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Die
Erfindung betrifft einen Wasserfülldamm für den
Schutz vor Überschwemmungen, bestehend aus einer unteren,
durchgehenden Basisreihe von entlang eines Ufers angeordneten, hohlen
Behältern, mit der Möglichkeit der Aufstellung
von zusätzlichen, auf der unteren Baureihe aufstellbaren,
dicht aneinander gekoppelten hohlen Behältern zur Erhöhung des
Damms.
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Der
Wasserfülldamm ist im Wasserbau, insbesondere in den Ingenieurbauwerken
zum Schutz des Uferbereichs oder Territorien, die von Überschwemmungen
bedroht werden, anwendbar.
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Aus
dem Erfinderpatent der RF
RU
2274701 C1 , das als Prototyp dient, ist ein anbaufähiger
Wasserfülldamm als Schutz vor Überschwemmungen
bekannt, der aus einer unteren durchgehenden Basisreihe von dicht
aneinander aufgestellten hohlen Behältern besteht. Es ist
möglich darauf zusätzliche Reihen von dicht aneinander
gekoppelten hohlen Behältern aufzustellen. In den unteren
Teil der Behälterwände sind Drainagerohre mit
einseitigen Rücklaufventilen eingebaut, und der obere Teil
der Behälterwände hat Zuführungsrohre
mit einseitigen Rücklaufventilen anderer Richtung.
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Ein
Nachteil dieser Vorrichtung ist das Vorhandensein in jedem Behälter
jeder Reihe des Wasserdammes sowohl von Drainage- als auch von Zuführungsrohren
mit Ventilen in verschiedenen Richtungen. Dies macht nicht nur die
Konstruktion und den Betrieb der Vorrichtung kompliziert. Die Betriebssicherheit
des Dammes wird reduziert und auch einfach überflüssig.
Es reicht vollkommen aus nur die untere Basisreihe von Behältern
mit Drainage- und Füllöffnungen am Boden der Behälter
ohne Ventile zu versehen.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung einen automatischen und zuverlässigen
Schutz der Gewässerufer vor Überschwemmungen sicherzustellen,
die Konstruktion und den Betrieb des Wasserdammes zu vereinfachen,
sowie die Baukosten des Wasserdammes zu reduzieren.
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Die
gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Dies
wird dadurch erreicht, dass der Wasserfülldamm auf einer
geebneten Oberfläche entlang des Gewässerufers
oder auf einem Territorium, das von Überschwemmungen bedroht
ist, (z. B., an Ufern der Flüsse, der Gewässer,
Uferstrassen, um die Häuser, Gebäude und Bauten,
um diese Orte herum) errichtet ist. Der Wasserfülldamm
besteht aus einer unteren durchgehenden Basisreihe von dicht aneinander
aufgestellten hohlen Behältern, die im unteren Teil der
Vorderwände Drainage- und Füllöffnungen aufweisen.
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Die
Montage der Dämme auf der Oberfläche der flachen
Ufer ist am einfachsten und am wenigsten arbeitsaufwendig.
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Die
einzige Basisreihe kann ausreichend sein, wenn ihre Höhe
für den Schutz vor zu prognostizierenden Überschwemmungen
an einem bestimmten Ort genügt. In diesem Fall ist die
Basisreihe von dicht aneinander aufgestellten austauschbaren Behältern
an und für sich ein Wasserdamm.
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Bei
der Gefahr einer Erhöhung des Wasserstandes im Fluss über
die Höhe des Basisteils des Dammes sieht die Konstruktion
des Wasserfülldammes die Möglichkeit einer Erhöhung
durch die Aufstellung von zusätzlichen Reihen von dicht
und hermetisch aneinander gekoppelten hohlen austauschbaren Anbaubehältern
oben auf der unteren Basisreihe vor. Die Behälter der Basisreihe
und die Behälter der oberen Reihen haben gleichachsige Öffnungen, durch
die das Wasser hinaufsteigt und die oberen Behälterreihen
auffüllt.
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Der
Wasserfülldamm wird vor Hochwassereintritt errichtet, der Überschwemmungen
verursachen kann, wenn der Wasserstand im Fluss oder Gewässer
unter den Drainage- und Füllöffnungen der Basisreihe
von Behältern ist.
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Das
Betriebsprinzip des Wasserfülldammes:
Steigt der Wasserstand
im Fluss oder im Gewässer infolge einer schnellen Schneeschmelze
oder eines Regenschauers, dann füllt das Wasser konsequent zuerst
die unteren Behälter, dann auch die oberen, falls diese
aufgestellt sind. Die Auffüllung erfolgt durch die Drainage-
und die Füllöffnungen der Basisreihe von Behältern.
Die Luft wird aus den Behältern durch Öffnungen
in deren Dächern der Behälter verdrängt.
Der Wasserstand in den Behältern ist dem Wasserstand im
Fluss gleich, da der Damm und der Fluss kommunizierende Gefäße
sind, und da der Fluss und die Behälter durch Drainage-
und Füllöffnungen miteinander verbunden sind.
Der mit Wasser aufgefüllte Damm ist standfester, gleichgewichtiger und
zuverlässiger beim Widerstand gegen den Wasserdruck des
Gewässers. Er schützt zuverlässig vor Überschwemmungen
dank der Zunahme seiner Gesamtmasse. Sinkt der Wasserstand im Fluss
bis auf den üblichen Stand, dann läuft das Wasser
konsequent aus den Behältern durch die Drainage- und Füllöffnungen
in den Fluss (Gewässer) zurück. Allmählich
sind alle Behälter vom Wasser frei. Die Drainage- und Füllöffnungen üben
eine Doppelfunktion aus, nämlich eine spontane automatische
Auffüllung der Behälter mit Wasser und eine spontane
automatische Drainage des Wassers aus den Behältern.
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Zum
Unterschied von traditionellen Schüttdämmen aus
Erde, Lehm, Steinen, Lehm mit Sand, Sandsäcken u. a., zu
deren Errichtung eine große Menge von zugelieferten Baustoffen
benötigt wird, dient in der Erfindung das Wasser des Flusses
oder eines anderen Gewässers an und für sich als
Baustoff für den anbaufähigen Wasserfülldamm
in seinem Betriebszustand. Dies führt zu einer bedeutenden
Reduzierung der Menge von traditionellen Baustoffen.
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Das
Vorhandensein von Drainage- und Füllöffnungen
nur in den Behältern der unteren Basisreihe des Dammes,
das Fehlen von Rücklaufventilen vereinfacht bedeutend sowohl
die Konstruktion des Dammes als auch seinen Betrieb, erhöht
den Automatismus und die Zuverlässigkeit des Betriebes
der Dammkonstruktion und die Zuverlässigkeit des Uferschutzes
im Gegensatz zu bekannten Dämmen.
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Auf
solche Weise ist bei der Anwendung der angemeldeten Erfindung die
gestellte Aufgabe gelöst und das technische Ergebnis erreicht,
das einen automatischen und zuverlässigen Schutz des Uferbereiches
vor Überschwemmungen, eine Vereinfachung der Konstruktion
und des Betriebes des Schutzdammes, sowie eine Reduzierung der Dammbaukosten
sichert.
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Die
Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen:
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1 die
Vorrichtung im Querschnitt,
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2 einen
Damm mit einem elastischen Behälter,
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3 einen
Damm mit selbstbewegenden Absperrungen,
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4 einen
kombiniertem Anbaudamm mit Schutzschirmen und
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5 einen
kombinierten U-förmigen Anbaudamm mit Schutzschirmen.
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Wie 1 zeigt,
ist der Hauptteil des Wasserfüllanbaudammes das untere
Basisteil I des Dammes. Bei der Gefahr einer Erhöhung des
Wasserstandes über die Höhe dieses Basisteils
des Dammes ist oben drauf hermetisch eine zusätzliche zweite
obere Behälterreihe II aufgestellt. Diese Reihe besteht
auch aus hermetisch, dicht aneinander gekoppelten austauschbaren
Behältern.
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Gegebenenfalls
kann auf die zweite Behälterreihe II dieses zweireihigen
Dammes hermetisch eine oder mehrere weitere Behälterreihen
aufgestellt werden. Für die Dichtigkeit sorgen Dichtelemente 2, z.
B. Gummikanten oder -einsätzen, die auf den waagerechten
und senkrechten Paarungsoberflächen der Nachbarbehälter
eingebaut sind.
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Im
unteren Teil der Vorderwände 3 der Behälter 1 der
Basisreihe I gibt es Drainage- und Füllöffnungen 4.
Die Behälter 1 des Basisteils I des Dammes sind
ggf. auf der Oberfläche auf verschiedene Weise, z. B. mittels Ösen 5 mit Öffnungen,
befestigt. Durch die Ösenöffnungen sind die Behälter 1 am
Ufer mit Befestigungsteilen befestigt.
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Die
Gegenwirkung der Verschiebung und dem Auftauchen von den aus den
leichten Stoffen gefertigten Behältern kann auch auf eine
andere Weise gewährleistet werden – durch vorhergehende
Unterbringung eines schweren Ballasts innerhalb der Behälter
der Basisreihe bei Dammmontage.
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In
den Dächern 6 der Behälter 1 und
in deren Böden 7 (außer Behälter
des Basisteils I des Dammes) sind Löcher 8 gemacht.
Die Löcher 8 in den Dächern der Behälter 1 der
oberen letzten Reihe sind mit abnehmbaren Deckeln 9 mit Öffnungen
für eine Entlüftung verschlossen.
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Die
dem Ufer zugewandten Behälterhinterwände 10 sind
mit Wasserstandgläsern 11 für die Kontrolle
des Wasserstandes versehen.
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Die
Behälter 1 haben Ringbolzen oder Bügel 12 für
deren Aufheben, Verschiebung und Aufstellen entlang des abzuschottenden
Ufers.
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Die
Behälter 1, mindestens der unteren Basisreihe,
können innen Querwände haben (in den Figuren nicht
dargestellt), die die Steifheit und Festigkeit der Behälter
verstärken. Prismatische Hohldämme sind bei einer
Länge von 10 m mit Verstärkungsrippen zu verstärken.
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Zur
Sicherung der Präzision und Erleichterung der Dammmontage
gibt es auf einer der Paarungsoberflächen der Dächer 6 und
Böden 7 der Behälter 1 Öffnungen
(oder Vertiefungen), und auf der anderen – Leitbolzen (oder
Absätze), die in die dafür bestimmten Öffnungen
oder Vertiefungen passen (in den Figuren nicht dargestellt).
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Die
Behälter stellen hohle einstückige geschlossene
Gefäße dar, die im Querschnitt eine rechteckige,
eine trapezförmige, eine dreieckige oder eine hemisphärische,
halbovale, halbelliptische oder eine andere Form haben.
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Die
dreieckige und hemisphärische Form ist für die
Basisreihe der Behälter verwendet, wenn sie die einzige
ist, und für die Behälter der letzten oberen Reihe.
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Bei
jeder Variante gibt es im oberen Teil der Behälter Entlüftungsöffnungen
bei der Auffüllung der Behälter mit Wasser.
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Der
Anbaudamm, der z. B. eine Höhe von 3 m hat, kann aus einer,
zwei und drei Behälterreihen bestehen. Dabei können
die Behälter in jeder Reihe eines zweireihigen oder dreireihigen
Dammes verschiedene Höhen und verschiedene geometrische Formen
haben.
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Die
Behälter einer beliebigen Reihe desselben Dammes sollen
die gleiche Länge, Höhe und Breite haben.
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Die
Dämme können auch hinsichtlich der Baustoffe kombiniert
sein, aus denen die Behälter hergestellt sind. Die Behälter
der unteren Basisreihe I können z. B. aus Metall oder einem
hochfesten Verbundmaterial und die Behälter der zweiten
Reihe II und der dritten oberen Reihe aus Kunststoff hergestellt
sein.
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Die
Wasserfülldämme aus einstückigen geschlossenen
hohlen Behältern können verschiedene Konstruktionen
und Typengrößen aufweisen.
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Die
Behälter können aus witterungsbeständigen
Kunststoffen, aus leichten hochfesten Verbundmaterialien mit höchsten
physikalisch-mechanischen Kennwerten, aus Leichtbeton, Metall oder
aus einem anderen hochfesten und wasserdichten Material hergestellt
sein.
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Für
gebogene Uferteile sind Behälter gebogener Form angewendet.
Die Behälter einiger Abschnitte der Vorrichtung kann man Π-förmig
anordnen, um einzelne Hindernisse auf der Baulinie zu umgehen.
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Die
Wasserfülldämme können auch andere Arten
der Konstruktionsausführung aufweisen, wie nachstehend
beschrieben ist.
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Im
Ganzen können die Wasserfülldämme verschiedene
Konstruktionen, d. h. verschiedene Typen oder Arten aufweisen.
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Dammarten
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Typen der einreihigen Dämme aus
einstückigen geschlossenen Behältern.
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1. Die einreihigen Dämme aus
einstückigen geschlossenen Behältern.
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Die
einstückigen geschlossenen Behälter der Basisreihe
I eines einreihigen Dammes können im Querschnitt eine rechteckige,
trapezförmige, dreieckige oder hemisphärische
Form aufweisen.
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Wenn
auf diese Basisreihe der Behälter zusätzliche
Behälterreihen aufzustellen sind, können die Behälter
der Basisreihe I im Querschnitt eine rechteckige oder trapezförmige
Form haben. Die Behälter der zusätzlichen zweiten
Reihe II, falls es die letzte ist, können im Querschnitt
eine rechteckige, trapezförmige, dreieckige, hemisphärische
Form haben.
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Dammtypen
aus zwei oder mehreren Behälterreihen (Anbaudämme):
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1. Die kombinierten Dämme aus
einstückigen geschlossenen Behältern in der Parallelepipedform.
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Es
sind Dämme, die aus mehreren Reihen von hohlen parallelepidförmigen
Behältern bestehen, die eine rechteckige Form des Querschnitts
haben. Diese Dämme, die gleiche Höhe haben, können
mittels Reihen von Behältern verschiedener Höhe
errichtet werden.
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2. Die kombinierten Dämme aus
einstückigen geschlossenen Behältern der Trapezform.
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Es
sind Dämme, die aus mehreren Reihen von hohlen Behältern
mit trapezförmigem Querschnitt bestehen. Diese Dämme,
die die gleiche Höhe haben, können mittels Behälter
verschiedener Höhe errichtet werden.
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3. Die kombinierten Dämme aus
einstückigen geschlossenen Behältern verschiedener
geometrischer Form.
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Es
sind kombinierte Dämme, die aus mehreren Reihen von hohlen
Behältern bestehen, die in jeder Reihe eine geometrische
Form haben, die sich von der geometrischen Form der Behälter
der anderen Reihe unterscheidet. Es können mehrere Konstruktionstypen
der kombinierten Dämme sein.
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Z.
B. die Behälter der unteren Basisreihe können
im Querschnitt eine rechteckige Form haben, die Behälter
der zusätzlichen zweiten Reihe – eine trapezförmige,
dreieckige oder hemisphärische Form.
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Beziehungsweise
haben die Behälter der unteren Basisreihe eine rechteckige
Form im Querschnitt, die Behälter der zusätzlichen
zweiten Reihe eine Trapezform und die der zusätzlichen
dritten Reihe – eine dreieckige oder hemispärische
Form.
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Auf
solche Weise können die aus den geschlossenen einstückigen
Behältern bestehenden Dämme viele verschiedene
Konstruktionsvarianten haben.
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Andere Arten der Konstruktionsausführung
der Wasserfülldämme
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Die einreihigen Dämme
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1. Der Damm aus rechteckigen einstückigen
Tanks.
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Falls
der Damm nur aus einer Basisreihe der Behälter besteht,
können diese Behälter die Form von einfachen rechteckigen
viereckigen einstückigen Tanks haben. Die Tanks haben vier
festmontierte (z. B. durch Schweißen) senkrechte Wände.
Die Montage der Tanks und deren Verbindung mit einander kann man
vor Ort in der Zone der bevorstehenden Überschwemmung ausführen.
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Die
Länge der Tanks übersteigt deren Breite, und die
Breite übersteigt die Höhe. Im unteren Teil der
Vorderwände 3 gibt es Drainage- und Füllöffnungen 4.
Die Tanksböden haben von der Seite der Vorderwände 3 und
Hinterwände 10 Ösen 5, mit deren Hilfe
die Tanks am Ufer festgemacht werden. Die Tanks können
mit Dächern 6 oder ohne Dächer ausgebildet
sein.
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Die
Tanks ohne Dächer sind aus Sicherheitsgründen
oben mit festen Gittern zu verschließen.
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2. Der Damm aus klappbaren rechteckigen
Tanks.
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Besteht
der Damm nur aus einer Basisreihe von Behältern, können
die Behälter auch klappbar sein. In der Betriebsstellung
nehmen die Behälter die Form von rechteckigen Tanks an,
wie im oben beschriebenen Damm.
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Die
klappbaren Tanks haben Vorderwände 3, Hinterwände 10 und
Seitenwände, die in der zusammengeklappten Ruhestellung
auf einer Ebene mit ihren Böden 7 sind (darauf
liegen). Bei der Montage des Dammes werden die Wände in
den Scharnieren-Angeln in die senkrechte Betriebsstellung gedreht.
Dabei bekommen sie die Form des Tanks und in diesem Zustand sind
sie, z. B. mittels Ringösen, fixierbar. In die Ringösen
mit übereinander gelegten Öffnungen werden Fixierachsen
eingeführt. Die Stoßstellen der anliegenden Tanks
sind mit Anlegedichtelementen vor Wasserversickerung zwischen den
Tanks geschlossen. Die Tanksböden haben von der Seite der
Vorderwände 3 und Hinterwände 10 Ösen 5,
mittels deren die Tanks am Ufer festgemacht sind.
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Die
Tanks sind aus Sicherheitsgründen oben mit festen Gittern
verschlossen.
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3. Der Damm aus klappbaren rechteckigen
Tanks, die den Kinderlaufgittern ähnlich sind.
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Besteht
der Damm nur aus einer Basisreihe von Behältern, können
die Behälter klappbar wie Laufgitter für Kinder
sein. Die Tanksböden haben von der Seite der Vorderwände 3 und
Hinterwände 10 Ösen 5, mit deren
Hilfe die Tanks am Ufer festgemacht sind.
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4. Der Damm aus klappbaren ziehharmonikaartigen Behältern.
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Eine
andere Bauart des Wasserfülldammes ist der Damm mit klappbaren
Sektionen einer rechteckigen Form in der Betriebsstellung.
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Auf
die Betongrundplatten (oder Platten aus einem anderen modernen Baumaterial)
sind, wie in einer Ziehharmonika, die zusammengeklappten flachen
Sektionen mit einer oder zwei waagerechten Längsfalten
(Knicken), die sich auf den beiden künftigen vorderen und
hinteren senkrechten Wänden befinden, aufgelegt. Die aufgelegten
Sektionen bilden im aufgeklappten Zustand im Querschnitt eine einheitliche
Konstruktion rechteckiger Form, die Boden 7, Vorderwand 3,
Hinterwand 10 und Dach 6 haben.
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Der
Boden 7 der Sektionen hat an den Rändern der beiden
Außenseiten Ösen 5. Mit Hilfe dieser Ösen
sind die Sektionen an den Grundplatten festgemacht und dann mit
Hilfe einer Hebevorrichtung, z. B. eines Krans und der Bügel
auf dem Dach 6, aufgeklappt, nach oben in die Betriebsstellung
gehoben und nehmen eine rechteckige Form an.
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An
den Rändern der Vorderwände 3 und der Hinterwände 10 sind
in die Grundplatten je zwei senkrechte abnehmbare Stützen
eingebaut, an denen die Vorder- und Hinterwände 3 und 10 befestigt sind.
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Die
Vorderwände 3 haben unten am Boden 7 Drainage-
und Füllöffnungen 4, die ggf. mit Metall- oder
Kunststoffringeinsätzen armiert sein können.
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Die
Dächer 6 haben Luftöffnungen.
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Die
senkrechten Ränder der Vorder- und Hinterwände 3 und 10 der
anliegenden Sektionen sind je nach dem gefertigten Material, auf
verschiedene technologische Verfahren dicht miteinander verbunden
oder deren Stoßstellen hermetisch mit senkrechten Laschen
abgeschlossen.
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Im
errichteten Zustand bildet dieser Damm einen Behälter der
erforderlichen Länge, hat äußere abschließende
Seitenwände und ggf. auch quer verlaufende Zwischenstützrippen.
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Der
Damm benötigt keine Befestigung am Ufer, wenn die Platten,
auf denen die klappbaren Sektionen montiert sind, aus Beton oder
einem anderen schweren Material hergestellt sind.
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5. Ein anderer Damm aus klappbaren ziehharmonikaartigen
Behältern.
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Eine ähnliche
Konstruktion hat ein anderer Damm, der in der Betriebsstellung eine
rechteckige Form im Querschnitt hat und der aus Teilen besteht, die
analog zu denen der vorhergehenden Dammkonstruktion sind.
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Der
Damm unterscheidet sich vom vorhergehenden Damm dadurch, dass die
Sektionen einen festeren und massiveren Boden 7 haben,
der es ermöglicht die Sektionen unmittelbar auf eine geebnete Oberfläche
des Ufers aufzulegen.
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Von
außen sind an den Rändern der Vorderwände 3 und
Hinterwände 10 je zwei senkrechte abnehmbare Stützen
montiert, an denen die Vorder- und Hinterwände nach deren
Aufheben in die senkrechte Stellung befestigt sind. Die Sektion
nimmt in der Betriebsstellung eine Ziehharmonika-artige Form an.
Die Stützen sind in den Einsätzen befestigt, die am
Ufer montiert sind.
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Der
Damm benötigt keine Befestigung am Ufer.
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6. Der Becken-Damm aus einstückigen
U-förmigen Sektionen.
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Eine
andere Variante des einfachen Wasserfülldammes hinsichtlich
Konstruktion und Betrieb, der nur aus einer Basisreihe besteht.
Ist der Damm, der einen einstückigen Becken-Behälter
einer U-förmigen Form erforderlicher Länge darstellt,
aus den U-förmigen einstückigen Sektionen (Modulen),
z. B. aus Betonsektionen, zusammengebaut und am Ufer entlang errichtet.
Der Becken-Behälter besteht aus einem Boden 7,
einer senkrechter Vorderwand 3 mit Drainage- und Füllöffnungen 4 im
deren unteren Teil sowie aus einer senkrechten Hinterwand 10.
Der Behälter hat äußere abschließende
Seitenwände und ggf. auch quer verlaufende Trennwände.
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Oben
ist der Becken-Behälter mit einem festen Gitter aus Sicherheitsgründen
verschlossen.
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Wenn
der Becken-Behälter aus einem schweren Material hergestellt
ist, z. B. Leichtbeton, benötigt ein solcher Damm keine
Befestigung am Ufer.
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7. Der Becken-Damm aus zusammengebauten
Sektionen einer U-förmigen Form.
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U-förmige
Sektionen des Becken-Behälters können nicht einstückig
sein, sondern aus Betonplatten geringerer Dicke zusammengebaut sein.
Die Montage dieser U-förmigen Sektionen (Module) und deren
Verbindung miteinander kann man vor Ort in der Zone der bevorstehenden Überschwemmung ausgeführt
sein.
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Der
Beckenbehälter einer U-förmigen Form hat äußere
abschließende Seitenwände und ggf. quer verlaufende
Trennwände.
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Offene
Behälter und Becken müssen aus Sicherheitsgründen
oben mit festen Gittern verschlossen sein. Die Gitter können
als Konstruktionselement dienen, das die Konstruktion fester und
stabiler macht.
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Wenn
der Becken-Behälter aus einem schweren Material hergestellt
ist, z. B. Leichtbeton, benötigt ein solcher Damm keine
Befestigung am Ufer.
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Die
einreihigen Dämme als Becken-Behälter der U-förmigen
Form erforderlicher Länge können auch andere Konstruktionsvarianten
haben:
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8. Der Becken-Damm der Rahmenkonstruktion
der U-förmigen Form mit Festwänden.
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Auf
den am Ufer angeordneten Betonbodenplatten 7 (oder auf
den Platten aus einem anderen modernen wasserdichten Baumaterial)
sind senkrechte Rahmen aus Rohren montiert, die ein vierseitiges
festes geschlossenes kastenförmiges Gehäuse bilden.
Auf dieses Getriebe sind ohne Luft senkrechte Vorder- und Hinterwände 3 und 10 aus
Metall oder Kunststoff aufgestellt. Bleche oder Kunststofftafeln, aus
denen Wände 3 und 9 bestehen, sind an
dem Rohrgehäuse angebracht und schnell befestigt, z. B. mit
Hilfe von Paarungsösen (eine auf dem Blech oder der Tafel,
die andere auf dem Rohr), die mit Befestigungsteilen verbunden sind.
Nach der Aufstellung der Wände nimmt die Konstruktion eine
U-förmige Form an und bildet dabei einen Becken-Behälter
der erforderlichen Ausdehnung.
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Der
Becken-Behälter der U-förmigen Form hat äußere
abschließende Seitenwände und ggf. auch quer verlaufende
Trennwände.
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Die
Kastenkonstruktion ist aus Rohren mittels abnehmbarer Schellen zusammengebaut
wie bei zerlegbaren Rohrgerüsten, welche für den
Bau und die Renovierung von Gebäudewänden verwendet sind.
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Der
Damm benötigt keine Befestigung, wenn die Grundplatten
aus einem schweren Material hergestellt sind.
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9. Der Becken-Damm der Rahmenkonstruktion
der U-förmigen Form mit Wänden aus elastischem
Material.
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Auf
den am Ufer angeordneten Betonbodenplatten 7 (oder auf
den Platten aus einem anderen modernen Baumaterial) ist genauso
ein kastenförmiges Gehäuse aus Rohren montiert,
wie oben beschrieben. Auf das Gehäuse wird vorne und hinten ein
festes wasserdichtes Material, z. B. eine Plane, eine gummierte
Leinwand oder ein anderes modernes Material, gespannt und so die
Vorderwand 3 und die Hinterwand 10 gebildet. Die
unteren Ränder der Wände 3 und 10 werden
dicht an die Bodenplatten 7 befestigt. Nach der Aufstellung
der Wände nimmt die Konstruktion eine U-förmige
Form an und bildet dabei ein Becken beliebiger Länge. Der
Becken-Behälter der U-förmigen Form hat äußere
Seitenwände und ggf. auch quer verlaufende Trennwände.
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Die
Drainage- und Füllöffnungen 4 der Vorderwand 3 sind
mit Ringeinsätzen aus Metall oder Kunststoff armiert.
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Der
Damm benötigt keine Befestigung, wenn die Grundplatten
aus einem schweren Material hergestellt sind.
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10. Der Damm mit dem Becken-Behälter
der U-förmigen Form aus elastischem Material.
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Der
Damm, der der vorhergehenden Konstruktion ähnlich ist,
aber ohne Betonbodenplatten, nimmt einen besonderen Platz unter
den einreihigen Dämmen als ein U-förmiger Becken-Behälter
ein.
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Die
Vorrichtung besteht aus einem Metallrohrgehäuse 1 (2)
erforderlicher Länge, das wie auch im vorhergehenden Damm,
direkt am Ufer zusammengebaut ist.
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Der
untere Gehäuseteil 1 besteht aus flachen Stegen 2,
die im Erdboden versenkt sind.
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Die
Kastenkonstruktion ist aus Rohren mittels abnehmbarer Schellen zusammengebaut
wie bei zerlegbaren Rohrgerüsten, welche für den
Bau und die Renovierung von Gebäudewänden verwendet sind.
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Das
Gehäuse ist an den senkrechten Stützen 3 festgemacht,
die in den Erdboden von den Seiten der Konstruktion entlang des
Ufers eingebaut sind.
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Die
langen breiten Bahnen der Plane, gummierten Leinwand oder eines
anderen festen wasserdichten elastischen Materials sind längs
innen im Gehäuse zwischen dessen senkrechten Rohren direkt auf
den Boden aufgelegt. Die Längsränder der Bahnen
sind senkrecht hochgehoben und an den senkrechten Gehäuserohren
festgemacht. Dabei nehmen sie eine U-förmige Form an und
bilden einen Becken-Behälter 4 erforderlicher
Länge.
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Das
elastische Material ist mit rostfreiem Metalldraht für
eine Stärkung armiert.
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In
der Vorderwand dieses Behälters, die zum Wasserbecken (oder
zum Fluss) gewandt ist, gibt es Drainage- und Füllöffnungen 5,
die mit Ringeinsätzen aus Metall oder Kunststoff armiert
sind. Die Drainage- und Füllöffnungen 5 befinden
sich in einer Höhe von 30 bis 50 cm über dem Boden.
Die Wassermasse, die den Becken-Behälter bis zu den Drainage- und
Füllöffnungen füllt, muss ausreichend
sein, um die Stabilität des Behälters bei der
Steigerung des Wasserstandes im Wasserbecken zu sichern.
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Der
elastische Becken-Behälter hat äußere abschließende
Seitenwände. Oben muss die Konstruktion aus Sicherheitsgründen
mit einem festen Gitter geschlossen sein.
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Zum
Beispiel pumpt ein Flussschiff mit Pumpe und biegsamen Schläuchen
den Becken-Behälter mit Wasser vor der Überschwemmung
bis zum Niveau der Drainage- und Füllöffnungen 5 auf.
Der elastische Boden des mit Wasser (Wasserballast) gefüllten
Becken-Behälters liegt dicht auf dem Erdboden und verhindert
eine Wasserversickerung darüber.
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Bei
einer Überschwemmung steigt das Wasser des Flusses (oder
eines anderen Gewässers) bis zur Ebene der Drainage- und
Füllöffnungen und füllt den teilweise
mit Wasser gefüllten Becken-Behälter voll.
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Die
Besonderheit dieses Dammtyps besteht darin, dass man den elastischen
Becken-Behälter auch an den Ufern errichten kann, die eine
wellige geebnete horizontale Oberfläche haben. Außerdem kann
der Becken-Behälter ggf. Konstruktionsbiegungen entsprechend
den Uferwindungen haben.
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Dieser
zerlegbare Damm ist für städtische Uferstraßen
gut geeignet.
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Wenn
nötig, kann die Vorrichtung schnell abgebaut werden.
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11. Der Beckendamm aus klappbaren Doppelbordsektionen
der U-förmigen Form.
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Es
ist eine andere einfach klappbare Doppelbordkonstruktion. Wie auch
die vorhergehende Konstruktion stellt dieser Damm einen Becken-Behälter erforderlicher
Länge dar. Auf die Betongrundplatten oder Platten aus einem
anderen modernen Baumaterial sind die zusammengeklappten flachen
Sektionen aufgelegt. Die Sektionen bestehen aus dem Boden 7, auf
welchem waagerecht nebeneinander zwei Borde liegen: links – Vorderwand 3,
rechts – Hinterwand 10. Die Wände bilden
im aufgeklappten Zustand im Querschnitt eine einheitliche Konstruktion
der U-förmigen Form. Zwischen den Wänden und dem
Boden gibt es biegsame Abschnitte, die es den Wänden ermöglichen
sowohl eine waagerechte als auch eine senkrechte Stellung einzunehmen.
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An
den Rändern der Vorderwände 3 und der Hinterwände 10 sind
von außen in die Grundplatten je zwei senkrecht abnehmbare
Stützen eingebaut, an denen die Vorder- und Hinterwände
senkrecht befestigt sind. Die Sektionen nehmen in der Betriebsstellung
eine U-förmige Form an. Dann sind die anliegenden Sektionen
auf die Betonplatten der Reihe nach aufgelegt und in die Betriebsstellung
gebracht, wobei diese einen beliebig langen Becken-Behälter
der U-förmigen Form bilden.
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Die
Vorderwände 3 haben unten am Boden die Drainage-
und Füllöffnungen 4, die ggf. mit Metall-
oder Kunststoffringeinsätzen armiert sind.
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Die
senkrechten Ränder der Vorder- und Hinterwände 3 und 10 der
anliegenden Sektionen sind je nach dem gefertigten Material, auf
verschieden technologische Verfahren verbunden oder deren Stoßstellen
hermetisch mit senkrechten Laschen abgeschlossen. Die Sektionen
sind aus einem Material gefertigt, das elastisch und fähig
ist, sich in flache Konstruktionen zusammenzuklappen und aufzuklappen,
und die U-förmige Form im Querschnitt in der Betriebsstellung
anzunehmen.
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Die
Sektionen können auch kombiniert aus verschiedenen Materialien
gefertigt sein. Z. B. sind der Boden und die Wände der
Sektionen aus einem harten Material gefertigt und an den Faltenstellen (Knickstellen)
sind elastische biegsame Verbindungseinsätze eingebaut,
deren Länge der Länge der Vorder- und Hinterwände 3 und 10 gleich
ist.
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Dieser
Damm als ein beliebig langer Becken-Behälter der U-förmigen
Form hat äußere abschließende Seitenwände
und ggf. auch quer verlaufende Trennwände.
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Der
Damm benötigt keine Befestigung, wenn die Grundplatten
aus einem schweren Material hergestellt sind.
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Nach
dem Abbau der Dämme können nach der Überschwemmung
die Platten, auf denen die Dämme montiert sind, auf derselben
Stelle bleiben und im weiteren wiederholt zum Bau der Dämme
verwendet werden. Das betrifft alle Dämme, die auf den Grundplatten
montiert sind.
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12. Ein anderer Beckendamm aus klappbaren
Doppelbordsektionen der U-förmigen Form.
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Die ähnliche
einfache klappbare Doppelbordkonstruktion hat ein anderer Damm,
der in der Betriebsstellung auch eine U-förmige Form im
Querschnitt aufweist und aus Teilen besteht, die denen der vorhergehenden
Dammkonstruktion ähnlich sind.
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Der
Damm unterscheidet sich von dem vorhergehenden dadurch, dass die
Sektionen einen festeren und massiveren Unterbau haben, der es ermöglicht,
diesen unmittelbar auf eine geebnete Oberfläche des Ufers
aufzulegen.
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An
den Rändern der Vorderwände und der Hinterwände
sind von außen in den Unterbau je zwei senkrechte abnehmbare
Stützen eingebaut, an denen die Vorderwände 3 und
die Hinterwände 10 senkrecht befestigt sind. Die
Sektion nimmt in der Betriebsstellung eine U-förmige Form
an. Die Stützen sind in den Einsätzen befestigt,
die am Ufer montiert sind.
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Dieser
Damm als ein beliebig langer Becken-Behälter der U-förmigen
Form hat äußere abschließende Seitenwände
und ggf. auch quer verlaufende Trennwände.
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Der
Damm benötigt keine Befestigung am Ufer.
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Alle
offenen Becken-Behälter sind aus Sicherheitsgründen
oben mit einem festen Gitter verschlossen.
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Das
Betriebsprinzip dieser Wasserfülldämme ist dasselbe
wie oben beschrieben.
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13. Der selbsttätige Damm mit
selbstbewegenden Sperren (3).
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Der
Damm enthält ein festes einstückiges Becken 1 nötiger
Länge (Ausdehnung), das auf einer geebneten Oberfläche
entlang eines Ufers oder eines von Überschwemmungen bedrohten
Territoriums aufgestellt ist. Im unteren Teil der Vorderwand des Beckens,
die zum Fluss oder einem anderen Gewässer gekehrt ist,
gibt es Drainage- und Füllöffnungen 2,
die eine Doppelfunktion erfüllen. Die Auffüllung des
Beckens mit dem Wasser aus dem Wasserbecken und die Drainage des
Wassers daraus. Auf dem abnehmbaren Dach 3 des Beckens
gibt es Längsführungen 4 und Lüftungsöffnungen 5.
Innerhalb des Beckens gibt es einen Kasten 6 mit Öffnungen 7,
in dem dicht aneinander Schwimmkörper 8 mit Dichtungen 9 angeordnet
sind, die positive Schwimmfähigkeit besitzen. An den Dichtungen
sind abnehmbare Sperren 10 mit profilierten Stirnseiten
befestigt. Die Schwimmkörper 8 zusammen mit den
Sperren 10 können sich innerhalb des Kastens nach
oben und nach unten bewegen. Am Boden des Beckens gibt es Ösen 11 mit Öffnungen
für die Befestigung des Beckens am Ufer.
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Die
Vorrichtung funktioniert wie folgt. Beim Ansteigen des Wassers bis
zu den Drainage- und Füllöffnungen 2 füllt
sich das Becken durch diese Öffnungen mit dem Wasser an.
Der Kasten füllt sich mit Wasser durch die Öffnungen 7.
Die Schwimmkörper 8 mit Sperren 10 schwimmen
allmählich auf und gehen hinauf. Wenn das Becken voll ist,
stößt die Oberfläche der Schwimmkörper 8 mit
den Dichtungen 9 gegen das Dach 3. Die Sperren 10 gehen
durch die Führungen 4 hoch und nehmen die Betriebsstellung über
dem Becken ein.
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Die
vertikalen Seitenwände (Kanten) der Sperren 10 sind
profiliert, um das Eindringen des Wassers in die Fugen der Nebensperren
bei Hochwasser auszuschließen.
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Die
durch das Wasser aus dem Becken verdrängte Luft tritt durch
die Lüftungsöffnungen 5 heraus.
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Alle
Sperren 10 gehen hoch und bilden über dem Becken
eine durchgehende einheitliche wasserdichte Absperrung entlang des
Ufers.
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In
der Betriebsstellung, hoch über dem Becken, gehen Vorsprünge
der Sperren 10 in die Aushöhlungen des entsprechenden
Profils der Nebensperren hinein, sichern die Dichtigkeit der Fugen
zwischen den Nebensperren und beugen dem Durchsickern des Wassers
bei Hochwasser vor.
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Als
Ergebnis des Aufganges der Sperren 10 steigt die Höhe
der Hochwasserschutzvorrichtung automatisch. Wenn ihre Ausgangshöhe
zum Beispiel 1,0 m beträgt, und die Höhe der Sperren 10 in
Hochstellung 0,7 m ausmacht, steigt die Höhe der Vorrichtung
automatisch um das 1,7-fache und beträgt in Betriebsstellung
1,7 m.
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Das
mit dem Wasser gefüllte Becken bekommt größere
Standfestigkeit, Gleichgewichtssicherheit, Widerstandsfähigkeit
gegen Druck des Wassers vom Wasserbecken bei gehobenen Sperren.
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Wenn
der Wasserpegel im Fluss oder Gewässer bis zum normalen
Wasserstand sinkt, strömt das Wasser durch die Drainage-
und Füllöffnungen 7 in den Fluss zurück.
Die Sperren 10 sinken ab, die Höhe der Vorrichtung
vermindert sich und erreicht eine Ausgangshöhe von 1,0
m.
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Die
Auffüllung des Beckens mit Wasser aus dem Fluss (Gewässer),
die Drainage dieses Wassers aus dem Becken, der Aufgang und die
Versenkung der Sperren 10 erfolgen automatisch mit Hilfe
des Naturwassers des Flusses (Gewässers), ohne jegliche
Mechanismen und Vorrichtungen, insbesondere solche wie Ein- und
Rücklaufventile u. a.
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Zur
Gewährleistung größerer Standfestigkeit und
Gleichgewichtssicherheit der Vorrichtung bei Hochwasser wird ein
Verhältnis der Höhe zur Breite des Beckens mit
mindestens 1:1,5 empfohlen.
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Das
Becken kann aus verschiedenen Stoffen gebaut sein. Z. B. U-förmige
Körper aus Beton, und das Dach 3 aus Metall.
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Falls
das Becken aus Schwermaterialien gefertigt ist, ist die Aufstellung
der Vorrichtung am Ufer ohne Befestigung möglich, wenn
der zu prognostizierende Hochwasserpegel für diese Vorrichtung
1,0 m oder etwas mehr beträgt.
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Die
beschriebene Hochwasserschutzanlage mit selbstbewegenden Sperren
passt gut für Aufstellung an Fluss- und Gewässerufern,
wo der zu prognosti zierende Hochwasserpegel zwischen 1,0 und 1,6
m liegt. Selbstverständlich können auch Becken und
Sperren für andere Größen verwendet werden.
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Bei
der Anwendung dieser Vorrichtung entfällt die Notwendigkeit,
einen Damm mit einem 1,7 m hohen Becken aufzustellen oder ein zusätzliches
Becken oben darauf anzubauen. Die Anlage vergrößert von
selbst und automatisch ihre Höhe bei Hochwasser bis zu
1,7 m.
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Die
Vorrichtung ist am Ufer aufgestellt und deshalb für die
Ausführung beliebiger Arbeiten, einschließlich
innerhalb des Beckens mit abnehmbaren Konstruktionen, zugänglich.
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Das
Fehlen von komplizierten Mechanismen in der Konstruktion der Vorrichtung
erhöht die Zuverlässigkeit ihres Betriebs und
sichert einen zuverlässigen Schutz der Territorien vor Überschwemmungen.
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Die
Vorrichtung verletzt nicht den ökologischen Zustand und
verschmutzt die Umwelt nicht.
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Die
selbsttätige Hochwasserschutzanlage mit selbstbewegenden
Sperren ist einfacher und schneller zu bauen als ständig
anzustückelnde traditionelle Schüttdämme.
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Die
Dämme aus zwei oder mehreren Reihen mit einem Basisbecken-Behälter
einer U-förmigen Form (Anbaudämme):
Feste
U-förmige Sektionen sind zur Errichtung nicht nur von einreihigen,
sondern auch von mehrreihigen Dämmen verwendbar.
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1. Der kombinierte Damm mit zwei Reihen
von U-förmigen Becken-Behältern.
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Auf
den unteren Basisbecken-Behälter einer erforderlichen Länge
aus Beton ist eine zusätzliche zweite obere Dammreihe aufgestellt
und festgemacht, die einen Becken-Behälter derselben Länge darstellt,
die aus U-förmigen Sektionen aus einem anderen Material
montiert ist. Der Damm ist kombiniert hinsichtlich der Materialien,
aus denen die Becken-Behälter gefertigt sind. Der untere
Basisbecken-Behälter aus Beton ist vor Ort hergestellt.
Der zusätzliche obere Becken-Behälter, z. B. aus
Kunststoff oder Metall, ist vor Ort aus U-förmigen einstückigen
Festsektionen durch Schweißen hergestellt.
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2. Die kombinierten Dämme mit
einstückigen geschlossenen Behältern.
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Sie
bestehen aus einem beliebig langen Becken einer U-förmigen
Form, das aus U-förmigen einstückigen Betonsektionen
oder aus Betonplatten, wie oben beschrieben, montiert ist. Oben
darauf ist eine zusätzliche zweite Reihe von dicht aneinander
gekoppelten gleichen einstückigen geschlossenen Behältern
aufgestellt. Die Behälter können im Querschnitt
eine rechteckige, eine trapezförmige, eine dreieckige,
eine hemisphärische, eine halbovale oder eine halbelliptische
Form aufweisen.
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3. Der kombinierte Damm mit rechteckigen
einstückigen Tanks.
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Der
Damm besteht aus einem einstückigen Betonbecken einer U-förmigen
Form erforderlicher Länge, auf dem oben eine zusätzliche
zweite Reihe von dicht aneinander gekoppelte rechteckige einstückige
Tanks aufgestellt sind.
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4. Der kombinierte Damm mit klappbaren
rechteckigen Tanks, die den Kinderlaufgittern ähnlich sind.
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Er
besteht aus einem beliebig langen Betonbecken einer U-förmigen
Form, auf dem oben eine zusätzliche zweite Reihe von dicht
aneinander gekoppelte klappbare rechteckige Tanks (ähnlich
den Kinderlaufgittern, im aufgeklappten Zustand) aufgestellt sind.
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5. Der kombinierte Damm mit klappbaren
ziehharmonikaartigen Behältern.
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Der
Damm besteht aus einem beliebig langen Betonbecken einer U-förmigen
Form, auf dem oben eine zusätzliche zweite Reihe von dicht
aneinander gekoppelte klappbare rechteckige ziehharmonikaartige
Tanks im aufgeklappten Zustand aufgestellt sind.
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Alle
Arten der Dämme haben Drainage- und Füllöffnungen 4 in
der Vorderwand des U-förmigen Beckens (untere Basisreihe
I) und Wasserstandgläser 10 an der Hinterwand
zur Kontrolle des Wasserstandes.
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Alle
Behälter der zusätzlichen oberen Reihe haben Öffnungen
in den Böden für den Wasserzulauf und Wasserstandgläser 10 an
der Hinterwand zur Kontrolle des Wasserstandes.
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Alle
oberen offenen Behälter müssen aus Sicherheitsgründen
mit festen Gittern verschlossenen sein.
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Alle
Dämme, die auf den mit U-förmigen aus schweren
Materialien hergestellten Becken montiert sind, benötigen
keiner Befestigung am Ufer.
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Die
Dämme aus zwei Reihen mit der Basisreihe aus den einstückigen
geschlossenen Behältern einer rechteckigen Form (Anbaudämme):
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1. Der kombinierte Damm mit einem U-förmigen
Becken-Behälter.
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Auf
die untere Basisreihe aus den einstückigen geschlossenen
parallelepipedförmigen Behältern ist oben eine
zusätzliche zweite Reihe von den dicht an einander gekoppelten
festen U-förmigen Sektionen aufgestellt, die einen U-förmigen
Becken-Behälter bilden.
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2. Der kombinierte Damm mit rechteckigen
einstückigen Tanks.
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Auf
die untere Basisreihe aus den einstückigen geschlossenen
parallelepipedförmigen Behältern ist oben eine
zusätzliche zweite Reihe von den dicht aneinander gekoppelten
festen rechteckigen einstückigen Tanks aufgestellt.
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Die
kombinierten Dämme mit Schutzschirmen.
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Diese
Dämme nehmen einen besonderen Platz unter den Wasserfülldämmen
ein.
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1. Die kombinierten Anbaudämme
mit Schutzschirmen.
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Wenn
die einzige untere Basisreihe des Dammes oder die letzte obere Reihe
des Dammes aus Behältern bestehen, die im Querschnitt eine rechteckige
Form (4) haben, oder wenn der Damm einen beliebig langen
Becken-Behälter darstellt, der aus festen U-förmigen
Sektionen zusammengebaut ist (5), kann
man die Hohe dieser Dämme in Notfällen bei einer
schnellen Steigerung des Wasserstandes während der Überschwemmung schnell
vergrößern. Dafür ist an den Hinterwänden
an den vorgesehenen Stellen eine durchgehende Reihe von dicht aneinander
gekoppelten und miteinander verbundenen Schutzschirmen aufgestellt,
die sich um 0,5 m und mehr über dem Damm erheben. Die senkrechten
Schutzschirme stellen de facto eine Fortsetzung der senkrechten
Hinterwände dar.
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Die
Hinterwände der Behälter und die U-förmigen
Sektionen haben horizontale Öffnungen mit Gewinde oder
horizontale Schrauben für die Aufstellung und die Befestigung
der senkrechten Schutzschirme, die die Dämme erhöhen.
Zwischen den Hinterwänden der Behälter und den
Schutzschirmen gibt es Dichtungen, die eine Wasserversickerung verhindern.
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Die
Behälter, die die eigene Höhe (die Höhe des
Dammes) dank den Schutzschirmen vergrößert haben,
können dem Druck des angestiegenen Wassers widerstehen,
da das Wasser auf die Schutzschirme drückt, nachdem die
Behälter mit Wasser vollgefüllt sind und eine
größere Stabilität und Gleichgewichtsfähigkeit
bekommen.
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Wie
oben betont, nimmt der Anbau der zusätzlichen oberen Reihen
von einstückigen geschlossenen Behältern auf die
untere Reihe des ausbauenden Dammes nicht viel Zeit in Anspruch.
Aber die Erhöhung des Dammes durch die Aufstellung (Aufstockung)
von Schutzschirmen braucht noch weniger Zeit.
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Der
Bereich der Bauarten und Größen der oben angeführten
Typen der Wasserfülldämme ist sehr groß.
Dies bietet eine breite Wahlmöglichkeit der Dammkonstruktionen
für konkrete Baustellen sowohl in der Russischen Föderation,
als auch im Ausland.
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Auf
diese Weise ist bei Verwendung des Wasserfülldamms die
gestellte Aufgabe gelöst und das technische Ergebnis erreicht,
welches einen automatischen und sicheren Schutz des Uferbereiches vor Überschwemmungen,
eine Vereinfachung der Konstruktion und des Betriebes der Hochwasserschutzdämme,
und eine Reduzierung der Schutzdammbaukosten gewährleistet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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