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Die Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeugrahmen eines schweren Kraftfahrzeugs gemäß der Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 5, ein mit einem solchen Fahrzeugrahmen ausgestattetes schweres Kraftfahrzeug, einen Querträger für einen Fahrzeugrahmen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 15 sowie ein Schutzblech für einen Fahrzeugrahmen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 16.
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Ein nach bekannter Technik ausgeführter Fahrzeugrahmen umfasst zwei entlang der Längsachse des Fahrzeugs angeordnete Rahmenlängsträger, die durch eine Anzahl quer zur Fahrzeuglängsachse angeordneter Querträger miteinander verbunden sind. Während der Fahrt wirken auf den Fahrzeugrahmen verschiedene statische und dynamische Kräfte, teils aufgrund des Eigengewichts des Fahrzeugs und teils abhängig vom Zustand der Fahrbahn. Der Fahrzeugrahmen ist zur Aufnahme großer Bauteile und Baugruppen wie Führerhaus, Antriebsstrang und Radaufhängung sowie einer Vielzahl anderer Komponenten vorgesehen, welche erforderlich sind, um ein komplettes Fahrzeug zu erhalten. Das Fahrzeug ist auch mit einer Druckluftanlage ausgerüstet, die u. a. die Bremsanlage mit Druckluft zur Bremsbetätigung versorgt. Diese Druckluftanlage umfasst eine Anzahl von Druckbehältern, die über Leitungen und Ventilanordnungen miteinander verbunden und häufig in einer Druckbehälter-Gruppe außenseitig am Fahrzeugrahmen angeordnet sind. Eine derartige Anordnung kann jedoch nicht als optimal gelten, da die Druckbehälter dabei eine relativ ungeschützte Lage haben. Andererseits kommt in Folge des begrenzten verfügbaren Platzes zwischen den Rahmenlängsträgern meistens keine andere Anordnung der Druckbehälter in Frage. Einzelne Druckbehälter an einer besser geschützten Stelle zwischen den Rahmenlängsträgern anzuordnen, ist bekannt. Dabei ist der jeweilige Druckbehälter in individuell gestalteten Halterungen angeordnet, die eine Platzierung zwischen vielen anderen Komponenten im Fahrzeugrahmen gestatten. Einige dieser Halterungen sind quer zur Fahrzeuglängsachse zwischen den Rahmenlängsträgern angeordnet, stellen aber eigenständige Gebilde dar, die in Bezug auf die Unterbringung der Druckbehälter keine Freiheit im Sinne des Wortes bieten. Beispiele von quer zur Fahrzeuglängsachse zwischen Rahmenlängsträgern angeordneten und in Position gehaltenen Druckbehälter, die nicht an einem Querträger des Fahrzeugrahmens befestigt sind, sind aus
US 3 008 729 und
US 1 198 885 bekannt.
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Ferner sind aus der
US 3 880 445 A ein Fahrzeugrahmen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Querträger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 15 bekannt.
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Ein Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, bekannte Fahrzeugrahmen derart weiter zu entwickeln, dass eine Anordnung von Druckbehältern auf einfache und sichere Weise in einer geschützten Einbaulage in einem Fahrzeugrahmen möglich ist. Die Erfindung erfüllt darüber hinaus die Aufgabe, den Aufwand und die Kosten für die Anfertigung von Halterungen für Druckbehälter zu verringern.
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Diesen Zweck erfüllt die Erfindung durch die im Hauptanspruch bzw. in den Nebenansprüchen aufgeführten Merkmale.
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Durch die Integration eines Druckbehälter-Halterungsteils mit, gemäß dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung, einem zum Fahrzeugrahmen gehörenden, lastaufnehmenden Querträger und, gemäß dem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung, einem Schutzblech wird in beiden Fällen erreicht, dass zwei verschiedene Funktionen in einer einzigen Konstruktionseinheit integriert werden können. Dies führt allgemein gesehen zu einer Verbilligung der Herstellung der zum Rahmen gehörenden Teile und damit des gesamten Rahmens ebenso wie zu geringerem Arbeits- und Kostenaufwand bei der Montage. Darüber hinaus wird erreicht, dass der Druckbehälter geschützt zwischen den Rahmenlängsträgern des Fahrzeugrahmens angeordnet werden kann. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in einer Reduzierung des Gewichts, da gesonderte Halterungskonstruktionen entfallen können.
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Gemäß dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung wird zusätzlich insbesondere erreicht, dass die Druckbehälter-Halterung einen Teil des eigentlichen Fahrzeugrahmens darstellt, worunter zu verstehen ist, dass er einen integrierten Teil eines lastaufnehmenden Querträgers bildet. Hierdurch wird, zusätzlich zu den vorstehend genannten Vorteilen, eine erhöhte Gestaltungsfreiheit in Bezug auf die Einbaulage des Druckbehälters in der Fahrzeuglängsachse erzielt.
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Gemäß dem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung wird zusätzlich insbesondere erreicht, dass die Druckbehälteraufhängung einen Teil einer Komponente darstellt, die durch einfache Abwandlung auch einen Befestigungsteil umfassen kann. Außerdem wird eine effiziente Platznutzung erzielt.
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Die Gestaltung des den Druckbehälter teilweise umgebenden Querabschnittes und die Bereitstellung von Eingriffmitteln bringt eine stabile beziehungsweise rationelle Befestigung des Druckbehälters mit sich.
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Durch die Anordnung der Auflagebereiche in zwei getrennten Umkreispositionen des Druckbehälters und insbesondere dadurch, dass diese Positionen durch einen Umkreiswinkel in der Größenordnung von 90° zueinander versetzt sind, wird eine besonders stabile Befestigung erzielt.
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Vorzugsweise werden die Auflagebereiche durch nach außen oder nach innen gerichtete Einpressungen im Material gebildet, was die Anfertigung einfacher ablaufen lässt aber auch in höherer Steifigkeit und dadurch stabilerer Querträgerfunktion resultiert.
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Beim zweiten Gesichtspunkt der Erfindung ist darüber hinaus vorzugsweise das Schutzblech so gestaltet, dass es einen Endquerträger für den Rahmen einer Sattelzugmaschine bildet.
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Hierin liegt ein bedeutungsvoller Vorteil, da auf diese Weise noch eine zusätzliche Funktion in ein und die gleiche Einheit integriert wird. Gemäß dem Stand der Technik erforderte die Realisierung der Funktion als Endquerträger bisher einen separaten Träger, der in einem Abstand vom Schutzblech anzuordnen war. Bei der Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung stellt auch das Schutzblech einen Teil des in sich tragenden Fahrzeugträgers dar, worunter somit zu verstehen ist, dass die Druckbehälter-Halterung auch in diesem Fall einen integrierten Teil eines lastaufnehmenden Querträgers darstellt.
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Durch die Bereitstellung umgebogener Befestigungsösen zur Befestigung des Schutzbleches an der Außenseite des jeweiligen Stegs und insbesondere zur Bereitstellung einer ersten Befestigungsöse, welche im Wesentlichen in einer Linie entlang der Abschrägung umgebogen ist, und mit einer zweiten Befestigungsöse, die im Wesentlichen senkrecht umgebogen ist, wird eine stabile Befestigung erhalten, welche zusammen mit einem oberen Befestigungsmittel zwecks Zusammenwirken mit einem oberen Flansch des Trägers eine zuverlässige Querträgerfunktion beim Schutzblech bewirkt. Die Befestigungsfunktion wird ebenfalls in das Schutzblech integriert, was bei der bekannten Technik nicht der Fall gewesen ist, da dort separate Befestigungselemente für die Befestigung der Träger angewandt worden sind. Dies ergibt eine weitere Verringerung der Fertigungs- und Montagekosten.
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Die vorliegende Erfindung wird nachstehend ausführlicher anhand eines in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert, darin zeigt:
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1 in schematischer Darstellung ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugrahmen;
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2 den Fahrzeugrahmen des in 1 dargestellten Fahrzeugs;
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3a und 3b einen in 2 dargestellten vorderen Querträger gemäß der Erfindung;
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4 ein in 2 dargestelltes Schutzblech gemäß der Erfindung;
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5 in einem Querschnitt die in 4 dargestellte Druckbehälter-Befestigung.
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In 1 ist schematisch ein Lastkraftwagen 18 mit einem auf einem Fahrzeugrahmen 41 aufgesetzten Führerhaus 40 dargestellt. Der Lastkraftwagen 18 umfasst eine Druckluftanlage zur Versorgung der Luft verbrauchenden Systeme des Fahrzeugs mit Druckluft. Luft verbrauchende Systeme können von unterschiedlichem Typ sein. Beispiele solcher Systeme sind Luftfedersysteme und Bremsanlagen. In 1 ist sehr schematisch eine Bremsanlage gezeigt, die zur Versorgung der Radbremsen des Fahrzeugs mit Bremsbetätigungsluft ausgeführt ist. Zur Bremsanlage gehört ein Luftpresser 30, der so angeordnet ist, dass er über Leitungen 34, 35 Luft an eine Anzahl von Druckbehältern fördert, wobei in der Figur zwei solche Druckbehälter 14 und 21 gezeigt sind. Die Druckbehälter kommunizieren über die Leitungen 36, 36, 38 und eine nicht näher dargestellte Ventilgruppe 33 mit den Radbremsen 31, 32 des Fahrzeugs.
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Der in 1 gezeigte Lastkraftwagen ist mit einer kippbar am Fahrzeugrahmen angeordneten Sattelkupplung 19 versehen, die zum Herstellen einer lösbaren Verbindung mit einem nicht abgebildeten Sattelauflieger ausgeführt ist. Um den Ankuppelvorgang zu erleichtern, ist das hintere Ende des Fahrzeugrahmens abgeschrägt und auf der Oberseite der Abschrägung mit einer Abdeckung in Form eines Schutzbleches 1 versehen. Dieses erstreckt sich quer zur Fahrzeuglängsachse und deckt den Zwischenraum zwischen den hinteren Enden der Rahmenlängsträger ab. Dank der Abschrägung funktioniert das Schutzblech als eine Art Heberampe, welche beim rückwärtigen Einfahren der Sattelzugmaschine unter den Sattelauflieger diesen ggf. anhebt, um das Ankuppeln an die Sattelkupplung zu erleichtern. Darüber hinaus verhindert das Schutzblech eine Beschädigung der Rahmenlängsträger aufgrund eines Kontakts mit dem Sattelauflieger.
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In 2 erkennbar sind u. a. der Fahrzeugrahmen 41 mit einem Hinterende 42 und einem Vorderende 43 und bestehend aus den zwei im Wesentlichen parallelen Rahmenlängsträgern 2 und 3. Diese Rahmenlängsträger sind parallel zur Fahrzeuglängsachse angeordnet und durch eine Anzahl von Querträgern miteinander verbunden, wobei der Druckbehälter 21 an einem relativ zum Hinterende des Fahrzeugrahmens gesehen vorderen Querträger 20 und der Druckbehälter 14 am Schutzblech 1 angeordnet sind.
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In 3a und 3b ist der Querträger 20 detaillierter dargestellt. Dieser Querträger ist insofern eine abgewandelte Ausführung eines konventionell ausgeführten Querträgers, als er einen mittigen Querbereich 24 aufweist, welcher mit einem Befestigungsteil zum teilweisen Umschließen eines Druckbehälters 21 versehen ist.
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Vor dem Hintergrund und zur Erfüllung der hohen Anforderungen, die an einen Querträger für einen Fahrzeugrahmen gestellt werden, damit dieser Fahrzeugrahmen bei allen Fahrbedingungen des Fahrzeugs einwandfrei funktioniert, müssen der Querträger 20 und insbesondere der Querbereich mit solchen Abmessungen ausgeführt sein, dass sie mit Gewissheit die auftretenden Kräfte aufnehmen können. Darüber hinaus weist der Querträger einen Querschnitt auf, durch den ein Befestigungsteil für einen Druckbehälter 21 gebildet wird.
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Im Wesentlichen in der Mitte seiner freien Flanschbereiche weist der Querbereich 24 einen ersten, oberen im Wesentlichen schräg nach außen und aufwärts gerichteten Auflagebereich 44 und einen zweiten, im Wesentlichen schräg nach außen und abwärts gerichteten Auflagebereich 45 auf. Genannte Auflagebereiche sind so gestaltet, dass der für die Befestigung am Querträger vorgesehene Druckbehälter 21 an diesen aufliegt. Ganzheitlich gesehen bilden der Querbereich 24 und die Auflagebereiche 44 und 45 eine den Druckbehälter 21 teilweise umschließende Halterung.
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Der Querbereich 24 weist darüber hinaus auch die Eingriffmittel 46 und 47 auf, welche als Durchführungsschlitze am jeweiligen inneren mittleren Teil jedes Auflagebereichs ausgeführt sind und die Durchführung eines Befestigungselements in Form eines (hier nicht abgebildeten) Stahlbands gestatten, das dem Zweck dient, den Druckbehälter zu umschließen und stabil gegen die Auflagebereiche zu spannen.
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Endstücke für die Verankerung des Querträgers 20 in den Rahmenlängsträgern 20 sind von konventioneller Ausführung und mit 49 bezeichnet.
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Besonders aus 3b geht hervor, dass der Druckbehälter 21 kreisförmigen Querschnitt hat und die Auflagebereiche über einen bestimmten Umkreiswinkel v voneinander entfernt sind, wobei dieser Winkel in der Figur etwas mehr als 90° beträgt aber in dieser Größenordnung liegt. Hierdurch wird eine stabile Befestigung des Druckbehälters erzielt.
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Unter Umkreiswinkel v ist hier der Winkel zu verstehen, den – bezogen auf die Längsachse des Druckbehälters – die peripheren Teile der Auflagebereiche überstreichen.
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In 4 ist das Schutzblech 1 in Verbindung mit den hinteren Enden der beiden Rahmenlängsträger 2 und 3 dargestellt. Die Rahmenlängsträger 2 und 3 haben je einen oberen Flansch 4', 4'' und je einen unteren Flansch 6', 6'' und zwischen den jeweiligen oberen und unteren Flanschen diese in senkrechter Richtung miteinander verbindende senkrechte Stege 5', 5''. Die Rahmenlängsträger 2, 3 haben demzufolge ein viereckiges C-Profil, dessen Profilöffnungen und freie Kanten der oberen und unteren Flansche zur Fahrzeuglängsachse gerichtet und somit einander zugewandt sind.
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Das Schutzblech 1 ist mit einem Rampenbereich 7' versehen, der sich über einer Abschrägung des oberen Teils des Rahmenlängsträgers 2 befindet. Ein entsprechender Rampenbereich 7'' befindet sich über einer entsprechenden Abschrägung des oberen Teils des Rahmenlängsträgers 3. Die Rampenbereiche 7', 7'' bilden eine Heberampe für hebendes Zusammenwirken mit einem Sattelauflieger, wenn die Sattelzugmaschine zum Ankuppeln des Sattelaufliegers rückwärts unter diesen eingefahren wird.
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Zwischen den Rampenbereichen befindet sich ein Querbereich 8, der mit gebogenem oder gewölbtem Querschnitt ausgeführt und so bemessen ist, dass er als Endquerträger für den Rahmen des Lastkraftwagens funktionieren kann und die hierfür ausreichende Festigkeit besitzt.
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Im Wesentlichen in der Mitte des Querbereichs 8 befinden sich ein erster, im Wesentlichen waagrecht zur Fahrzeuglängsachse gerichteter Auflagebereich 9 sowie ein zweiter, im Wesentlichen senkrecht abwärts gerichteter Auflagebereich 10. Diese beiden Auflagebereiche werden durch Einpressungen in dem einzigen Blechteil gebildet, welches das Schutzblech darstellt, und sie sind so ausgeführt, dass der für die Befestigung am Schutzblech vorgesehene Druckbehälter 14 an ihnen aufliegt. Ganzheitlich gesehen bilden der Querbereich 8 und die Auflagebereiche 9 und 10 eine den Druckbehälter 14 teilweise umschließende Halterung.
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Der Querbereich 8 weist darüber hinaus auch Eingriffsmittel 11 und 12 auf, welche als Durchführungsschlitze am jeweiligen inneren mittleren Teil jedes Auflagebereichs ausgeführt sind und die Durchführung eines Befestigungselements in Form eines kräftigen Stahlbands 13 gestatten, wobei das Stahlband dem Zweck dient, den Druckbehälter zu umschließen und stabil gegen die Auflagebereiche zu spannen.
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In seitlicher Richtung hat das Schutzblech 1 zwecks Zusammenwirken mit jedem Rahmenlängsträger 2, 3 eine erste Befestigungsöse 15, welche entlang einer mit der genannten Abschrägung des jeweiligen Rahmenlängsträger-Oberteils verlaufenden Linie 15' umgebogen ist. Eine zweite Befestigungsöse 16 ist im Wesentlichen entlang einer senkrechten Linie 16' umgebogen. Darüber hinaus weist das Schutzblech obere Befestigungsmittel 17' und 17'' auf, welche mit Organen zur Befestigung am jeweiligen oberen Flansch 4', 4'' des jeweiligen Rahmenlängsträgers versehen sind.
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Zusammen genommen ergibt diese Konstruktion des Schutzbleches 1 einschließlich der oberen Befestigungsmittel 17' und 17'' sowie der aus den entlang zwei zueinander winkelversetzten Linien umgebogenen Befestigungsösen 15, 16 bestehenden Mitteln für die seitliche Befestigung eine äußerst stabile Befestigung an den Rahmenlängsträgern. Daraus ergibt sich, dass das Schutzblech sehr wohl die Funktion eines Endquerträgers für den Fahrzeugrahmen erfüllt.
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In 5 ist die Anordnung gemäß 4 in einem mittigen senkrechten Schnitt dargestellt, und hier sind verschiedene Details wie die Schlitze 11, 12 und auch die eigentlichen Auflagebereiche 9 und 10, in dieser Ausführungsform mit gebogenem Querschnitt mit stärkerer Krümmung als der des festzuspannenden Druckbehälters ausgeführt, deutlicher erkennbar. In 5 ist im Wesentlichen der gesamte erste Quadrant der Auflagebereiche in einem gedachten Koordinatensystem mit dem Mittelpunkt des Druckbehälters als Nullpunkt überstrichen.
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Zu beachten ist, dass für die Auflagebereiche 9, 10 am Schutzblech 1 in 4 in Bezug auf den Umkreiswinkel v im Verhältnis zu einem festgespannten Druckbehälter das für den Querträger in 3b Gesagte entsprechend gilt.
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Die hier gezeigte Darstellung des Druckbehälters mit kreisförmigem Querschnitt soll andere Querschnittformen, z. B. rechteckig mit gerundeten Ecken, nicht ausschließen. Bei Druckbehältern mit anderem als kreisförmigem Querschnitt bezeichnet der ”Umkreiswinkel” dann den entsprechenden Winkel bezogen auf die Längsachse eines solchen Druckbehälters.
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Die dargestellte Konstruktion eines Schutzbleches, bei der die Auflagebereiche durch Einpressungen im Material gebildet werden, wodurch versteifende Kanten beim Querbereich erhalten werden, führt zu einer Querträgerfunktion von höherer Stabilität. Die Ausführung der Befestigungsmittel auf die angegebene Weise bewirkt ebenfalls eine stabile und zweckentsprechende Verankerung des Seitenbleches.
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Auf Wunsch können die Rampenbereiche 7' und 7'' mit weiteren Verschleißteilen für eine zusätzliche Schonung des eigentlichen Schutzbleches und der Rahmenlängsträger versehen werden. Als ungefähre Maßempfehlung gilt, dass die Rampenbereiche eine Neigung von 12...20° aus der Waagrechten sowie das Stahlband eine Dicke von 2...3,5 mm und eine Breite von 2,5...4 cm aufweisen sollten.
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Die Befestigung des Schutzbleches an den Rahmenlängsträgern erfolgt zweckmäßigerweise mit Schrauben und/oder Nieten.
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Jeder Querträger bzw. das Schutzblech kann auch für die Befestigung von mehr als einem Druckbehälter ausgeführt sein, wobei dann mehrere Druckbehälter seitlich nebeneinander entlang den Querbereichen angeordnet werden.