Aufbau eines VPP-Stahlrahmen - Eigenkonstruktion

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Jetzt bin ich schon ewig bei MTB-News dabei. Nun kommt jetzt erst mein erster eigener Beitrag im Forum. Ich bin da halt eher so der Maulwurf ;-)

Gefühlt fahre ich auch schon ewig MTB. Als Maschinenbauingenieur trage ich auch schon viele Jahre lang den Wunsch in mir mal selbst einen Rahmen zu bauen. Und so starte ich hier also meinen Thread zu meinem Projekt. Ich werde hier nicht täglich aktiv sein. Eher sporadisch mal alle 1-2 Wochen. Das wird sich schätzungsweise eh sehr stark hinziehen.

Konzept:
Stahl ist das Material meiner Wahl, weil es individueller und filigraner ist. Ein VPP-Hinterbau soll es werden, weil ich den einfach spannender finde als einen Eingelenker und weil ich mir einbilde den fertigungstechnisch besser umsetzen zu können als einen 4-Gelenker (sind ja quasi 2 eigenständige Dreiecke). Außerdem habe ich zu dieser Art von Hinterbauten mit meinem Giant Reign gute Erfahrungen gemacht. Ich möchte aber kein zweites Enduro sondern dazu nun ein Trailbike mit ca. 135mm Federweg am Heck und 150mmn an der Front. Weil ich kein Freund von 29"-Schiffen bin setzte ich auf 27,5". Ein Einbau einer 140er Gabel mit 29er Rädern wäre denkbar. Dann wirds halt flacher. Ein Einbau von 29er hinten ist dank verstellbarer Ausfallenden auch möglich. Dann wirds halt noch länger.
Zu den Abmaßen. Ja da guckt man natürlich immer wo geht die Reise hin, was taugt einem, worauf sitzt man mal Probe?
Reach: 477mm
Lenkwinkel: 65° damit sollte es noch verspielt genug bleiben und doch etwas Ruhe mitbringen
Sitzwinkel: 76° - so soll es gut klettern
Kettenstrebenlänge: 436mm
Steuerrohr: 120mm
Tretlagerabsenkung: 20mm
Soweit zum Konzept ich glaube das passt für mich.

Konstruktion
Dazu kann ich ja dann ein andern mal was ausführlicher schreiben. Aber nun nach unzähligen Änderungen, Abbrüchen und Neuanfängen ist die Konstruktion selbst durch und einige Fertigungsteile sind auch bereits bestellt. Im Bild seht ihr die Konstruktion.

Fertigung:
Gut - Bauen und Konstruieren sind 2 paar Stiefel. Ich dachte auch schon darüber nach, den Rahmen selbst zu löten. Aber nach ein paar Probestücken war mir klar, dass ich da weder gut ausgerüstet bin noch habe ich die Übung um das so umsetzen zu können, dass mir das am Ende auch gefällt. Zum Glück ist in der Nähe aber ein individueller Stahlrahmenbauer der das dann für mich macht. Der hat mich bei der Konstruktion auch schon viele Tipps gegeben. Aber letztlich ist ein VPP auch für ihn Neuland. Seien wir also gespannt.

Für den Hinterbau habe ich ein Lehre konstruiert. Auch für die Lagerpunkte am Rahmen wird es eine Lehre geben. So sollten die Lagerpunkte schon mal relativ gut zusammenpassen.

Frästeile:
Ein VPP benötigt eine Umlenkung unten und oben sowie entsprechende Lagerungen am Rahmen. Bei Stückzahl 1 bleibt da einem bzgl. des Preises der Teile schon mal die Spucke weg bzw. da musste ich schon überlegen ob ich das wirklich will. Aber nun bin ich schon soweit und das Herz hängt so dran, dass ich das jetzt durchziehe. Mir wird dann leider wohl für den Aufbau weniger Budget übrigbleiben. Schau ma moi....
Also wenn wer jemanden weiß, der solche lustigen Frästeile günstig machen könnte, dann wäre ich für Tipps dankbar. Die Teile sind aber tatsächlich nicht ganz einfach. War ja klar ;-)

Aufbau:
Insgesamt möchte ich Carbon am Rad vermeiden - einfach wegen der Nachhaltigkeit.
Gewicht ist natürlich ein Thema. Aber bei einem Stahlrahmen dann doch eher sekundär.
Bei Schaltgruppe und Bremsen tendiere ich zu Shimano XT. Fahre ich eigentlich auch schon immer und bin damit ganz zufrieden. Auch hier finde ich das Preis-Leistungsverhältnis noch am besten. Die Gruppe werde ich mir neu anschaffen.
Bgzl. Fahrwerk denke ich an einen Rockshox Monarch Debonair 200x51 und an eine 150er Pike. Da stimmt das Preis-Leistungsverhältnis wohl noch am ehesten.
Verstellbare Sattelstütze könnte evtl. ein Vecnum werden.
Laufräder klau ich mir evtl. vorerst aus meinem vorhanden Rad bzw. liegt da noch einer rum.
Sicherlich werde ich auf dem Gebrauchtmarkt noch etwas stöbern müssen. Wie gesagt der Rahmen frisst mein Budget ganz schön auf.
Wo ich noch recht planlos bin ist ein Kettenstrebenschutz. Wenn da wer was schönes wüsste....

Also kurz, für mich wird es eine spannende Zeit....

Grias T
 

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Klingt interessant und vielversprechend schau ich mal zu.

Willst du fuer die 29" Spielereien was einbauen um die Tretlager erhoehung dadurch raus zu nehmen? Bzw. Hast du schonmal durchgerechnet wieviel das ist? Ist ja evtl mit Offsetbuchsen machbar.
 
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29er wäre zwar möglich. Ich werde den Rahmen für mich aber auf 27,5 optimiert bauen. Ein Verstellen ist nicht möglich. Weil ich es nicht brauchen werde, habe ich das nicht vorgesehen. Das ist so schon aufwendig genug ;-) Wenn, dann fahre ich bestenfalls Mullet. Und da wäre die Tretlagerüberhöhung noch vertretbar.
Sollte der Rahmen gut werden, dann könnte man aber ohne große Probleme auch einen reinen 29er nachbauen. Das wäre nur eine kleine Änderung an einem einzigen Teil.
Für mich lass ich das mal so
 
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sehr cool - gebucht

Ich möchte aber kein zweites Enduro sondern dazu nun ein Trailbike mit ca. 135mm Federweg am Heck und 150mmn an der Front. Weil ich kein Freund von 29"-Schiffen bin setzte ich auf 27,5". Ein Einbau einer 140er Gabel mit 29er Rädern wäre denkbar. Dann wirds halt flacher. Ein Einbau von 29er hinten ist dank verstellbarer Ausfallenden auch möglich. Dann wirds halt noch länger.
Zu den Abmaßen. Ja da guckt man natürlich immer wo geht die Reise hin, was taugt einem, worauf sitzt man mal Probe?
Reach: 477mm
Lenkwinkel: 65° damit sollte es noch verspielt genug bleiben und doch etwas Ruhe mitbringen
Sitzwinkel: 76° - so soll es gut klettern
Kettenstrebenlänge: 436mm
Steuerrohr: 120mm
Tretlagerabsenkung: 20mm
hört sich nach einem Spitfire an :lol:
Wo ich noch recht planlos bin ist ein Kettenstrebenschutz. Wenn da wer was schönes wüsste....
die fertigen von bekannten Alurahmen als Santa oder auch RAAW usw werden für Stahl zu groß sein. Einfach Slapper Tape? Habe ich an meinem Last FF auch
Frästeile:
Ein VPP benötigt eine Umlenkung unten und oben sowie entsprechende Lagerungen am Rahmen. Bei Stückzahl 1 bleibt da einem bzgl. des Preises der Teile schon mal die Spucke weg bzw. da musste ich schon überlegen ob ich das wirklich will. Aber nun bin ich schon soweit und das Herz hängt so dran, dass ich das jetzt durchziehe. Mir wird dann leider wohl für den Aufbau weniger Budget übrigbleiben. Schau ma moi....
Also wenn wer jemanden weiß, der solche lustigen Frästeile günstig machen könnte, dann wäre ich für Tipps dankbar. Die Teile sind aber tatsächlich nicht ganz einfach. War ja klar ;-)
da wären ein paar Details schon mal interessant. Kann ja nicht jeder alles fertigen
 
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29er wäre zwar möglich. Ich werde den Rahmen für mich aber auf 27,5 optimiert bauen. Ein Verstellen ist nicht möglich. Weil ich es nicht brauchen werde, habe ich das nicht vorgesehen. Das ist so schon aufwendig genug ;-) Wenn, dann fahre ich bestenfalls Mullet. Und da wäre die Tretlagerüberhöhung noch vertretbar.
Sollte der Rahmen gut werden, dann könnte man aber ohne große Probleme auch einen reinen 29er nachbauen. Das wäre nur eine kleine Änderung an einem einzigen Teil.
Für mich lass ich das mal so
mache dir lieber Gedanken um die Front. Bei 27,5 optimiert kann man nicht wirklich 29 fahren außer man reduziert den Federweg um 30-40mm

Es gibt so Gabelkonusverlängerungen bzw lange Steuersatzschalen. Das würde dir an der Stelle die Freiheit lassen
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O
 
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Slapper Tape ziehe ich mal in Erwägung. Aber da bin ich trotzdem noch am Suche obs nicht was anderes gibt.

Zum 29er Umbau - also ne. Ich bau ein 27,5er. Prinzipiell wäre ein Umbau möglich. Das hebt das Tretlager um ca. 15-18mm an (könnte man über die Achsabstände auch genauer ausrechnen). Mit 140er wäre es noch deutlich weniger. Aber ich bin kein Fan von 29. Mir geht es schnell genug. Ich setze lieber auf Spritzigkeit und Wendigkeit - der Rest is Physik.
 
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xMARTINx

Echter (Ex) Nordhäuser!
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Cooles Projekt, zum Kettenstrebenschutz, Spezi Enduro, günstig und echt gut, ansonsten immer Mastic Tape von 3M
 

metalmatrix

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Coole Sache! Abonniert.
Viel Erfolg schonmal und ich bin gespannt, die Konstruktion sieht perfekt aus. VHS Tape wäre auch meine Empfehlung. Wenn man beim Beschnitt der Kanten bisschen kreativ wird sieht es fertig recht „offiziell“ aus.
 
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Uiuiui - jetzt habe ich gerade für über 2200,- Flocken Fertigungsteile bestellt. Also Lagerschalen, Achsen, Wippen und ein paar Teile für die Lehren..... und da ist noch nix vom Rahmenbauer dabei. :oops:

Das haut schon ordentlich ins Budget. Ich werde anfangs definitiv auf einen neuen Laufradsatz verzichten und meinen alten Non-Boost-Laufradsatz mit Adaptern einbauen.

Ansonsten bin ich gerade dabei mich um ein paar Anbau-Teile zu kümmern.
Was würdet ihr mir für eine Sattelstütze empfehlen?
Sie sollte schon mindestens 175mm Hub haben.
Sattelrohrinnendurchmesser = 30,9mm
Wäre auch gut, wenn sie nicht all zu schwer wäre. Der Rahmen wird da eh schon ein paar Gramm mehr mitbringen ;-)
Verbauen kann ich jede Länge.
Ansteuerung kommt durchs Rohr von unten.
Ich dachte da eine Vecnum. Mit der bin ich am aktuellen Rad sehr zufrieden. Eine Race Face hatte ich auch mal. Aber die war damals nach einiger Zeit eher unzuverlässig. Was meint ihr?
 
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Uiuiui - jetzt habe ich gerade für über 2200,- Flocken Fertigungsteile bestellt. Also Lagerschalen, Achsen, Wippen und ein paar Teile für die Lehren..... und da ist noch nix vom Rahmenbauer dabei. :oops:

Das haut schon ordentlich ins Budget. Ich werde anfangs definitiv auf einen neuen Laufradsatz verzichten und meinen alten Non-Boost-Laufradsatz mit Adaptern einbauen.

Ansonsten bin ich gerade dabei mich um ein paar Anbau-Teile zu kümmern.
Was würdet ihr mir für eine Sattelstütze empfehlen?
Sie sollte schon mindestens 175mm Hub haben.
Sattelrohrinnendurchmesser = 30,9mm
Wäre auch gut, wenn sie nicht all zu schwer wäre. Der Rahmen wird da eh schon ein paar Gramm mehr mitbringen ;-)
Verbauen kann ich jede Länge.
Ansteuerung kommt durchs Rohr von unten.
Ich dachte da eine Vecnum. Mit der bin ich am aktuellen Rad sehr zufrieden. Eine Race Face hatte ich auch mal. Aber die war damals nach einiger Zeit eher unzuverlässig. Was meint ihr?
Sattelstuetze Vecnum oder Bikeyoke. Habe vor Jahren im Fuhrpark von Reverbs auf Bikeyokes gewechselt und bisher alles problemlos. Mit Vecnum kenn ich auch noch zwei die sehr zufrieden damit sind.
 
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So hier mal wieder ein Update.
Ende Februar / Anfang März sollten die Fertigungsteile kommen - also Lagerbuchsen, Achsen, Umlenkungen etc..
Mit dem Rahmenbauer bin ich in Kontakt. Ich möchte noch gucken, wo ich am bleischweren Ausfallende noch etwas Material "freibohren" kann.
Meine Teile-Wunschliste habe ich auch schon etwas zusammen gestellt. Da ist die Bikeyoke weit vorne dabei. Wegen dem Antrieb und der Laufräder, werde ich wohl anfangs mal mein Giant vorübergehend plündern.

Ich hab ja erwähnt auf die Konstruktion mal näher einzugehen.
Also zur Kinematik:
Bei der Kinematik hatte ich viel probiert und bin letztlich doch wieder auf den ersten Ansatz von vor 5 Jahren zurück gekommen. Eine Anbindung des Dämpfers am Unterrohr kam nicht in Frage, weil der ca. auf halber Unterrohrhöhe (wo die Rohr-Konifizierung am dünnsten ist) ich die maximalen Federkräfte eingeleitet hätte. Das "Oversized-Unterrohr" hat ja gerade mal 35mm Durchmesser und an der dünnsten Stelle eine Wanddicke von 0,6mm. Ähnlich am Oberrohr - mit noch kleinerem Durchmesser. Für beide Rohre hätte ich zusätzliche Teile zum Anbinden des Dämpfers gebraucht.
Der stehende Dämpfer bringt mir den Vorteil, dass ich alle Lagerböcke quasi am Sitzrohr "auffädeln", mit einer Lehre verbinden und passend einlöten kann.

Leider konnte ich den Dämpfer nicht so platzieren, dass er parallel zum Sitzrohr steht. Wäre schick gewesen. Hat aber vom Bewegungsverlauf nicht gepasst.
So wie er jetzt ist, bekomme ich aber einen relativ schönen Kraftverlauf. Im komplett eingefederten Zustand steht der Umlenker senkrecht zum Dämpfer. Und auch der Hinterbau nähert sich Richtung 90° zum Umlenker an - siehe Bild anbei.
Für die Progression werde ich noch mit Volumenspacern im Dämpfer experimentieren. Soweit bin ich da eigentlich ganz zufrieden.

Der untere Umlenker sorgt dafür, dass beim Einfedern das Hinterrad anfangs etwas nach hinten ausweicht. ausweicht. Bei ca. halben Federweg orientiert sich die Raderhebungskurve mehr nach vorne.
Eine Kettenlängung bleibt da natürlich nicht aus. Mich hat das aber beim aktuellen Rad auch nie gestört. Bei sehr langen Auffahrten im Bayerischen Wald mach ich dann halt doch mal die Plattform am Dämfper zu. Das reicht mir völlig. Ach ja, das wird jetzt der Monarch Plus RC3 Debonair.

Umlenker:
Der obere Umlenker ist aus fertigungstechnischen und kostentechnischen Gründen mehrteilig. Aber ich hoffe durch die Verbindung zwischen den Teilen und den verstrebten Hinterbau genügend Steifigkeit zu bekommen. Der untere Umlenker ist aus einem Stück gefräst.

ISCG-Aufnahme:
Aber die Kettenlängung hat nicht nur bzgl. des Tretens Nachteile. Auch die Kette liegt dann nicht mehr so satt - trotz des Stabilisators vom Schaltwerk. Deshalb habe ich mir noch die ISCG-Aufnahme gegönnt um ggf. noch eine kleine KeFü anbringen zu können. Dann sollte auch bei ruppigen Abfahrten nix anbrennen.

Lager:
Durch die Bank verwende ich nur handelsübliche Kugellager. Unten 10x26x8. Oben etwas kleiner 10x22x6.
Bei der ersten hatte ich die Lager teilweise noch in den Rahmen integriert. Das habe ich später dann verworfen und die Lager soweit nach außen gesetzt, wie es die Konstruktion eben her gab. So erhielt ich größere Lagerabstände, welche in erster Linie den Lagern selbst bzgl. Lebensdauer zu gute kommen.
Zwischen Lager und Rahmen sind überall noch kleine Distanzbuchsen. Dann kommen überall komplett Achsen durch und final wird alles von außen mittels Schrauben geklemmt. Die Schrauben werden ich auf einer Seite mit blauem auf der anderen Seite mit grünem Loctite einkleben.

Rohrverbindungen:
Anfangs wollte ich für das Bike sogar extra Muffen als Verbindungselement für die Rohre drucken lassen. Die hatte ich sogar schon mal im 3D modelliert und angefragt. Fand ich auch sehr schick. Das hätte aber den finanziellen Rahmen nochmal um ca. 500 Euro erhöht. Außerdem wäre ich für andere Rahmengrößen oder Geometrien festgelegt gewesen. Daher habe ich mich dazu entschieden, den Rahmen ohne Muffen löten zu lassen. Damit die Gabelkrone noch unter dem Unterrohr durchkommt, musste diese am Steuerrohr etwas weiter nach oben rutschen. Das wiederum hatte zur Folge, dass das Lager im Steuerrohr nicht mehr so gut abgestützt war und die Krafteinleitung in das Unterrohr suboptimal geworden ist. Deshalb musste an Steuerrohr unten ein Gusset rein.

Zugverlegung:
Die Züge werden innen durchs Unterrohr verlegt und laufen dann über den Unteren Umlenker (der hat dort eine längliche Vertiefung und Löcher für kleine Kabelbinder). Der Schaltzug springt dann wieder in die Kettenstrebe und kommt vor dem Schaltwerk raus. So ist der Zug vor der Kette geschützt. Die Hydraulikleitung für die Bremse wird dagegen wahrscheinlich auf der Strebe verlegt. Ob ins Unterrohr dafür extra kleine Röhrchen eingelötet werden ist noch offen - Montagefreundlichkeit vs. 120-150g Mehrgewicht.

Flaschenhalter:
Ja, natürlich gibt es eine Möglichkeit für einen Flaschenhalter. Ich verwende zwar keine Flasche. Aber vielleicht bekomme ich doch noch Lust drauf.

Ja, das wärs eigentlich. Ich bin gespannt wie ein Pfitschepfeil ;-)
 

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So was gibt es Neues vom Projekt?

Mittlerweile habe ich (fast) alle Anbauteile, Dämpfer, Gabel, Sattelstütze und alles andere zusammen. Ist schon immer wieder schön, wenn man so feine Teile in der Hand hat. Fehlt nur noch der Kern der Sache ;-) Ich bin schon ganz aufzwickt...

Aber immerhin sind die Lager für den Hauptrahmen schon da. Kommt schon nochmal filigraner rüber als im CAD. Um Gewicht zu sparen sind die Teile auf der Unterseite noch etwas freigefräst. Seht das Bild anbei.
Nächste Woche sollen die anderen Fertigungsteile kommen - also die Lagerschalen für den Hinterbau und die Umlenker sowie die ISCG-Aufnahme.

Parallel bau ich für den Hinterbau eine Lehre, damit die Positionen der Lager auch zu den Umlenkern bzw. zum Rahmen passen. Das wäre dann das andere Bild.
Für den Hauptrahmen wird es auch eine Lehre geben. Diese ist allerdings ein überschaubares Blechteil und kommt komplett vom Blechfertiger.

Man bin ich gespannt. Ich hoffe der Rahmenbauer hat im März/April Zeit.
 

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Hört sich spannend an. Sind das echt verschiebbare Ausfallenden an einem fully?

Oh und meine Empfehlung für ne dropperpost wäre eine e*thirteen vario infinite mit 180mm. Belastet das budget weniger und funktioniert gut
 
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So jetzt gibts mal wieder was Neues.

1) Ich habe meine ganzen Fertigungsteile bekommen und schon mal die Lehre für den Hinterbau zusammengebaut. Im Bild seht ihr die bereits fixierten Lagerschalen. Aufnahmen für die Rohre hab ich noch nicht. Das mach ich evtl. gemeinsam mit dem Rahmenbauer. In dem kurzen, querliegenden Alu-Profil kommt die Steckachse durch, welches dann auch gleich die Ausfallenden fixiert. Dann sollten die wichtigsten Punkte gut zu einander passen.

2) Auch die Umlenker, Lagern, Achsen, Dämpferbuchsen und Lagerböcke, welche später am Rahmen verlötet werden, sind da. Hab natürlich gleich mal alles zusammen gesteckt. Das passt alles sehr fein. Das wäre dann das andere Bild. Die Teile sind richtig schön geworden.
Ach ja - und die ISCG-Aufnahme natürlich.

3) Bis auf Innenlager und Steckachse sind auch alle anderen Komponenten eingetroffen.

Jetzt könnte es eigentlich beim Rahmenbauer weitergehen.....
 

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Am Montag war ich beim Rahmenbauer und wir haben letzte Details durchgesprochen.
Leider sind die Ausfallenden noch nicht da, so dass es aktuell etwas hängt.
Gut es eilt ja nicht. Ich hab ja glücklicher Weise a gute Kiste zum biken.

Jedenfalls haben wir schon mal die Lehre mit den Lagerböcken auf das Sitzrohr gesteckt. Das scheint auch ganz gut zu passen. Genauso wie das Gusset am Steuerrohr.

Derweil habe ich nun mal ein bisschen vormontiert. Und das war aus 2 Gründen ganz gut. Zum einen habe ich gemerkt, dass von meinem älteren 2ten Laufradsatz, welche ich verwenden möchte, die Hinterradfelge ne schöne Delle hatte. Ich konnte die aber einigermaßen ausbeulen. Und zum anderen war ich im Glauben, dass ich noch einen kompetten Satz Bremsscheiben hätte. Da ist aber nur eine 200er für vorne und ich muss eine für hinten besorgen.

Es wird schon. A bisserl was geht immer ;-)
 

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Hi Zusammen,
zuletzt ist leider echt wenig weiter gegangen. Ich habe nun doch nochmal geswitcht und bin von den einstellbaren Ausfallenden weg. Das spart einerseits Aufwand, Kosten und vor allem ca. 100g Gewicht.
Allerdings ist im Gegenzug die Bremsaufnahme nicht mehr integriert. Diese muss nun extra gesetzt werden.

Aber nun sind die Ausfallenden und die Steckachse da. Und die Hinterbaulehre ist eingerichtet.
Zur Simulation des Reifen habe ich einen alten Dosendeckel montiert. Das wird schon einwenig knapp und kniffelig. Aber das war aus dem CAD heraus auch so zu erwarten bzw. vorgesehen.
Jetzt brauch ich echt dringend mal einen Planungstermin beim Rahmenbauer....
 

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