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Die Erfindung betrifft einen mobilen oder teilmobilen Hochwasserschutzwall, mit Fußelementen, die durch Schrauben und/oder Anker mit dem Untergrund lösbar verbindbar sind, Stützen, die als Rahmenteile dienen und mit den Fußelementen verbunden oder lösbar verbindbar sind, und Wandelementen, die lösbar mit den Stützen verbindbar sind, wobei die Stützen längliche Einfassungen zum Einstecken eines oder mehrerer der Wandelemente aufweisen, und wobei die Wandelemente aus einem Metall-Kunststoff-Verbundmaterial hergestellt sind.
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Derartige Hochwasserschutzsysteme sind bekannt. Sie können in relativ kurzer Zeit aufgebaut werden, um in hochwassergefährdeten Gebieten Wohnhäuser, Industrieanlagen sowie Landschaftsbereiche vor einer Überschwemmung zu schützen. Ein bekanntes, von der Firma Kubra Systemtechnik GmbH angebotenes teilmobiles Hochwasserschutzsystem umfasst ein rinnenförmiges Bodenelement, das entlang einer Schutzlinie im Boden einbetoniert, also fest eingebaut wird. Das Bodenelement ist mit einer Abdeckung versehen, die im Hochwasserfall entfernt wird. Anschließend werden H-Profil-Stützen in das rinnenförmige Bodenelement eingesteckt und sodann Einstellplatten (Schutzplatten) in die durch die H-Profile definierten Einfassungen eingestellt und miteinander verbunden. Die Einstellplatten sind hierzu mit spannbaren Klappverschlüssen versehen, die an Leisten, welche an den H-Profilen angebracht sind und eine hinterschnittene Längskante aufweisen, eingehängt und gespannt werden können. Die H-Profile weisen in ihren spaltförmigen, der formschlüssigen Aufnahme der Einstellplatten dienenden Einfassungen hinterschnittene Nuten auf, in denen längliche Elastomer-Dichtungen formschlüssig eingesetzt sind, die aus den Nuten in die Einfassung vorstehen und dichtend an der eingestellten Einstellplatte anliegen. Die Einstellplatten sind in standardisierten Abmessungen erhältlich, wobei größere dieser Platten als Sandwichplatten aus einem Polypropylen-Aluminium-Verbund ausgeführt sind, um für einen schnellen und einfachen Aufbau eines Hochwasserschutzwalls geeignete Einstellplatten mit geringern Bauteilgewicht verwenden zu können.
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Ein solcher Hochwasserschutzwall ist im Hochwasserfall mitunter hohen Druckkräften ausgesetzt. Um ein Versagen des Schutzwalls auszuschließen, müssen dessen Einstellplatten (Wandelemente) eine ausreichende Festigkeit sowie Steifigkeit besitzen. Durch eine relativ dicke Dimensionierung der Einstellplatten lassen sich zwar deren Stabilität und Steifigkeit erhöhen, andererseits nimmt dadurch aber normalerweise das Bauteilgewicht der Platten zu.
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Davon ausgehend lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Hochwasserschutzwall der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei geringem Gewicht höhere Steifigkeiten als herkömmliche Hochwasserschutzwälle dieser Art aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch einen die Merkmale des Anspruchs 1 aufweisenden Hochwasserschutzwall gelöst. Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Hochwasserschutzwalls sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Der erfindungsgemäße Hochwasserschutzwall ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wandelemente aus einem Stahl-Kunststoff-Verbundmaterial hergestellt sind, das zwei Deckschichten aus Stahlwerkstoff und mindestens eine zwischen den Deckschichten angeordnete Zwischenschicht aus Kunststoff aufweist, wobei die Dicke der jeweiligen Deckschicht im Bereich von 0,2 mm bis 1,5 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,2 mm bis 1,0 mm liegt. Die Dicke der aus Kunststoff hergestellten Zwischenschicht liegt dagegen beispielsweise im Bereich von 0,3 mm bis 10 mm, vorzugsweise im Bereich von 1,0 mm bis 6,0 mm.
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Durch die Verwendung von Stahlwerkstoff für die Deckschichten der Metall-Kunststoff-Sandwichplatten lassen sich höhere Steifigkeiten erzielen. Die Wandelemente des erfindungsgemäßen Hochwasserschutzwalls zeichnen sich bei geringem Gewicht insbesondere durch eine höhere Stabilität und einen höheren Durchstoßwiderstand als die Wandelemente bzw. Einlegeplatten bekannter Hochwasserschutzwälle aus. Zudem bietet der erfindungsgemäße Hochwasserschutzwall erhebliche Kostenvorteile, da Bleche, insbesondere Feinbleche aus Stahlwerkstoff deutlich kostengünstiger sind als entsprechende Bleche oder Profile aus Aluminium.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hochwasserschutzwalls sieht vor, dass die Deckschichten zumindest an ihrer jeweiligen Außenseite mit einer metallischen Korrosionsschutzbeschichtung versehen sind. Dieser Korrosionsschutz kann beispielsweise aus einer ein- oder beidseitigen Beschichtung aus Zink oder auf Zinkbasis bestehen. Ein solcher metallischer Korrosionsschutz ist robust bzw. unempfindlich gegenüber mechanischen Beanspruchungen, lässt sich vergleichsweise kostengünstig realisieren und garantiert eine hohe Lebensdauer der Wandelemente.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hochwasserschutzwalls ist die Zwischenschicht der sandwichartigen Wandelemente aus faserverstärktem Kunststoff gebildet. Vorzugsweise enthält die Zwischenschicht Kohlenstofffasern, Glasfasern, keramische Fasern und/oder mineralische Fasern. Durch die Faserverstärkung werden die Stabilität und der Durchstoßwiderstand der Wandelemente des Hochwasserschutzwalls weiter erhöht.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hochwasserschutzwalls ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wandelemente bogenförmig oder gewölbt ausgebildet sind, wobei ihre konvexe Seite dem abzusperrenden Wasser zugewandt wird. Durch diese Ausgestaltung kann die Formbeständigkeit, insbesondere die Stabilität des jeweiligen Wandelements bei vorgegebener Wanddicke bzw. bei reduziertem Bauteilgewicht optimiert werden.
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Eine hohe Biegesteifigkeit, insbesondere Stabilität bei relativ geringem Bauteilgewicht bieten die Wandelemente des erfindungsgemäßen Hochwasserschutzwalls auch dann, wenn sie gemäß einer weiteren Ausgestaltung in Form von U-Profilen ausgebildet sind.
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Ein besonders stabiler Hochwasserschutzwall in Leichtbauweise lässt sich erzielen, indem gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Wandelemente in Form von Dammbalken ausgebildet werden, wobei der jeweilige Dammbalken an einer seiner Seiten vorstehende Stege und an der gegenüberliegenden Seite einen Aufnahmebereich zur formschlüssigen Aufnahme entsprechender Stege eines gleich ausgebildeten Dammbalkens aufweist. Derartige Wandelemente (Dammbalken) bieten insbesondere dann, wenn relativ große Stützweiten, z. B. Stützweiten über 1,8 m, zu überbrücken sind und/oder wenn die durch das Hochwasser verursachten Kräfte sehr hoch sind, eine höhere bzw. ausreichende Biegesteifigkeit mit hoher Stabilität.
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Damit das Gewicht des Dammbalkens gleichwohl relativ gering bleibt, sieht die Erfindung in weiterer Ausgestaltung vor, dass der jeweilige Dammbalken aus mindestens einem U-Profil und mindestens zwei über das U-Profil miteinander verbundenen Wangenplatten gebildet ist. Dabei können die Wangenplatten und/oder das U-Profil jeweils aus Stahl-Kunststoff-Verbundmaterial hergestellt sein.
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Für einen schnellen und einfachen Aufbau des Hochwasserschutzwalls mit zuverlässiger Abdichtwirkung ist es vorteilhaft, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das jeweilige Wandelement an mindestens einer seiner Längskanten mit einem leistenförmigen Abdichtelement aus Elastomer versehen ist. Vorzugsweise ist das leistenförmige Abdichtelement auf die Längskante aufgesteckt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen schematisch:
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1 einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Hochwasserschutzwalls in Vorderansicht;
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2 den Hochwasserschutzwall aus 1 in einer Seitenansicht;
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3 den Hochwasserschutzwall aus 1 in Draufsicht;
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4 eine Variante des Hochwasserschutzwalls der 1 in Draufsicht;
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5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Wandelements eines erfindungsgemäßen Hochwasserschutzwalls in einer Querschnittsansicht; und
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6 noch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Wandelements eines erfindungsgemäßen Hochwasserschutzwalls in einer Querschnittsansicht.
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In den 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hochwasserschutzwalls skizziert. Der Hochwasserschutzwall ist hier als mobiler Hochwasserschutzwall ausgebildet. Er umfasst längliche Stützen (Rahmenteile) 1, die aufrecht, beispielsweise im Wesentlichen vertikal aufgestellt werden. Die jeweilige Stütze 1 ist hierzu mit einem Fußelement 2 versehen. Das Fußelement 2 ist beispielsweise plattenförmig ausgebildet und mit der Stütze 1 fest oder lösbar verbunden. Die Verbindung von Stütze 1 und Fußelement 2 kann beispielsweise als Schweiß- oder Schraubverbindung ausgeführt sein. Stütze 1 und Fußelement 2 bestehen vorzugsweise aus Metall, beispielsweise aus verzinktem Stahl und/oder Leichtmetall. Das Fußelement 2 mit der daran befestigten Stütze 1 kann durch Schrauben und/oder Anker (nicht gezeigt) mit dem Untergrund lösbar verbunden werden. Hierzu ist das Fußelement 2 mit Durchgangsbohrungen 2.1 versehen, in welche die Schrauben oder Anker eingeführt werden können (vgl. 3).
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Vorzugsweise ist die im Wesentlichen vertikal aufzustellende Stütze 1 mit einer Abstützstrebe 3 versehen. Die Abstützstrebe 3 ist beispielsweise an einer Lasche oder Halterung 1.1 montiert, die an der Rückseite der Stütze 1, nahe dem oberen Ende der Stütze 1 befestigt, beispielsweise angeschweißt ist. Die Abstützstrebe 3 verläuft im montierten Zustand schräg zur Längsachse der Stütze 1 und ist an ihrem unteren Ende mit einer Fußplatte 3.1 versehen. Zur Versteifung der Konstruktion kann die Stütze 1 zusätzlich über eine Querstrebe 4 mit der Abstützstrebe 3 verbunden sein. Die aus der aufrecht angeordneten Stütze 1, der schräg ausgerichteten Abstützstrebe 3 und der Querstrebe 4 gebildete Konstruktion ähnelt in der Seitenansicht einem A (vgl. 2). Die Abstützstrebe 3 ist beispielsweise aus einem U-förmigen Metallprofil, vorzugsweise Stahl- oder Aluminiumprofil hergestellt.
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Wie insbesondere in 3 gezeigt ist, besitzt die jeweilige Stütze 1 ein im Wesentlichen H-förmiges Querschnittsprofil, das längliche Einfassungen 1.2 zum Einstecken von Wandelemente 5 definiert. Die Stütze 1 kann aus einem einstückigen Stranggießprofil gebildet sein. Es ist aber auch denkbar, dass die jeweilige Stütze 1 aus zwei länglichen bzw. streifförmigen Platten und einem diese verbindenden Mittelsteg hergestellt wird. Die Platten und/oder der Mittelsteg können dabei vorzugsweise aus einem sandwichartigen Metall-Kunststoff-Verbundmaterial, vorzugsweise einem Stahl-Kunststoff-Verbundmaterial bestehen.
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Das Wandelement 5, dessen vertikal verlaufende Ränder formschlüssig in die einander zugewandten Einfassungen 1.2 zweier Stützen (Rahmenteile) 1 eingeschoben werden, ist aus einem Stahl-Kunststoff-Verbundmaterial hergestellt. Es weist zwei Deckschichten (Deckbleche) 5.1, 5.2 aus Stahlwerkstoff und mindestens eine zwischen den Deckschichten angeordnete Zwischenschicht 5.3 aus Kunststoff auf. Die Dicke der jeweiligen Deckschicht 5.1, 5.2 liegt im Bereich von 0,2 mm bis 1,5 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,2 mm bis 1,0 mm. Die Dicke der aus Kunststoff hergestellten Zwischenschicht 5.3 liegt dagegen beispielsweise im Bereich von 0,3 mm bis 10 mm, vorzugsweise im Bereich von 1,0 mm bis 6,0 mm. Die stoffschlüssige Verbindung der metallischen Deckschichten 5.1, 5.2 mit der Zwischenschicht 5.3 kann durch die Verwendung von Klebstoff, beispielsweise Klebefolien realisiert sein. Alternativ oder zusätzlich kann die aus Kunststoff hergestellte Zwischenschicht 5.3 gegebenenfalls durch eine Temperaturbehandlung angeschmolzen und anschließend unter Druckeinwirkung mit den Deckschichten 5.1, 5.2 stoffschlüssig verpresst werden.
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Die aus Stahlwerkstoff hergestellten Deckschichten (Deckbleche) 5.1, 5.2 sind vorzugsweise zumindest außenseitig oder beidseitig mit einer metallischen Korrosionsschutzbeschichtung versehen. Die Korrosionsschutzbeschichtung ist beispielsweise eine Beschichtung aus Zink oder auf Zinkbasis. Die Zwischenschicht 5.3 kann aus thermoplastischem oder duroplastischem Kunststoff hergestellt sein, beispielsweise aus Polyethylen, Polypropylen, Polyethylenterephthalat, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Polyurethan. Zur Erhöhung der Biegesteifigkeit sowie der Durchschlagfestigkeit enthält der Kunststoff der Zwischenschicht vorzugsweise Verstärkungsfasern, beispielsweise Kohlenstofffasern, Glasfasern, keramische Fasern und/oder mineralische Fasern.
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Damit mit den im Querschnitt H-förmigen Stützen (Rahmenteilen) 1 und den Wandelementen 5 schnell ein möglichst wasserdichter Hochwasserschutzwall errichtet werden kann, ist das jeweilige Wandelement 5 an mindestens einer seiner Längskanten, insbesondere an der dem Boden zugewandten horizontalen Längskante, mit einem leistenförmigen Abdichtelement (nicht gezeigt) aus Elastomer versehen. Vorzugsweise sind entsprechende leistenförmige Abdichtelemente (nicht gezeigt) auch an den beiden vertikalen Kanten des Wandelements 5 angebracht, welche in die spaltförmigen Einfassungen 1.2 der Stützen 1 eingeschoben werden. Das jeweilige leistenförmige Abdichtelement kann hierzu beispielsweise im Querschnitt U-förmig ausgebildet und auf die untere bzw. vertikale Längskante des Wandelements 5 form- und reibschlüssig aufgesteckt sein. Alternativ oder ergänzend können auch in den von den Stützen 1 definierten Einfassungen 1.2 längliche Abdichtelemente (Abdichtungsstreifen/-profile) aus Elastomer angeordnet sein.
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Die Länge der jeweiligen Stütze 1 bzw. die Höhe des Wandelements 5 liegt beispielsweise im Bereich von 0,5 m bis 1,8 m. Die horizontale Stützweite des Wandelements 5 kann beispielsweise im Bereich von 1 m bis 1,5 m, insbesondere im Bereich zwischen 1,2 m und 1,5 m liegen. Zur Vereinfachung der Handhabung der Wandelemente 5 können diese jeweils mit mindestens einem Handgriff, vorzugsweise mit mindestens zwei Handgriffen (nicht gezeigt) versehen sein.
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In dem in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das jeweilige Wandelement 5 des Hochwasserschutzwalls eben oder flach ausgebildet. Die in 4 skizzierte Variante unterscheidet sich von dem in den 1 bis 3 skizzierten Beispiel lediglich dadurch, dass das jeweilige Wandelement 5' bogenförmig oder gewölbt ausgebildet ist, wobei seine konvexe Seite 5.1 dem abzusperrenden Wasser zugewandt wird oder ist. Durch die bogenförmige oder gewölbte Form des Wandelements 5' kann dieses ohne plastische Verformung einem relativ hohen Wasserdruck standhalten.
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In 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochwasserschutzwalls skizziert. Die Wandelemente 5'' sind wiederum aus einem Stahl-Kunststoff-Verbundmaterial hergestellt. Die Deckschichten 5.1, 5.2 bestehen aus Stahlwerkstoff, vorzugsweise aus verzinktem Stahlblech, während die Zwischenschicht 5.3 aus Kunststoff, vorzugsweise aus faserverstärktem Kunststoff hergestellt ist. Im Unterschied zu den in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Wandelemente 5'' hier in Form von U-Profilen ausgebildet. Das jeweilige Wandelement 5'' ist plankenförmig ausgebildet, wobei die abgewinkelten Profilschenkel 5.4, 5.5 mit leistenförmigen Abdichtelementen 6 aus Elastomer versehen sind. Die Abdichtelemente 6 sind im Querschnitt betrachtet im Wesentlichen U-förmig ausgebildet und auf die Längskanten des plankenförmigen Wandelements 5'' aufgesteckt. In 5 ist angedeutet, dass zur Errichtung des Hochwasserschutzwalls zwei oder eine Vielzahl solcher Wandelemente (U-Profile) 5'' übereinander gereiht in die Einfassungen 1.2 der aufrecht angeordneten Stützen (Rahmenteile) 1 eingeschoben werden. Die parallel zueinander verlaufenden Schenkel 1.3, 1.4 der Stützen, die wie in den 3 und 4 gezeigt, die Form eines H-Profils aufweisen, sind in 5 durch strichpunktierte Linien angedeutet. Im montierten Zustand der Wandelemente 5'' liegen diese mit ihren Abdichtelementen 6 wasserdicht aneinander. Die Wandelemente 5'' werden im Hochwasserfall vorzugsweise so angeordnet, dass ihre mit den Abdichtelementen 6 versehenen Kanten dem Hochwasser abgewandt sind.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel erfindungsgemäßer Wandelemente ist in 6 gezeigt. In diesem Fall sind die Wandelemente 5''' in Form von Dammbalken ausgebildet, wobei der jeweilige Dammbalken 5''' an einer seiner Seiten vorstehende Stege 5.6 und an der gegenüberliegenden Seite einen Aufnahmebereich 5.7 zur formschlüssigen Aufnahme entsprechender Stege 5.6 eines gleich ausgebildeten Dammbalkens 5''' aufweist. Der jeweilige Dammbalken 5''' ist aus zwei U-Profilen 5.81, 5.82 und zwei über die U-Profile miteinander verbundene Wangenplatten 5.91, 5.92 gebildet. Die Wangenplatten 5.91, 5.92 sowie die U-Profile 5.81, 5.82 sind jeweils aus einem Stahl-Kunststoff-Verbundmaterial hergestellt. Die Deckschichten 5.1, 5.2 bestehen dabei wiederum aus Stahlwerkstoff, vorzugsweise verzinktem Stahlblech, während die zwischen den Deckschichten 5.1, 5.2 angeordnete Zwischenschicht 5.3 aus Kunststoff, vorzugsweise aus faserverstärkten Kunststoff hergestellt ist. Die parallel zueinander verlaufenden Wangenplatten 5.91, 5.92 weisen entlang einer ihrer Längskanten, beispielsweise ihrer oberen Längskanten, einen nach innen versetzten Absatz 5.91', 5.92' auf, so dass die gegenüberliegenden Längskanten bzw. unteren Längskanten 5.91'', 5.92'' eines entsprechend ausgebildeten Dammbalkens 5''', der auf den unteren Dammbalken 5''' aufgesetzt wird, die nach innen versetzten Längskanten des unteren Dammbalkens 5''' formschlüssig einfassen. Die Wangenplattenabschnitte 5.91''', 5.92''', welche das größte Außenmaß des jeweiligen Dammbalkens 5''' definieren, liegen im montierten Zustand in einer gemeinsamen Ebene. Die Wangenplatten 5.91, 5.92 sind mit den U-Profilen 5.81, 5.82 stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden, beispielsweise verklebt, verlötet, verschraubt und/oder vernietet. Vorzugsweise sind die vorstehenden Stege 5.91a, 5.92a, die durch die Anordnung der U-Profile 5.81, 5.82 relativ zu den Wangenplatten 5.91, 5.92 definiert sind, und die nach innen versetzen Absätze 5.91', 5.92' so bemessen, dass die Längskanten 5.91b, 5.92b der Absätze 5.91', 5.92' im montierten Zustand an dem unteren U-Profil 5.82 des aufgesetzten Dammbalkens 5''' anstoßen.
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Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind zahlreiche weitere Varianten denkbar, die auch bei von den skizzierten Beispielen abweichender Gestaltung von der in den Ansprüchen angegebenen Erfindung Gebrauch machen. So können beispielsweise anstelle von plattenförmigen Fußelementen 2 auch Fußelemente in Form von länglichen Profilen, insbesondere U-Profilen oder Rinnen, verwendet werden, wobei solche Fußelemente auch fest im oder auf dem Boden installiert werden können.
