifenkonstruktionen, die üblicherweise einen Gürtel aus vier übereinandergelegten Lagen aufweisen, nunmehr mit nur zwei übereinandergelegten Lagen aus-Another advantageous consequence of the lateral stiff-, the flanks evaporation due to the nature of the apex 14 used, which have a very high modulus and a small hysteresis up \, is that for a given tire design, the inherent stiffness of the belt j be reduced somewhat can without thereby increasing the rolling resistance of the tire. In this way it is possible in tire constructions, which usually have a belt made of four superimposed layers, now with only two superimposed layers.

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zukommen. Das gilt für Verstärkungsgürtel aus Kunstseide. Ebenso ist es möglich, bei Reifenkonstruktionen, bei denen der Gürtel normalerweise aus zwei Lagen von Metallkabeln besteht, : nunmehr stattdessen einen Gürtel aus zwei Lagen von Textil- \ fäden hoher Festigkeit zu verwenden, beispielsweise aus Fäden aromatischen Polyamids, das unter dem Handelsnamen "Faser Bn ; bekannt ist. Es ist auch möglich, einerseits die radiale Geschmeidigkeit des Reifens und damit den Komfort des Reifens zu erhöhen und andererseits die Konstruktion des Reifens zu vereinfachen und die Kosten zu vermindern.get. This applies to reinforcement belts made of rayon. It is also possible, in tire constructions in which the belt is normally composed of two layers of metal cables: now instead, a belt of two layers of textile \ threads of high strength to be used, for example, aromatic of threads polyamide sold under the trade name of "Fiber B n, is known It is also possible, on the one hand to increase the radial flexibility of the tire and hence the comfort of the tire and on the other hand to simplify the construction of the tire and to reduce the cost..

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, die derjenigen von Fig. 1 ähnlich ist bis auf die folgenden Punkte: Die Karkasse besteht hier aus zwei Karkasselagen 10-i und 10p, derm Ränder 11^ und 11p von innen nach außen um die Wulstkerne 12 herumgeschlagen sind. Vorzugsweise ist der Außenrand 11-j so breit, daß der Kernreiter 14 zur Gänze von ihm abgedeckt wirdFig. 2 shows an embodiment which is similar to that of Fig. 1 except for the following points: The The carcass consists of two carcass plies 10-i and 10p, derm Edges 11 ^ and 11p from the inside out around the bead cores 12 are knocked around. Preferably the outer edge 11-j is like this wide that the apex 14 is completely covered by it

Andererseits weist eines der Flankenbänder 19 ein weiß Gummiband 20 auf, von dem ein Teil 21 durch Schleifen bloßgelegt wird, so daß ein Reifen mit weißer Flanke entsteht. Bei diesem Luftreifentyp ist es besonders günstig, die Ränder 11-, und 11p über den abgeschliffenen Teil 21 hinaufzuziehen, um an dieser Stelle keine Schwächung zu bewirken.On the other hand, one of the flank bands 19 is white Rubber band 20, of which a part 21 is exposed by grinding, so that a tire with a white sidewall is formed. at With this type of pneumatic tire it is particularly advantageous to cut the edges 11-, and 11p up over the abraded portion 21 to to cause no weakening at this point.

Mit Luftreifen einer Konstruktion entsprechend Fig. 1 und 2, bei denen die Kernreiter aus einem Kautschukgemis.chWith pneumatic tires of a construction according to FIGS. 1 and 2, in which the apexes are made of a Kautschukgemis.ch

eines dynamischen Moduls von 280 kg/cm und einem Verlustwinkel von 10° bestanden, wurden Versuche durchgeführt, um die mittlere Ansprechzeit auch bei Richtungsänderungen auftreten- ! den Beanspruchungen festzustellen. Die Ergebnisse wurden mit ! denjenigen verglichen, die mit herkömmlichen Konstruktionen j erzielt werden konnten, bei denen die Kernreiter mit den WuIs Umwicklungen und den Wulstverstärkungsstreifen aus einem Kau1a dynamic module of 280 kg / cm and a loss angle of 10 °, tests were carried out to reduce the mean response time even when the direction changes! determine the stresses. The results were with ! compared to those that could be achieved with conventional constructions j, in which the apexes with the WuIs wraps and the bead reinforcement strips from a chew

schukgemisch mit einem dynamischen Modul von 120 kg/cm und einem Verlustwinkel von 15° bestanden. Für die StandardreiferSchuk mix with a dynamic module of 120 kg / cm and passed a loss angle of 15 °. For the standard mature

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betrug die mittlere Ansprechzeit 210 msek, während sie bei Luftreifen gemäß den oben erläuterten Konstruktionen auf 160 und 180 msek Termindert war. Die Luftreifen gemäß Fig. 1 und 2 zeigten überdies ein komfortableres Laufverhalten.the mean response time was 210 msec, while at Pneumatic tire according to the above-mentioned constructions was reduced to 160 and 180 msec. The pneumatic tires according to FIGS. 1 and 2 also showed a more comfortable running behavior.

Um Kernreiter mit sehr hohem Modul und geringer Hysterese zu erhalten, können insbesondere KautschukgemisctP verwendet werden, die gleichzeitig als Zuschlagstoffe Ruß und ein Polyolefin sehr hohen Molekulargewichts aufweisen, das gleich oder größer etwa 500 000 sein soll. Solche Gemische enthalten 50 bis 90 Teile Ruß und 20 bis 50 Teile Polyäthylen oder Polypropylen hohen Molekulargewichtes auf 100 Gewichtsteile natürlichen oder synthetischen Elastomeres. Bei einer solchen Zusammensetzung lassen sich die geforderten Werte für Modul und Hysterese erzielen. Diesen Gemischen können auch kurze Fasern, beispielsweise feingeschnittene Fasern aus Nylon, Glas oder Baumwolle zugesetzt werden, um die gewünschten sehr hohen Werte für den Modul zu erzielen.Rubber mixP in particular can be used to obtain apexes with a very high modulus and low hysteresis which at the same time have carbon black and a polyolefin of very high molecular weight as additives, the same or greater than about 500,000. Such mixtures contain 50 to 90 parts of carbon black and 20 to 50 parts of polyethylene or polypropylene high molecular weight per 100 parts by weight of natural or synthetic elastomer. With such a composition the required values for module and hysteresis can be achieved. These mixtures can also be short fibers, for example Finely chopped fibers of nylon, glass or cotton can be added to the very high values desired for to achieve the module.

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Ü09828/0381Ü09828 / 0381

Claims (4)

Patentansprüche :Patent claims: 1. fahrzeugluftreifen mit Radialkarkasse und einem ; als Verstärkung des Reifenscheitels unter dem Laufstreifen eingelegten Gürtel (16), ferner mit in jedem Wulst vorgesehenen Kernreitern (14) aus Hartkautschuk, die über den Wulst-; kernen (12) des Wulstes und zwischen der Karkasse (10) einer- ; seits und ihren umgeschlagenen Rändern (11) andererseits angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernreiter1. Pneumatic vehicle tires with radial carcass and one; belt (16) inserted under the tread to reinforce the apex of the tire, furthermore with apexes (14) made of hard rubber which are provided in each bead and which extend over the bead; cores (12) of the bead and between the carcass (10) one- ; side and their folded edges (11) are arranged on the other hand, characterized in that the apex (14) aus einem Kautschukgemisch bestehen, das einen dynamischem Modul von mehr als 200 kg/cm und gleichzeitig eine relativ schwache Hysterese, nämlich einen Verlustwinkel von 7 bis aufweisen.(14) consist of a rubber mixture that has a dynamic Module of more than 200 kg / cm and at the same time a relatively weak hysteresis, namely a loss angle of 7 to exhibit. 2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Kernreiter (14) bildende Kautschukgemisch auf 100 Teile eines natürlichen oder synthetischen Elastomeren 50 bis 90 Teile Ruß und 20 bis 50 Teile Polyäthylen oder Polypropylen eines Molekulargewichtes von über 500 000 enthält2. A pneumatic tire according to claim 1, characterized in that the rubber mixture forming the apex (14) to 100 parts of a natural or synthetic elastomer 50 to 90 parts of carbon black and 20 to 50 parts of polyethylene or Contains polypropylene with a molecular weight of over 500,000 3. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von innen nach außen umgeschlagenen Ränder (11) der Karkasse (10) bis über das obere Ende der Kernreiter (14) bis zur Mitte der Höhe der Reifenflanke hinaufgezogen sind.3. Pneumatic tire according to claim 1, characterized in that the edges (11) turned from the inside to the outside the carcass (10) are pulled up over the upper end of the apex (14) to the middle of the height of the tire sidewall. 4. Luftreifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in einer Flanke ein hellfarbiges Gummiband (20) angeordnet ist, zwischen dem und dem Kernreiter (14) die umgeschlagenen Ränder (11) der Karkasse (10) liegen.4. Pneumatic tire according to claim 3, characterized in that at least one flank is a light-colored rubber band (20) is arranged, between which and the apex (14) the folded edges (11) of the carcass (10) lie. 409823/0 361409823/0 361 LeerseiteBlank page
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