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Die
Erfindung betrifft eine Halterung der im Oberbegriff des Anspruchs
1 angegebenen Gattung und einen damit ausgerüsteten Fahrweg für eine Magnetschwebebahn
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 17.
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Die
Bordenergie von Magnetschwebebahnen wird in der Regel berührungslos
mit Hilfe von Lineargeneratoren erzeugt, die in die Magnetpole der wenigstens
einen, zum Tragen und/oder Führen
des Magnetschwebefahrzeugs bestimmten Magnetanordnung integriert
sind und z. B. mit einem Langstator zusammenwirken (z. B.
DE 34 10 119 A1 ).
Die Energieübertragung
hängt dabei
von der Geschwindigkeit des Magnetschwebefahrzeugs ab, weshalb bisherige Vorrichtungen
erst ab Geschwindigkeiten von ca. 100 km/h den vollen Energiebedarf
des Magnetschwebefahrzeugs decken. Deswegen sind längs des
Fahrwegs dort, wo die Geschwindigkeit der Magnetschwebefahrzeuge
geringer oder Null ist (z. B. in Bahnhöfen), zusätzliche Energiequellen oder
leistungsstarke, im Magnetschwebefahrzeug mitgeführte Batterien erforderlich.
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Zur
Vermeidung dieses Problems ist ein Fahrweg der eingangs bezeichneten
Gattung bekannt (DE 10 2004 056 439 A1), der an den Fahrweg-Trägern montierte
Halterungen aufweist, mittels derer ein Primärleiter am Fahrweg befestigt
wird, der zur induktiven Übertragung
elektrischer Energie an wenigstens eine im Fahrzeug angeordnete
Empfängerspule
dient. Die dabei verwendeten Halterungen genügen allerdings nicht allen
Anforderungen, die je nach Anwendungszweck an eine solche Halterung gestellt
werden.
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Halterungen
der eingangs bezeichneten Gattung müssen insbesondere einfach handhabbar sein
und eine einfache, schnelle Verlegung des Primärleiters ermöglichen.
Außerdem
sollten die Halterungen sicherstellen, dass der Primärleiter
auch bei Vibrationen, die z. B. durch Wind, durch vorbeifahrende
Fahrzeuge oder sonstige Störungen
erzeugt werden, seine relative Lage am Träger und damit zu den vorbeifahrenden
Fahrzeugen im wesentlichen beibehält, um zu starke Schwankungen
bei der induktiven Energieübertragung
zu vermeiden. Schließlich
muss gewährleistet
werden, dass ein für
die Montage des Primärleiters
am Fahrweg vorgegebener Freiraum nicht überschritten wird, um unter
allen Umständen
Kollisionen des Fahrzeugs mit den Primärleitern und den Halterungen
auszuschließen.
Weiterhin kann es erwünscht
sein, die Zahl der in Fahrtrichtung für die Halterungen erforderlichen
Befestigungspunkte am Fahrweg klein zu halten und/oder einen Berührungsschutz
gegen unbefugtes oder unbeabsichtigtes Berühren des Primärleiters
vorzusehen.
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Der
Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, die Halterung
und den Fahrweg der eingangs bezeichneten Gattungen so auszubilden,
dass die genannten Anforderungen zumindest teilweise, vorzugsweise
jedoch in vollem Umfang erfüllt
werden können.
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Die
Lösung
dieses Problems gelingt erfindungsgemäß mit einer die Merkmale des
Anspruchs 1 aufweisenden Halterung und einem die Merkmale des Anspruchs
17 aufweisenden Fahrweg.
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Die
erfindungsgemäße Halterung
ermöglicht durch
die Anwendung von wenigstens je einer Konsole und Klemmplatte eine
einfache und lediglich durch Klemmung erfolgende Verlegung des Primärleiters,
indem z. B. die Konsolen Tragprofile und Klemm platten an den Trägern vormontiert
werden und an der Baustelle lediglich noch der Primärleiter
in die Aufnahmen eingelegt wird. Werden die Halterungen dabei auf
Stoß aneinander
gereiht, ist ein Durchhängen
oder Verändern
der Lage des Primärleiters durch
Vibrationen od. dgl. praktisch unmöglich. Aufgrund seiner Biegesteifigkeit
kann das Tragprofil außerdem
vergleichsweise lang, z. B. 2 m bis 6 m lang ausgebildet und dabei
die Zahl der Konsolen und Befestigungspunkte längs des Fahrwegs stark reduziert werden.
Schließlich
ist es möglich,
die erfindungsgemäße Halterung
mit einem den Primärleiter
abdeckenden Deckel zu versehen, um dadurch einen Berührungsschutz
und insbesondere einen Schutz vor Beschädigungen durch Missbrauch zu
schaffen.
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Weitere
vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen
an Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 schematisch
einen Teilschnitt durch ein übliches
Magnetschwebefahrzeug im Bereich eines mit einem Langstator versehenen
Fahrwegs;
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2 in
einer perspektivischen und auseinander gezogenen Darstellung ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Halterung;
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3 bis 6 in
vergrößerten Seitenansichten
je ein Befestigungselement, ein Tragprofil, ein Klemmelement und
einen Deckel der Halterung nach 2;
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7 eine
Seitenansicht der Halterung im montierten Zustand;
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8 eine
schematische Vorderansicht einer Mehrzahl von längs eines erfindungsgemäßen Fahrwegs
erstreckten Halterungen; und
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9 ein
zweites Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Halterung
in einer der 7 entsprechenden Ansicht.
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1 zeigt
schematisch einen Querschnitt durch einen mit einer Magnetanordnung
versehenen Teil 1 eines Magnetschwebefahrzeugs, das in üblicher
Weise auf einem in Längsrichtung
einer Trasse verlaufenden Fahrweg fahrbar montiert ist, der aus Stahl
und/oder Beton hergestellte Träger 2 und
auf diesen montierte Fahrwegplatten 3 enthält. Der
Antrieb des Magnetschwebefahrzeugs erfolgt mittels eines Langstatormotors,
der unterhalb der Fahrwegplatte 3 befestigte, in deren
Längsrichtung
aufeinander folgende Statorpakete 4 aufweist. Die Statorpakete 4 weisen
abwechselnd aufeinander folgende, nicht dargestellte Zähne und
Nuten auf, in die Wicklungen eingelegt sind, die mit Drehstrom variabler Amplitude
und Frequenz gespeist werden. Das eigentliche Erregerfeld des Langstatormotors
wird durch wenigstens eine erste, als Tragmagnet 5 wirkende
Magnetanordnung erzeugt, die mit wenigstens einem seitlichen, nicht
dargestellten Gestellbügel
am Magnetschwebefahrzeug befestigt ist und den in 1 nach
unten offenen Nuten der Statorpakete 4 zugewandte Magnetpole
aufweist. Der Tragmagnet 5 stellt nicht nur das Erregerfeld
bereit, sondern erfüllt auch
die Funktion des Tragens und Schwebens, indem er beim Betrieb des
Magnetschwebefahrzeugs einen vorgegebenen Tragspalt zwischen dem
Tragmagneten 5 und den Statorpaketen 4 aufrecht
erhält.
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Zur
Spurführung
des Magnetschwebefahrzeugs weist die Fahrwegplatte 3 seitlich
angebrachte Führschienen 6 auf,
denen ebenfalls an den Gestellbügeln
montierte Führmagnete
gegenüberstehen, die
beim Betrieb dazu dienen, zwischen sich und der Führschiene 6 einen
Führspalt
aufrechtzuerhalten.
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Wie 1 weiter
zeigt, ist an einer vorgewählten
Stelle des Fahrwegs ein als Sendespule ausgebildeter Primärleiter 7 vorgesehen,
der vorzugsweise je einen in Fahrtrichtung angeordneten, hin- und
zurücklaufenden
Leitungsabschnitt 7a, 7b enthält und sich zweckmäßig über die
gesamte Länge des
Fahrwegs 2, 3 erstreckt. Die beiden Leitungsabschnitte 7a, 7b sind
z. B. mittels einer aus einem Isolator bestehenden Halterung 8 am
Träger 2 befestigt. Der
Primärleiter 7 liegt
außerdem
an einer nur schematisch dargestellten, vorzugsweise hochfrequenten Spannungsquelle 9 von
z. B. 300 V.
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An
dem Teil 1 des Magnetschwebefahrzeugs ist eine Empfängerspule 10 montiert.
Diese ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie den Primärleiter 7 nicht
umgreift, sondern diesem mit einem geringen Abstand gegenübersteht.
Dadurch ist es möglich,
die Empfängerspule 10 in
einem Magnetrücken 11 der Magnetanordnung
unterzubringen und mit einer aus einem elektrisch isolierenden Material
bestehenden Verkleidung 12 abzudecken oder in diese zu
integrieren.
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Magnetschwebefahrzeuge
dieser Art und deren Magnetanordnungen sind dem Fachmann z. B. aus
der Druckschrift DE 10 2004 056 439 A1 allgemein bekannt, die hiermit
der Einfachheit halber durch Referenz zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung
gemacht werden.
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2 bis 6 zeigen
schematisch einzelne Teile einer erfindungsgemäßen, allgemein mit dem Bezugszeichen 14 bezeichneten
Halterung in Verbindung mit den beiden schematisch angedeuteten
Leitungsabschnitten 7a und 7b entsprechend 1.
Hauptbestandteil der Halterung 14 ist ein biegesteifes
Tragprofil 15 mit wenigstens einer, vorzugsweise angeformten
Aufnahme. Im Ausführungsbeispiel
sind eine obere Aufnahme 16a für den Leitungsabschnitt 7a und
eine untere Aufnahme 16b für den Leitungsabschnitt 7b vorgesehen.
Beide Aufnahmen haben im montierten Zustand einen vertikalen Abstand
voneinander, der dem vertikalen Abstand der beiden in 1 dargestellten
Leiterabschnitte 7a, 7b im fertig montierten Zustand
des Fahrwegs entspricht.
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Die
Richtung einer Längsachse 17 gemessene
Länge des
Tragprofils 15 ist vorzugsweise vergleichsweise groß und beträgt beispielsweise
ca. 2 m bis 6 m. Dasselbe gilt für
die Aufnahmen 16a und 16b, die in Richtung der
Längsachse 17 über die
ganze Länge
des Tragprofils 15 erstreckt und parallel zur Längsachse 17 angeordnet
sind. Wie 2 zeigt, weisen die Aufnahmen 16a, 16b vorzugsweise
ein an die Querschnittsform der Leitungsabschnitte 7a, 7b angepasste
Form auf. Da die Leitungs abschnitte 7a, 7b kreisrunde
Querschnitte haben, sind die Aufnahmen 16a, 16b im
Ausführungsbeispiel
halbzylindrisch ausgebildet und nach oben offen, so dass die Leitungsabschnitte 7a, 7b im
montierten Zustand der Halterung 14 von oben her in die
Aufnahmen 16a, 16b eingelegt werden können.
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Wie
insbesondere 4 zeigt, wird eine erhöhte Biegesteifigkeit
des Tragprofils 15 dadurch erreicht, dass dieses nach Art
eines Kastenprofils mit einem durchgehend rechteckigen Querschnitt
versehen ist und vorzugsweise wenigstens eine diagonale, zwei Ecken
des Kastenprofils fest miteinander verbindende Wand 18 aufweist.
Dabei ist die lange Rechteckseite im montierten Zustand der Halterung 14 vorzugsweise
im wesentlichen vertikal angeordnet. Außerdem sind die beiden Aufnahmen 16a, 16b an
einer langen, vorn zu liegen kommenden Rechteckseite in je einer
Ecke, d. h. übereinander
liegend angeordnet (4).
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An
einer von den beiden Aufnahmen 16a, 16b abgewandten,
im wesentlichen ebenen Rechteckseite bzw. Rückwand 19 weist das
Tragprofil in den beiden verbleibenden Ecken je eine angeformte, obere
bzw. untere Klemmleiste 20a bzw. 20b auf, die ebenfalls über die
ganze Länge
des Tragprofils 15 und parallel zur Längsachse 17 erstreckt
sind.
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Zur
einfachen Montage eines Tragprofils 15 am Fahrweg dienen
wenigstens ein nachfolgend kurz als Konsole bezeichnetes Befestigungselement 21 (2 und 3)
und wenigstens ein diesem zugeordnetes Klemmelement 22 (2 und 5).
Die Konsole 21 weist in ihrem mittleren Bereich eine im wesentlichen
ebene Wand 23 auf, an die im montierten Zustand der Halterung 14 die
mit den Klemmleisten 20a, 20b versehene Rückwand 19 des
Tragprofils 15 angelegt wird. Außerdem ist jede Konsole 21 am
oberen Ende der Wand 23 mit einer nach vorn ragenden Klemmnase 24 versehen,
die einen an die obere Klemmleiste 20a des Tragprofils 15 angepassten
Querschnitt hat und so geformt ist, dass die Klemmleiste 20a,
wenn das Tragprofil 15 an die Wand 23 angelegt
wird, im wesentlichen mit Formschluss in die Klemmnase 24 eingeführt werden
kann und dann von dieser in Richtung eines quer zur Wand 23 verlaufenden Doppelpfeils v (3) unverschieblich
an der Konsole 21 gehalten ist.
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Zur
Befestigung der Konsole 21 am Fahrweg (1)
ist diese insbesondere an ihrer Rückseite an die Kontur des Fahrwegs
bzw. Trägers 2 angepaßt. Dazu
sind z.B. an die oberen und unteren Enden der Wand 23 jeweils
rückwärtige Befestigungslaschen 25, 26 angeformt,
die mit gestrichelt angedeuteten Schraublöchern versehen sind und deren
Rückseiten zweckmäßig in einer
gemeinsamen Ebene liegen. Dabei ist die untere Befestigungslasche 26 an
das freie Ende eines an das untere Ende der Wand 23 angeformten,
um ca. 90° nach
rückwärts abgewinkelten Haltestegs 27 angeformt,
der ebenfalls mit wenigstens einem gestrichelt angedeuteten Schraubloch versehen
ist.
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Im übrigen ist
die im montierten Zustand in Fahrtrichtung bzw. in Richtung der
Längsachse 17 des
Tragprofils 15 gemessene Länge der Konsolen 21 entsprechend 2 vorzugsweise
wesentlich kürzer
als die Länge
der Tragprofile 15.
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Das
aus 2 und 5 ersichtliche Klemmelement 22 besteht
im Ausführungsbeispiel
aus einem plattenförmigen,
wenigstens ein Schraubloch aufweisenden Bauteil, das an einem vorderen
Ende eine Klemmnase 28 aufweist. Diese dient im montierten
Zustand dem Zweck, sich mit Formschluss von vorn gegen die Klemmleiste 20b des
Tragprofils zu legen, wenn dessen andere Klemmleiste 20a in
der Klemmnase 24 einliegt, so dass das Tragprofil 15 dann
auch im unteren Bereich in Richtung des Pfeils v (3) unverschiebbar
gehalten ist. Im übrigen wird
das Klemmelement 22 bei der Montage von unten her an den
Haltesteg 27 herangeführt
und mit diesem durch wenigstens eine, die betreffenden Schraublöcher durchragende
Befestigungsschraube an diesem befestigt. Zur genauen Lagesicherung
können die
Haltestege 27 und die Klemmelemente 22 mit zusammenwirkenden
Positionierungszapfen 29 bzw. Aussparungen 30 versehen
sein (3 und 5).
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Der
Zusammenbau der beschriebenen Halterung 14 erfolgt z. B.
auf die aus 7 und 8 ersichtliche
Weise:
Es wird zunächst
am betreffenden Träger 2,
insbesondere wenn dieser aus Beton hergestellt ist, überall dort,
wo Halterungen 14 anzubringen sind, eine Grundplatte 32 befestigt,
die z. B. aus Edelstahl besteht und an den erforderlichen Stellen
mit Stehbolzen oder mit Bohrungen für Befestigungsschrauben 33 versehen
sind, auf die Distanzstücke 34 aufgezogen
werden. Die Distanzstücke 34,
die unterschiedliche Dicken aufweisen können, dienen dabei hauptsächlich zum
Ausgleich von Fertigungstoleranzen des Fahrwegs. Da z.B. im Fall
von Beton-Trägern 2 Toleranzen
im Zentimeterbereich möglich
sind, kann mit Hilfe entsprechend angepaßter Distanzstücke 34 dennoch
eine genaue Verlegung des Primärleiters 7 gewährleistet
werden.
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An
je zwei Stehbolzen oder Befestigungsschrauben 33 wird dann
entsprechend 7 mit Hilfe der Befestigungslaschen 25, 26 je
eine Konsole 21 befestigt, wobei deren Wände 23 vorzugsweise
im wesentlichen vertikal zu liegen kommen. Sodann wird in je zwei
Konsolen 21 ein Tragprofil 15 eingesetzt, mit
seiner Klemmleiste 20a in die Klemmnase 24 eingedrückt und
mit seiner Rückwand 19 an
die Wand 23 angelegt. Abschließend wird an den Haltestegen 27 jeder
Konsole 21 je ein Klemmelement 22 in der aus 7 ersichtlichen
Weise so befestigt, daß seine
Klemmnase 28 an der Vorderseite der unteren Klemmleiste 20b des
Tragprofils 15 anliegt, und mittels wenigstens einer Befestigungsschraube 35 an
der zugehörigen
Konsole 21 befestigt. Das Tragprofil 15 ist dadurch
fest am Träger 2 fixiert.
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Die
so beschriebene Montage der Tragprofile 15 am Träger 2 kann
vorzugsweise bereits im Werk, d. h. vor dem Einbau der Träger 2 an
der Trasse der Magnetschwebebahn erfolgen. Nach dem Einbau der Träger 2 ist
es dann lediglich erforderlich, die Leitungsabschnitte 7a, 7b von
oben her in die Aufnahmen 16a, 16b einzudrücken, deren
Umfangswände
zweckmäßig über etwas
mehr als 180° erstreckt
sind, damit die Leitungsabschnitte 7a, 7b z. B. nach
Art einer Schnappverbindung in sie eingedrückt und dann von ihnen festgehalten
werden können.
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Wie
insbesondere 2 und 6 zeigen, kann
es zweckmäßig sein,
die Leitungsabschnitte 7a, 7b zusätzlich mit
Hilfe von Deckeln 36 in den Aufnahmen 16a, 16b zu fixieren.
Derartige Deckel 36 weisen an oberen und unteren Längskanten
je einen halbkreisförmigen,
nach rückwärts erstreckten
Ansatz 37a, 37b auf, wobei der obere Ansatz 37a nach
unten und der untere Ansatz 37b nach oben geöffnet ist. Dabei
sind die Abmessungen der Deckel 36 vorzugsweise so gewählt, dass
sie in der aus 7 ersichtlichen Weise auf die
Vorderseiten der Tragprofile 15 bzw. deren Aufnahmen 16a, 16b aufgelegt
und dann nach Art einer Schnappverbindung an diesen befestigt werden
können.
Die Schnappverbindung wird dabei z. B. teils durch die eingelegten,
flexiblen Leitungsabschnitte 7a, 7b und teils
durch die Aufnahmen 16a, 16b und die aus Kunststoff
bestehenden und daher ausreichend flexiblen Ansätze 37a, 37b der
Deckel 36 gebildet. Alternativ kann der Deckel in sich
als Ganzes flexibel ausgebildet sein.
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Wie 8 zeigt,
werden die Halterungen 14 in Längsrichtung der Träger 2 bzw.
in Fahrtrichtung unmittelbar aneinander gereiht, so dass zwischen
ihnen nur schmale Dehnspalte 38 verbleiben. Hierdurch werden
bei Sonneneinstrahlung, bei Erwärmung
der Leitungsabschnitte 7a, 7b od. dgl. auftretende
Wärmedehnungen
ermöglicht,
sofern diese größer als
die der Träger 2 sind,
da die beschriebenen Klemmverbindungen in Längsrichtung erfolgende Wärmedehnungen
der Tragprofile 15 relativ zu den Konsolen 21 ermöglichen,
ohne dass dabei Verspannungen auftreten. Außerdem zeigt 8,
daß sich
die Deckel 36 über
die ganze Länge
der zugehörigen
Tragprofile 15 erstrecken und daher ebenfalls nur die schmalen
Dehnspalte 38 offen lassen, so daß im Hinblick auf die Leitungsabschnitte 7a, 7b ein
optimaler Berührungsschutz
gegeben ist. Schließlich
ist aus 8 erkennbar, daß trotz
einer hier vorausgesetzten Länge
der Tragprofile 15 von ca. 6 m nur sehr wenige, z. B. in
Abständen
von 2 m und mehr angeordnete, in Längsrichtung vergleichsweise
schmale Konsolen 21 pro Halterung 14 benötigt werden.
Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß am Träger 2 bzw. an den
Grundplatten 32 (7) nur wenige
Befestigungspunkte benötigt
werden.
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Zur
Sicherstellung einer ausreichenden Biegesteifigkeit der Tragprofile 15 bestehen
diese wie die Deckel 36 vorzugsweise aus extrudierten Kunststoffteilen,
die z. B. zu einem hohen Anteil mit Glasfasern verstärkt sind.
Die Konsolen 21 und Klemmplatten 22 können z.
B. aus Kunststoff-Spritzgußteilen
bestehen. Durch die Herstellung der genannten Teile aus Kunststoff
ist außerdem
sichergestellt, dass die gesamte Halterung 14 elektrisch
ausreichend isolierend und magnetisch neutral ausgebildet ist.
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Das
Ausführungsbeispiel
nach 9 unterscheidet sich von dem nach 2 bis 8 lediglich durch
die Befestigung der Tragprofile 15 am Träger 2. Als
Befestigungselemente 41 sind hier Klemmhaken bzw. Klemmpratzen
vorgesehen, die mit den Klemmleisten 20a, 20b der
Tragprofile 15 zusammenwirken. Die Klemmhaken 41 bestehen
z. B. aus flachen, auf den Träger 2 aufzulegende
Scheiben 42, die an den Tragprofilen 15 zugeordneten
Enden Z-förmig
umgebogene Lappen 43 aufweisen. Diese Lappen 43 werden
bei der Montage der Tragprofile über
die Klemmleisten 20a, 20b gelegt und sind so ausgebildet,
dass die Klemmleisten 20a, 20b beim Befestigen
der Klemmhaken 41 am Träger 2 mittels
Stehbolzen oder Befestigungsschrauben 44 fest zwischen
den Lappen 43 und dem Träger 2 eingespannt
und durch Klemmsitz an diesem gehalten werden. Anstelle einer Konsole 21 sind
daher hier an jeder Befestigungsstelle je ein oberer und unterer
Klemmhaken 41 vorhanden. Die übrige Anordnung ist wie bei 2 bis 8.
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Die
Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, das
auf vielfache Weise gewandelt werden könnte. Dies gilt insbesondere
für die
Form und die Befestigung der Befestigungselemente 21 und 41,
Klemmelemente 22 und Deckel 36. Beispielsweise
können
die Deckel 36, falls ein Berührungsschutz nicht erforderlich
ist, auch weggelassen und ggf. durch andere Mittel zur Sicherung
der Leitungsabschnitte 7a, 7b in den Aufnahmen 16a, 16b ersetzt
werden. Weiter könnten
die Träger 2 bereits
bei der Herstellung mit Gewindebohrungen zur Aufnahme der Befestigungsschrauben 33 versehen
werden. Auch die Querschnittsformen der Tragprofile 15 können andere
sein, sofern eine ausreichende Biegesteifigkeit sichergestellt ist,
wobei insbesondere die diagonale Wand 18 durch andere Mittel
ersetzt sein kann. Sollte die Form und/oder das Material der Tragprofile 15 allein
keine ausreichende Biegesteifigkeit sicherstellen, könnte diese
z. B. durch eine Vergrößerung der
Zahl der pro Tragprofil 15 verwendeten Befestigungselemente 21 und 41 verbessert
werden.
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Weiter
wäre es
möglich,
jedes Tragprofil 15 mit nur einer Aufnahme 16a oder 16b zu
versehen, wenn nur ein Leitungsabschnitt 7a, 7b vorhanden
ist oder für
jeden Leitungsabschnitt 7a, 7b eine gesonderte
Halterung 14 gewünscht
wird oder erforderlich ist. Schließlich versteht sich, dass die
verschiedenen Merkmale auch in anderen als den beschriebenen und
dargestellten Kombinationen angewendet werden können.