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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Keramikheizer und insbesondere einen Keramikheizer mit einer vergrößerten Windseitenfläche.
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Stand der Technik
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Ein herkömmlicher Thermistor mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) ist ein eine Steifigkeit aufweisendes Heizelement. Nach dem Einschalten bewirkt eine Temperaturerhöhung die Änderung eines Widerstandswerts, und der Widerstandswert nimmt innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs schnell zu. Ein PTC-Heizelement wird durch Ausführen eines Hochtemperatursinterns auf einer Mischung aus Bariumcarbonat, Titandioxid usw. mit der Hinzufügung einer kleinen Menge von Seltenerdelementen hergestellt. Ein niedriger Widerstandswert wird während eines breiten Temperaturbereichs aufrechterhalten und nimmt steil zu, wenn die Temperatur oberhalb einer Curie-Temperatur (Tc) liegt. Infolge dieses Merkmals ist das PTC-Heizelement weit verbreitet bei Konstanttemperaturheizern, Haushaltsgeräten, Klima-/Heizungsanlagen und Kurzschluss-Schutzvorrichtungen für Automobile verwendet.
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Ein herkömmlicher Heizer umfasst hauptsächlich ein PTC-Heizelement, zwei Elektrodenplatten und einen Kunststoffrahmen. Das PTC-Heizelement ist im Kunststoffrahmen aufgenommen. Die zwei Elektrodenplatten sind an zwei Seiten des Kunststoffrahmens angebracht und elektrisch mit dem PTC-Heizelement verbunden, so dass das PTC-Heizelement Leistung über die Elektrodenplatten erhalten kann. Wenn das PTC-Heizelement eingeschaltet ist, erzeugt das PTC-Heizelement Wärme, um eine Erwärmung zu erreichen.
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Beim herkömmlichen Heizer befindet sich ein leitender Anschluss parallel zu den Elektrodenplatten und ist mit einem Verbinderanschluss elektrisch verbunden, um Leistung zu erhalten. Inzwischen wird Wärme kontinuierlich zwischen dem leitenden Anschluss und dem Verbinderanschluss angesammelt, wodurch es schwierig wird, Wärme abzuführen, so dass dadurch Gefahren entstehen. Dementsprechend strebt der Erfinder an, das Problem des Abführens der zwischen dem leitenden Anschluss und dem Verbinderanschluss angesammelten Wärme zu überwinden; auf dieser Grundlage wird die vorliegende Erfindung erzielt.
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Aufgabe der Erfindung
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Keramikheizer mit einer vergrößerten Windseitenfläche bereitzustellen, der eine schnelle Wärmeabfuhr ermöglicht, die Windseitenfläche vergrößert und die Wirkung des Wegblasens eines heißen Luftstroms verstärkt, wodurch ein Temperaturanstieg des leitenden Anschlusses vermieden wird.
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Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung einen Keramikheizer mit einer vergrößerten Windseitenfläche bereit. Der Keramikheizer weist eine leitende Wärmesenke, wenigstens ein Heizelement mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) und eine Elektrodenplatte auf. Die leitende Wärmesenke umfasst eine Kühlrippe. Das wenigstens eine PTC-Heizelement ist auf einer Seite der Kühlrippe angeordnet. Die Elektrodenplatte ist auf der anderen Seite der Kühlrippe angeordnet. Ein leitender Anschluss steht von einem Ende der Elektrodenplatte vor. Der leitende Anschluss umfasst einen verzogenen Abschnitt und einen mit dem verzogenen Abschnitt verbundenen flachen Abschnitt. Ein Teil des verzogenen Abschnitts und der flache Abschnitt erstrecken sich in einer zur Erstreckungsrichtung der Elektrodenplatte senkrechten Richtung.
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Es ist bevorzugt, dass die leitende Wärmesenke ferner eine Wärmeleitungsplatte aufweist, wobei die Wärmeleitungsplatte auf einer Seite der Kühlrippe entgegengesetzt zur Elektrodenplatte angeordnet ist und das PTC-Heizelement auf die Wärmeleitungsplatte angebracht ist.
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Es ist bevorzugt, dass die Kühlrippe eine wellenförmige Rippe ist. Ein Wärmeabfuhrkanal ist zwischen jeden zwei benachbarten Biegungen der wellenförmigen Kühlrippe gebildet. Ein kühler Luftstrom tritt parallel durch jeden Wärmeabfuhrkanal hindurch und wird zu einem heißen Luftstrom. Der kühle Luftstrom ist senkrecht zur Erstreckungsrichtung des leitenden Anschlusses, um die Temperatur des leitenden Anschlusses während des Betriebs zu verringern.
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Gemäß einer weiteren breiten Ausführungsform sieht die vorliegende Erfindung ferner einen Keramikheizer mit einer vergrößerten Windseitenfläche vor. Der Keramikheizer umfasst zwei leitende Wärmesenken, einen Keramikrahmen und zwei Elektrodenplatten. Die zwei leitenden Wärmesenken umfassen jeweils eine Kühlrippe und eine auf einer Seite der Kühlrippe angeordnete Wärmeleitungsplatte. Der Keramikrahmen ist zwischen den zwei leitenden Wärmesenken angeordnet. Der Keramikrahmen umfasst mindestens ein darin aufgenommenes PTC-Heizelement. Jede der zwei Oberflächen des PTC-Heizelements ist an einer Oberfläche jeder der zwei Wärmeleitungsplatten angebracht. Jede der Elektrodenplatten ist auf der anderen Seite der Kühlrippe entgegengesetzt zur Wärmeleitungsplatte angeordnet. Ein leitender Anschluss steht von einem Ende von jeder der Elektrodenplatten vor, jeder der leitenden Anschlüsse umfasst einen verzogenen Abschnitt und einen mit dem verzogenen Abschnitt verbundenen flachen Abschnitt, wobei sich ein Teil des verzogenen Abschnitts und der flache Abschnitt in einer zur Erstreckungsrichtung der Elektrodenplatte senkrechten Richtung erstrecken.
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Es ist bevorzugt, dass der Keramikrahmen ferner eine erste Oberfläche, eine zweite Oberfläche und ein durch die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche hindurchtretendes Aufnahmeloch umfasst, wobei das Aufnahmeloch zum Positionieren des PTC-Heizelements bereitgestellt ist, und dass die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche jeweils an den zwei Wärmeleitungsplatten angebracht sind.
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Es ist bevorzugt, dass der Keramikheizer ferner einen Zwischenraum aufweist, wobei der Zwischenraum zwischen dem leitenden Anschluss jeder der Elektrodenplatten gebildet ist und die leitenden Anschlüsse einander entsprechend angeordnet sind.
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Es ist bevorzugt, dass jeder der leitenden Anschlüsse einen zum PTC-Heizelement hin gebogenen Biegeabschnitt umfasst und dass der Biegeabschnitt mit der Elektrodenplatte vertikal verbunden ist, wobei das andere Ende jedes der gebogenen Abschnitte mit jedem der verzogenen Abschnitte verbunden ist.
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Es ist bevorzugt, dass die Breite des flachen Abschnitts größer als die Breite des verzogenen Abschnitts ist und dass die Vorstehlänge des flachen Abschnitts größer oder gleich der Vorstehlänge des verzogenen Abschnitts ist. Die Breite jedes der flachen Abschnitte beträgt im Wesentlichen 8 Millimeter, und die Länge jedes der flachen Abschnitte beträgt im Wesentlichen 8 Millimeter.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Offenbarung wird anhand der detaillierten Beschreibung und der Zeichnung besser verständlich werden, die hier nur als Beispiel angegeben sind und daher die Offenbarung nicht einschränken. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Einzelteilansicht der vorliegenden Erfindung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform,
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2 eine perspektivische Einzelteilansicht der vorliegenden Erfindung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform,
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3 eine perspektivische Montageansicht der vorliegenden Erfindung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform,
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4 eine Schnittansicht der vorliegenden Erfindung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform, und
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5 eine Schnittansicht der vorliegenden Erfindung, welche das externe Anschließen eines Leistungsanschlusses zeigt, gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform.
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Wege zur Ausführung der Erfindung
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Detaillierte Beschreibungen und technische Inhalte der vorliegenden Erfindung werden nachstehend in Zusammenhang mit der anliegenden Zeichnung dargestellt. Es sei jedoch bemerkt, dass die Beschreibungen und die anliegende Zeichnung lediglich der Erläuterung dienen und den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken sollen.
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1 ist eine perspektivische Einzelteilansicht der vorliegenden Erfindung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform. Wie in der Figur dargestellt ist, sieht die vorliegende Erfindung einen Keramikheizer 100 mit einer vergrößerten Windseitenfläche vor. Der Keramikheizer 100 umfasst eine leitende Wärmesenke 110, wenigstens ein Heizelement 210 mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) und eine Elektrodenplatte 300. Die leitende Wärmesenke 110 umfasst eine Kühlrippe 120. Das wenigstens eine aus einem Keramik-PTC-Material hergestellte PTC-Heizelement 210 ist auf einer Seite der Kühlrippe 120 angeordnet.
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Wie in 1 dargestellt ist, ist die Elektrodenplatte 300 auf der anderen Seite der Kühlrippe 120 angeordnet. Ein leitender Anschluss 310 steht von einem Ende der Elektrodenplatte 300 vor, der leitende Anschluss 310 umfasst einen verzogenen Abschnitt 312 und einen mit dem verzogenen Abschnitt 312 verbundenen flachen Abschnitt 314, wobei sich ein Teil des verzogenen Abschnitts 312 und der flache Abschnitt 314 in einer zur Erstreckungsrichtung der Elektrodenplatte 300 senkrechten Richtung erstrecken.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst der leitende Anschluss 310 ferner einen zum PTC-Heizelement 210 hin gebogenen Biegeabschnitt 316, und der Biegeabschnitt 316 ist mit der Elektrodenplatte 300 vertikal verbunden. Das andere Ende des Biegeabschnitts 316 ist mit dem verzogenen Abschnitt 312 verbunden. Die Breite des flachen Abschnitts 314 beträgt im Wesentlichen 8 Millimeter, und die Länge des flachen Abschnitts 314 beträgt im Wesentlichen 8 Millimeter. Die Länge des verzogenen Abschnitts 312 beträgt im Wesentlichen 9 Millimeter. Gemäß anderen Ausführungsformen können jedoch die Breite und die Länge des flachen Abschnitts 314 größer oder kleiner als 8 Millimeter betragen, ist die Länge des verzogenen Abschnitts 312 nicht auf 9 Millimeter beschränkt und können die Breite und die Länge entsprechend den Anforderungen oder den Entwürfen variieren.
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Ferner umfasst die leitende Wärmesenke 110 eine Wärmeleitungsplatte 130. Die Wärmeleitungsplatte 130 ist auf der anderen Seite der Kühlrippe 120 entgegengesetzt zur Elektrodenplatte 300 angeordnet, das PTC-Heizelement 210 ist vorzugsweise an der Wärmeleitungsplatte 130 angebracht. Mit anderen Worten sind das PTC-Heizelement 210 und die Elektrodenplatte 300 auf den zwei entgegengesetzten Seiten der Kühlrippe 120 angeordnet. Die Kühlrippe 120 ist vorzugsweise eine integral ausgebildete wellenförmige Rippe 140, damit eine Kontaktfläche zwischen der Rippe und der Luft vergrößert wird und die Wärmeaustauschwirkung und die Erwärmungswirkung gemäß der vorliegenden Erfindung verstärkt werden. Ein Wärmeabfuhrkanal 150 ist zwischen jeden zwei benachbarten Biegungen der wellenförmigen Rippe 140 ausgebildet, so dass das PTC-Heizelement 210 und die Elektrodenplatte 300 an den zwei entgegengesetzten Seiten der wellenförmigen Rippe 140, an denen die Biegungen (nicht beschriftet) gebildet sind, angebracht sind.
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Wenn der Keramikheizer 100 eingeschaltet wird, um Wärme zu erzeugen, tritt ein kühler Luftstrom 160 parallel durch jeden Wärmeabfuhrkanal 150 hindurch und nimmt die Wärme von der Kühlrippe 120 fort, um zu einem heißen Luftstrom 170 zu werden. Wie in den Figuren dargestellt ist, ist die Richtung des kühlen Luftstroms 160 vorzugsweise senkrecht zur Erstreckungsrichtung des leitenden Anschlusses 310, um die Temperatur des leitenden Anschlusses 310 während des Betriebs zu verringern. Diese Konfiguration vergrößert die Windseitenfläche, verstärkt die Wirkung des Ausblasens des heißen Luftstroms 170 und beschleunigt die Wärmeabfuhr, wodurch der Temperaturanstieg des leitenden Anschlusses 310 selbst vermieden wird.
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Gemäß einer anderen breiten Ausführungsform sieht die vorliegende Erfindung ferner einen Keramikheizer mit einer vergrößerten Windseitenfläche vor, wie in den 2 bis 5 dargestellt ist. Der Keramikheizer 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst zwei leitende Wärmesenken 110, einen Keramikrahmen 200 und zwei Elektrodenplatten 300. Die zwei leitenden Wärmesenken 110 umfassen jeweils eine Kühlrippe 120 und eine auf einer Seite der Kühlrippe 120 angeordnete Wärmeleitungsplatte 130. Der Keramikrahmen 200 ist zwischen den zwei leitenden Wärmesenken 110 angeordnet. Der Keramikrahmen 200 umfasst mindestens ein darin aufgenommenes PTC-Heizelement 210. Jede der zwei Oberflächen des PTC-Heizelements 210 ist an einer Oberfläche jeder der zwei Wärmeleitungsplatten 130 angebracht, um Wärme zu jeder der Kühlrippen 120 zu übertragen.
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Mit Bezug auf die 2 und 4 sei bemerkt, dass der Keramikrahmen 200 ferner eine erste Oberfläche 202, eine zweite Oberfläche 204 und ein durch die erste Oberfläche 202 und die zweite Oberfläche 204 hindurchtretendes Aufnahmeloch 206 umfasst. Das Aufnahmeloch 206 ist zum Positionieren des PTC-Heizelements 210 bereitgestellt, und die erste Oberfläche 202 und die zweite Oberfläche 204 sind jeweils an den zwei Wärmeleitungsplatten 130 angebracht. Ferner ist die Kühlrippe 120 vorzugsweise eine wellenförmige Rippe 140, die eine Kontaktfläche zwischen der Luft und der wellenförmigen Kühlrippe 140 vergrößern kann, um die Wärmeaustauschwirkung und die Erwärmungswirkung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zu verstärken. Ein Wärmeabfuhrkanal 150 ist zwischen jeden zwei benachbarten Biegungen der wellenförmigen Rippe 140 ausgebildet. Das PTC-Heizelement 210 und die Wärmeleitungsplatte 130 sind jeweils an den zwei entgegengesetzten Seiten der wellenförmigen Rippe 140, an denen die Biegungen (nicht beschriftet) gebildet sind, angebracht.
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Jede von den zwei Elektrodenplatten 300 ist auf der anderen Seite der Kühlrippe 120 entgegengesetzt zur Wärmeleitungsplatte 130 angeordnet. Ein leitender Anschluss 310 steht von einem Ende jeder der Elektrodenplatten 300 vor. Jeder der leitenden Anschlüsse 310 umfasst einen verzogenen Abschnitt 312 und einen mit dem verzogenen Abschnitt 312 verbundenen flachen Abschnitt 314, wobei sich ein Teil des verzogenen Abschnitts 312 und der flache Abschnitt 314 in einer zur Erstreckungsrichtung der Elektrodenplatte 300 senkrechten Richtung erstrecken.
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Mit Bezug auf 3 sei bemerkt, dass, wenn jedes PTC-Heizelement 210 eingeschaltet wird, um Wärme zu erzeugen, und Wärme zu jeder leitenden Wärmesenke 110 übertragen wird, ein kühler Luftstrom 160 parallel durch jeden Wärmeabfuhrkanal 150 hindurchtritt und die Wärme von der Kühlrippe 120 fortnimmt, um zu einem heißen Luftstrom 170 zu werden. Die Richtung des kühlen Luftstroms 160 ist vorzugsweise senkrecht zur Erstreckungsrichtung des leitenden Anschlusses 310, wodurch die Windseitenfläche vergrößert wird, die Wirkung des Ausblasens des heißen Luftstroms 170 verstärkt wird und die Temperatur des leitenden Anschlusses 310 während des Betriebs verringert wird. Diese Konfiguration beschleunigt die Wärmeabfuhr, so dass die Temperatur des leitenden Anschlusses 310 selbst nicht erhöht wird und folglich die Lebensdauer verlängert wird.
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Mit Bezug auf die 4 und 5 sei bemerkt, dass der Keramikheizer 100 ferner einen Zwischenraum D aufweist, um das Verbinden mit jedem externen Leistungsanschluss zu erleichtern. Der Zwischenraum D ist zwischen den leitenden Anschlüssen 310 jeder der zwei Elektrodenplatten 300 ausgebildet, und die leitenden Anschlüsse 310 sind einander entsprechend angeordnet. Wenn der flache Abschnitt 314 jedes der leitenden Anschlüsse 310 elektrisch mit jedem externen Leistungsanschluss (d.h. einer Anode und einer Kathode einer externen Leistungsquelle) verbunden ist, stehen die zwei leitenden Anschlüsse 310 in derselben Richtung vor, wodurch das Verbinden mit der externen Leistungsquelle (nicht dargestellt) erleichtert wird. Bei anderen Ausführungsformen können die leitenden Anschlüsse 310 jedoch in entgegengesetzte Richtungen vorstehen, und die Vorstehrichtungen können entsprechend den Anforderungen variieren, um zu verhindern, dass der Zwischenraum D zu klein ist und einen Kurzschluss bewirken kann.
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Ferner umfasst jeder der leitenden Anschlüsse 310 einen zum PTC-Heizelement 210 hin gebogenen Biegeabschnitt 316, wobei der Biegeabschnitt 316 mit der Elektrodenplatte 300 vertikal verbunden ist und das andere Ende jedes der Biegeabschnitte 316 mit jedem der verzogenen Abschnitte 312 verbunden ist. Wie in den 4 und 5 dargestellt ist, ist die Breite (d.h. die Y-Richtung) des flachen Abschnitts 314 vorzugsweise größer als die Breite des verzogenen Abschnitts 312 und ist die Vorstehlänge (d.h. die X-Richtung) des flachen Abschnitts 314 vorzugsweise größer oder gleich der Vorstehlänge des verzogenen Abschnitts 312.
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Überdies betragen die Breite und die Länge von jedem der flachen Abschnitte 314 beide im Wesentlichen 8 Millimeter und beträgt die Länge jedes der verzogenen Abschnitte 312 im Wesentlichen 8 Millimeter. Gemäß anderen Ausführungsformen können jedoch die Breite und die Länge des flachen Abschnitts 314 größer oder kleiner als 8 Millimeter betragen, ist die Länge des verzogenen Abschnitts 312 nicht auf 9 Millimeter beschränkt und können die Breite und die Länge entsprechend den Anforderungen oder den Entwürfen variieren.
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Es sei bemerkt, dass die vorstehenden Beschreibungen lediglich die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind und den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken sollen. Äquivalente Änderungen und Modifikationen, die im Geiste der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden, werden als in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallend angesehen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Keramikheizer
- 110
- leitende Wärmesenke
- 120
- Kühlrippe
- 130
- Wärmeleitungsplatte
- 140
- wellenförmige Rippe
- 150
- Wärmeabfuhrkanal
- 160
- kühler Luftstrom
- 170
- heißen Luftstrom
- 200
- Keramikrahmen
- 202
- erste Oberfläche
- 204
- zweite Oberfläche
- 206
- Aufnahmeloch
- 210
- PTC-Heizelement
- 300
- Elektrodenplatte
- 310
- leitender Anschluss
- 312
- verzogenen Abschnitt
- 314
- flache Abschnitt
- 316
- Biegeabschnitte
