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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbindung der Enden von
Rohren, bestehend aus einer geschlitzten Dichthülse, die um die aneinander stoßenden Enden
der Rohre anzuordnen ist und an dem einen durch den Schlitz begrenzten
Endbereich eine Zunge sowie an dem anderen durch den Schlitz begrenzten
Endbereich eine Ausnehmung für
die Zunge aufweist, wobei die Zunge in Montagesolllage klemmend
und dichtend in die Ausnehmung eingreift, ferner bestehend aus einer
geschlitzten Klemmhülse, die
die Dichthülse
umgibt, wobei deren durch ihre Enden gebildeter Schlitz gegenüber dem
Schlitz der Dichthülse
in Umfangsrichtung versetzt angeordnet ist, so dass der Schlitz
der Dichthülse
von einem Materialbereich der Klemmhülse überdeckt ist, ferner bestehend
aus einer Spanneinrichtung mittels derer die Klemmhülse spannbar und
im Durchmesser verkleinerbar ist, so dass die Vorrichtung im Montagesollzustand
auf den Enden der Rohre, deren Stoßspalt überbrückend, dauerhaft fixierbar
ist.
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Solche
Vorrichtungen dienen insbesondere zur Verbindung zweier abgasführender
Rohre von Abgasanlagen für
Brennkraftmaschinen. Die entsprechenden Abgasrohre weisen gleichen
Durchmesser auf und sind mit ihren Enden einander angenähert. Die
Vorrichtung überbrückt den
Stoßbereich der
Rohre, wobei die Dichthülse
unmittelbar um die Rohre gelegt ist und einen labyrinthartig ausgebildeten
Schlitz aufweist. Die Klemmhülse
ist um die Dichthülse
gelegt und wird mittels geeigneter Maßnahmen in der Montagesolllage
angespannt, so dass sie im Durchmesser verengt wird und die Dichthülse fest
gegen die Wandung der zu verbindenden Rohre anpresst. Dabei ist
die labyrinthartige Schlitzausbildung im Stand der Technik an sich
bekannt, wozu auf die
DE
85 33 204 U1 , die
DE 20 2004 017 501 U1 und die
DE 20 2007 003 480 U1 verwiesen
wird. Der labyrinthartige Schlitz der Dichthülse ist gegenüber dem
Schlitz der Klemmhülse
in Umfangsrichtung verdreht, so dass der Schlitz der Dichthülse von
einer Wandung der Klemmhülse überdeckt
ist. Durch Anziehen der Klemmhülse
wird damit eine feste Verbindung zwischen den Rohrenden und eine
abgasdichte Verbindung zwischen den Rohrenden sichergestellt, so
dass Leckabgas nur im geringen Maße im Bereich der Verbindungsstelle
entweichen kann.
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Eine
gattungsgemäße Vorrichtung
ist aus der
US 6,758,501
B2 bekannt. Der labyrinthartige Schlitz der Dichthülse kann
in verschiedener Weise gestaltet werden, wie dies im Stand der Technik
an sich bekannt ist.
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Bei
der gattungsgemäßen Vorrichtung
ist die innen liegende Dichthülse
von einer außen
liegenden geschlitzten Klemmhülse
umgeben, wobei die Klemmhülse
mittels geeigneter Ausbildung spannbar ist und damit im Durchmesser
so verkleinerbar ist, dass die Vorrichtung in Montagesollzustand
auf den Enden der Rohre, deren Stoßspalt überbrückend, dauerhaft fixiert ist.
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Vorteilhaft
bei der gattungsgemäßen Vorrichtung
ist, dass diese lediglich aus zwei Teilen besteht (abgesehen von
den Befestigungsschrauben) also nur aus der innen liegenden Dichthülse und
der außen
liegenden Klemmhülse.
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Nachteilig
bei der bekannten Lösung
ist, dass diese Vorrichtung, insbesondere die Klemmhülse, sich
beim Anspannen der Spannmittel nur unzureichend an die Form der
Dichthülse,
beziehungsweise die Form der darunter befindlichen Rohrenden anpassen
kann.
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Hieraus
resultiert unter Umständen,
dass auch nach dem Anziehen der Klemmhülse noch Leckluft entweichen
kann. Darüber
hinaus ist eine solche Vorrichtung relativ schwer. Üblicherweise
bestehen sowohl die Dichthülse
als auch die Klemmhülse
aus Stahl ausreichender Abmessung und Dicke und insbesondere die
Klemmhülse
ist aufgrund ihrer Gestaltung relativ schwergewichtig, was sowohl
bei der Handhabung nachteilig ist, als auch bezüglich des Gesamtgewichtes der
Vorrichtung.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art
zu schaffen, bei der die Klemmhülse
beim Anspannen mittels der Spannmittel in noch besserem Maße an den
Umfang der Dichthülse
beziehungsweise den Umfang der zu verbindenden Rohre angepasst werden
kann, so dass das Austreten von Leckgasen weitestgehend unterbunden
wird, wobei zudem das Gewicht insbesondere der Klemmhülse vermindert
werden soll und auch der Materialverbrauch zur Herstellung der Klemmhülse vermindert
wird.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe schlägt
die Erfindung vor, dass der Mantel der Klemmhülse eine Vielzahl von durchgehenden
Lochungen aufweist, die in Reihen parallel zum Schlitz der Klemmhülse ausgerichtet
sind, wobei die in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Lochreihen
gegeneinander versetzt sind, und dass der Bereich des Mantels, welcher
den Schlitz, die Ausnehmung und die Zunge der Dichthülse überdeckt,
ungelocht ist.
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Dadurch,
dass die Klemmhülse
mit einer Vielzahl von relativ durchmessergroßen Lochungen ausgeführt wird, ist
das Gewicht der Klemmhülse
gegenüber
der vorbekannten Lösung
deutlich vermindert. Auch ist das zur Herstellung der Klemmhülse verbrauchte
Material minimiert, da die Ausstanzungen, die bei der Herstellung
der Durchgangslochungen anfallen, im Materialfluss zurückgeführt werden können und
somit kein verlorenes Material darstellen. Durch die Ausbildung
der Durchgangslochungen wird erreicht, dass beim Anspannen der Klemmhülse mittels
der entsprechenden Spanneinrichtung sich die Klemmhülse hervorragend
an den Umfang der Dichthülse
anpassen kann, so dass trotz unterschiedlicher Ausgangsdurchmesser
der Klemmhülse und
der Dichthülse
im endgültigen
Spannzustand der Mantel der Klemmhülse an die Form, den Umfang und
den Durchmesser der Dichthülse
eng angepasst ist. Hieraus resultiert wiederum, dass das Entweichen
von Leckabgas im Bereich der Verbindungsstelle weitestgehend, wenn
nicht gar vollständig,
unterbunden ist. Übliche
Dichthülsen/Klemmhülsen haben etwa
eine Länge
von 9 bis 10 cm, wobei die Wandstärke der Klemmhülse etwa
1 mm beträgt.
Ebenso ist die Wandstärke
der Dichthülse
etwa 1 mm oder gering weniger. Die Lochungen, die den Mantel der Klemmhülse durchsetzen,
weisen beispielsweise und vorzugsweise einen Durchmesser von etwa
1 cm auf, wobei ein Randstreifen der Klemmhülse in Umfangsrichtung rechts
und links neben dem durch die Durchgangslochungen gebildeten Lochfeld
ungelocht verbleibt. Ebenso verbleibt ein Bereich des Mantels der
Klemmhülse
lochungsfrei, welcher nämlich
den labyrinthartigen Schlitz und die entsprechende Ausnehmung und
Zunge der Dichthülse überdeckt.
Bei der Montage der Klemmhülse
auf der Dichthülse
können
Hilfsmittel vorgesehen sein, die eine richtige Positionierung der
Teile zueinander fördern,
wozu beispielsweise an der Klemmhülse am Mantel ein Vorsprung
ausgeprägt
sein kann, der in eine entsprechende Vertiefung der Klemmhülse in Montagesolllage
eingreift, so dass die lagerichtige Anordnung der Teile merkbar
ist. Auch andere Hilfsmittel zur ordnungsgemäßen Positionierung von Dichthülse und
Klemmhülse
zueinander sind im Rahmen der Erfindung möglich.
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Der
Mantel der Klemmhülse
weist in Umfangsrichtung gesehen etwa eine Länge von 15 cm auf, wobei diese Länge in Abhängigkeit
vom Durchmesser der zu verbindenden Abgasrohre variabel ist. Bei
einer solchen Bemessung ist es möglich,
beispielsweise acht Reihen von relativ großen Lochungen in Umfangsrichtung
nebeneinander auszubilden, wobei in Querrichtung zur Umfangsrichtung
beispielsweise drei bis vier Lochungen in jeder Reihe angeordnet
werden.
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Bevorzugt
ist vorgesehen, dass die Lochungen einen Durchmesser haben, der
größer als
ein Zehntel der Breite der Klemmhülse und kleiner als ein Siebtel
der Breite der Klemmhülse
ist.
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Durch
eine solche Größe der Lochungen wird
die gewünschte
Materialersparnis und Gewichtserleichterung in erheblichem Maße gefördert, wobei
zudem die entsprechende Größe der Lochungen
die leichte Verformung der Klemmhülse in Anpassung an den Mantel
der Dichthülse
beim Anspannen der Spanneinrichtung erfolgen kann.
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Ganz
besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Lochungen der aufeinander
in Umfangsrichtung folgenden Lochreihen so versetzt zueinander ausgerichtet
sind, dass die Lochungen der einen Reihe in Umfangsrichtung auf
die Lücken
zwischen den Lochungen der nächsten
Reihe ausgerichtet sind.
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Durch
eine solche Ausrichtung der Lochungen der Lochreihen zueinander
wird das Streckverhalten der Klemmhülse beim Anspannen der Spannvorrichtung
positiv beeinflusst, so dass diese sich zwar einerseits lagerichtig
in Umfangsrichtung anspannen lässt,
jedoch andererseits eine relativ weiche Anpassung des Mantels der
Klemmhülse
an den Mantel der Dichthülse
beim Anspannen erfolgen kann.
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Zudem
ist hierbei besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Abstand zwischen
den Lochungen einer Reihe kleiner als der Durchmesser der Lochungen
und größer als
der Radius der Lochungen ist.
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Auch
ist bevorzugt vorgesehen, dass der Abstand zwischen den in Umfangsrichtung
benachbarten Lochreihen kleiner als der Durchmesser der Lochungen
und größer als
der Radius der Lochungen ist.
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Eine
solche Ausbildung fördert
die Stabilität der
Klemmhülse,
ohne deren Verformungsverhalten beim Anspannen um die Dichthülse negativ
zu beeinflussen.
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Bevorzugt
ist dabei vorgesehen, dass die Abstände zwischen den Lochungen
und den Lochreihen gleich sind.
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Auch
ist bevorzugt, dass alle Lochungen gleiche Durchmesser haben.
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Alle
diese Maßnahmen
dienen dazu, ein gleichmäßiges Verformungsverhalten
der Klemmhülse
beim Anspannen um die Dichthülse
zu fördern.
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Ganz
besonders bevorzugt ist zudem vorgesehen, dass die Lochungen der
Lochreihen so zueinander ausgerichtet sind, dass die geraden Verbindungsmittellinien
durch benachbarte Lochungen in einen spitzen Winkel zur Umfangslinie
der Klemmhülse
gerichtet verlaufen.
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Durch
eine solche Ausbildung wird quasi eine netzartige Struktur, ähnlich eines
Streckmetalls erreicht, was dazu führt, dass beim Anspannen der Klemmhülse diese
in einfacher Weise und zwingend an den Umfang der Dichthülse angepasst
ist, wenn der Spannvorgang abgeschlossen und die Vorrichtung endgültig auf
den Abgasrohren positioniert ist.
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Bevorzugt
ist hierbei vorgesehen, dass der spitze Winkel zwischen 45° und 5° beträgt.
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Besonders
bevorzugt ist vorgesehen, dass der spitze Winkel 30° beträgt.
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Eine
solche Ausbildung hat sich bei der Erprobung der Erfindung besonders
bewährt
und als besonders vorteilhaft herausgestellt.
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In
an sich bekannter Weise ist vorgesehen, dass die Klemmhülse mit
mindestens einer Spannvorrichtung ausgestattet ist, wobei Spannvorrichtungszeilen
am Mantel der Klemmhülse,
deren Schlitz benachbart, fixiert sind.
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Beispielsweise
kann die Spannvorrichtung aus Spannvorrichtungsteilen bestehen,
die separate Beschlagteile sind und am Außenmantel der Klemmhülse, dem
Schlitz benachbart, fixiert sind, beispielsweise angeschweißt sind.
Solche zusätzlichen
Elemente können
dann mittels Schrauben zueinander angezogen werden, so dass das
Spannen der Klemmhülse
erfolgt.
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Alternativ
und vorzugsweise ist vorgesehen, dass an den Randkanten der Klemmhülse, die
den Schlitz begrenzen, Spannvorrichtungsteile angeformt sind.
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Hierbei
sind die Spannvorrichtungsteile keine separaten Elemente, die mit
der Klemmhülse
verbunden beziehungsweise verschweißt werden müssten, sondern es sind angeformte
Teile, die beim Zuschnitt der Klemmhülse mit angeschnitten werden können und
durch entsprechende Biegeoperationen abgebogen werden können, um
dann mittels geeigneter Teile, beispielsweise Schrauben, miteinander verbunden
werden können,
um die Klemmhülse
zu spannen.
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Vorzugsweise
ist dabei vorgesehen, dass an den Randkanten ohrartige Vorsprünge angeformt sind,
die parallel zueinander von den Randkanten abragen und von Befestigungsmitteln
durchgriffen sind, mittels derer sie zueinander zum Anspannen der Klemmhülse anziehbar
sind.
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Besonders
bevorzugt ist vorgesehen, dass die Vorsprünge jeweils paarweise einander
gegenüberliegend
an beiden Randkanten vorgesehen sind, wobei sie Verlängerungen
aufweisen, die zum freien Ende hin divergierend gerichtet sind und
deren Endbereiche aneinander anliegen.
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Hierdurch
wird erreicht, dass beim Anspannen der Klemmhülse die ohrartigen Vorsprünge mittels
der sie durchgreifenden Befestigungsmittel zueinander bewegt werden,
wobei zunächst
die Enden der Verlängerungen
aneinander zur Anlage kommen. Nachfolgend wird bei weiterem Anziehen
der Befestigungsmittel eine Verformung der zunächst divergierenden Enden bewirkt,
ohne dass die Ohren sich gegenüber
ihrer Ausrichtung zum Mantel der Klemmhülse verändern. Im Endzustand können die
Ohren samt Verlängerungen
praktisch parallel aneinander liegen. Dies wäre der maximale Spannzustand,
der mittels der Befestigungsmittel erreichbar ist.
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Um
einer Verformung der Ohren entgegenzuwirken, ist vorgesehen, dass
die Vorsprünge
jeweils als hohle Halbschalen ausgebildet sind, die sich in der
Montagesolllage zu einer geschlossenen Schalenform ergänzen, wobei
die Verlängerungen als
flache Materialbereiche an die freie Stirnseite der Halbschalen
anschließen.
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Als
Befestigungsmittel können
dabei insbesondere Schlossschrauben vorgesehen sein, wobei die Ohren
an dem einen den Schlitz benachbarten Endbereich der Klemmhülse eine
Vierkantlochung aufweisen und die anderen, diesen gegenüber positionierten
Ohren eine kreisrunde Lochung aufweisen können. Es ist damit möglich, der
Montage die Schlossschrauben allein durch Aufschrauben der entsprechenden
Muttern zu fixieren und die Klemmhülse anzuspannen, ohne dass
der Kopf der Schrauben mit einem Werkzeug gehalten werden muss.
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Im Übrigen sind
natürlich
vorzugsweise die Durchgangslochungen im Mantel der Klemmhülse kreisrund
ausgebildet, um eine entsprechende Verformung der Klemmhülse ohne
Aufreißen
der Lochungen zu ermöglichen.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden
näher beschrieben.
Es zeigt:
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1 eine
zunächst
ebenflächige
Platine aus Stahlblech zur Herstellung einer entsprechenden Klemmhülse;
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2 einer
aus einer solchen Platine fertig gestellte Klemmhülse in Ansicht;
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3 desgleichen
in Schrägansicht;
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4 desgleichen
in Stirnansicht;
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5 eine
zugehörige
Dichthülse
in Schrägansicht;
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6 eine
Explosionszeichnung der Einzelteile der Vorrichtung in Schrägansicht;
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7 die
zusammengesetzte Vorrichtung in Seitenansicht.
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In
der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Verbindung der Enden von
Rohren, insbesondere Abgasrohren von Brennkraftmaschinen, gezeigt.
Sie besteht aus einer geschlitzten Dichthülse 1, die um die
aneinander stoßenden
Enden der Rohre anzuordnen ist. An einem durch den Schlitz 2 begrenzten Endbereich
der Dichthülse 1 ist
eine Zunge 3 angeformt, während an dem anderen durch
den Schlitz 2 begrenzten Endbereich eine Ausnehmung 4 für die Zunge 3 vorgesehen
ist. In der Montagesolllage greift die Zunge 3 klemmend
und dichtend in die Ausnehmung 4 ein. Zudem ist die Dichthülse an ihren
axialen Enden geringfügig
aufgeweitet. Diese Aufweitungen 5 dienen als Hilfe für die ordnungsgemäße Positionierung
der nachstehend noch beschriebenen geschlitzten Klemmhülse 6.
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Die
entsprechende geschlitzte Klemmhülse 6 umgibt
in der Montagesolllage die Dichthülse 1, wobei deren
durch ihre Enden gebildeter Schlitz 7 gegenüber dem
Schlitz 2 der Dichthülse 1 in
Umfangsrichtung versetzt angeordnet ist, wie dies in 6 veranschaulicht
und in 7 verdeutlicht ist, so dass der Schlitz 2 der
Dichthülse 1 von
einem geschlossenem Materialbereich 8 der Klemmhülse 6 überdeckt ist.
Zudem ist eine Spanneinrichtung 9 an der Klemmhülse 6 vorgesehen,
mittels derer die Klemmhülse 6 im
Montagesollzustand spannbar und im Durchmesser verkleinerbar ist,
so dass die Vorrichtung insgesamt im Montagesollzustand auf den
Enden der Rohre, deren Stoßspalt überbrückend, dauerhaft
fixiert wird.
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Erfindungsgemäß weist
der Mantel der Klemmhülse 6 eine
Vielzahl von Durchgangslochungen 10 auf, die im Ausführungsbeispiel
in acht Reihen parallel zum Schlitz 7 der Klemmhülse 6 ausgerichtet
sind. Dabei sind die in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Lochreihen,
die durch die Durchgangslochungen 10 gebildet sind, gegeneinander versetzt,
wie insbesondere in 1 anschaulich gezeigt ist. Der
Bereich 8 des Mantels der Klemmhülse 6, welcher in Montagesolllage
den Schlitz 2, die Ausnehmung 4 und die Zunge 3 der
Dichthülse 1 überdeckt,
ist ungelocht, so dass in der Montagesolllage die entsprechenden
Elemente der Dichthülse 1 durch das
geschlossene Material der Klemmhülse 6 abgedeckt
sind.
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Die
Lochungen 10 sind kreisrund ausgebildet und haben einen
Durchmesser, der größer als
ein Zehntel der Breite der Klemmhülse 6 und kleiner
als ein Siebtel der Breite der Klemmhülse 6 ist. Im Ausführungsbeispiel
beträgt
beispielsweise die Breite der Klemmhülse 6 7 cm, während der
Lochdurchmesser der Lochungen 10 9 mm beträgt.
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Die
Lochungen 10 der aufeinander in Umfangsrichtung folgenden
Lochreihen sind so versetzt zueinander ausgerichtet, dass die Lochungen 10 der einen
Reihe in Umfangsrichtung auf die Lücken 11 zwischen den
Lochungen 10 der nächsten
Reihe ausgerichtet sind. Der Abstand zwischen den Lochungen 10 einer
Reihe ist kleiner als der Durchmesser der Lochungen und größer als
der Radius der Lochungen 10. Im Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand
zwischen den Lochungen 10 einer Reihe beispielsweise 5
mm.
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Der
Abstand 12 zwischen den in Umfangsrichtung benachbarten
Lochreihen der Lochungen 10 ist kleiner als der Durchmesser
der Lochungen 10 und größer als
der Radius der Lochungen 10. Im Ausführungsbeispiel ist dieser Abstand
wiederum 5 mm. Somit sind die Abstände zwischen den Lochungen 10 und 12 zwischen
den Lochreihen gleich. Zudem haben alle Lochungen 10 den
gleichen Durchmesser. Insbesondere sind die Lochungen 10 der Lochreihen
so zueinander ausgerichtet, dass die geraden Verbindungsmittellinien 13 durch
benachbarte Lochungen einem spitzen Winkel zur Umfangslinie (angedeutet
durch die Linie 14) der Klemmhülse 6 gerichtet verlaufen.
Der spitze Winkel beträgt
vorzugsweise zwischen 5° und
45°. Besonders
bevorzugt ist ein spitzer Winkel von 30°, wie auch in der Zeichnung
dargestellt ist.
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Wie
schon oben ausgeführt,
ist die Klemmhülse 6 mit
mindestens einer Spannvorrichtung 9 ausgestattet. Die Elemente
der Spannvorrichtung 9 können, anders als in der Zeichnung
dargestellt, am Mantel der Klemmhülse 6, deren Schlitz 7 benachbart
ist, fixiert sein.
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Alternativ
und bevorzugt ist vorgesehen, dass an den Randkanten der Klemmhülse 6,
die den Schlitz 7 begrenzen, Spannvorrichtungsteile 9 angeformt
sind. Dazu sind an den Randkanten rohrartige Vorsprünge 15, 16 angeformt,
die parallel zueinander von den Randkanten abragen und von Befestigungsmitteln 17 durchgriffen
sind. Mittels dieser sind sie zueinander zum Anspannen der Klemmhülse 6 anziehbar.
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Die
Vorsprünge 15, 16 sind
jeweils paarweise gegenüberliegend
an beiden Randkanten der Klemmhülse 6 vorgesehen,
wobei die Verlängerungen 18, 19 aufweisen,
die zum freien Ende hin divergierend gerichtet sind und deren Endbereiche
in der Vormontage aneinander anliegen, wie insbesondere in 4 veranschaulicht
ist.
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Die
Vorsprünge 15, 16 sind
jeweils als hohle Halbschalen ausgebildet, die sich in der Montagesolllage
zu einer teilweise oder vollständig
geschlossenen Schalenform ergänzen,
wobei die Verlängerungen 18, 19 als
flache Materialbereiche an die freie Stirnseite der Halbschalen 15, 16 angeschlossen sind.
Damit können
sich diese Verlängerungen 18, 19 beim
Anspannen umformen, während
die Vorsprünge 15, 16 formstabil
sind.
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Die
Befestigungsmittel 17 sind im Ausführungsbeispiel Schlossschrauben,
die mit entsprechenden Muttern 20 zusammenwirken, wobei
die Schlossschrauben in quadratische Lochungen der Vorsprünge 16 eingesetzt
sind und mit ihrem Schaft kreisrunde Lochungen der Vorsprünge 15 durchgreifen.
Auf das überragende
Ende sind die entsprechenden Muttern 20 aufgeschraubt.
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Im
Ergebnis stellt die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zur
Verfügung,
bei der die Klemmhülse 6 hinsichtlich
ihres Gewichtes und Materialeinsatzes optimiert ist, wobei durch
die entsprechende erfindungsgemäße Gestaltung
das Verformungsverhalten der Klemmhülse 6 beim Anspannen um
die Dichthülse 1 vorteilhaft
beeinflusst ist, so dass sich die Klemmhülse 6 an den Mantel
der Dichthülse 1 exakt
anpassen kann, woraus als Vorteil resultiert, dass durch diese Vorrichtung
das Entweichen von Leckabgas an der Stoßstelle der zu verbindenden Rohre
nahezu vollständig
oder tatsächlich
vollständig vermieden
ist.
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Die
Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel
beschränkt,
sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.
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Alle
neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel-
und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.