DE2050759A1 - Vorrichtung zum Auflagern von separa ten Tanks an Bord von Schiffen - Google Patents

Vorrichtung zum Auflagern von separa ten Tanks an Bord von Schiffen

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DE2050759A1 DE19702050759 DE2050759A DE2050759A1 DE 2050759 A1 DE2050759 A1 DE 2050759A1 DE 19702050759 DE19702050759 DE 19702050759 DE 2050759 A DE2050759 A DE 2050759A DE 2050759 A1 DE2050759 A1 DE 2050759A1
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Description

A/S Kvaerner Brug, Oslo, und
Moss-Eosenberg Verft A/S, I512 Jel0y.
Vorrichtung zum Auflagern von separaten Tanks an Bord von Schiffen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auflagern von separaten Tanks an Bord von Schiffen und is besonders auf eine Vorrichtung zum Auflagern von Tanks zum Transport flüssiger Gase, wie Methan, Äthylen, Chlor und ähnliche Gase, gerichtet.
Die Auflagerung separater Tanks an Bord von Schiffen bietet eine Reihe Probleme. Eine Schiffskonstruktion ist ganz allgemein Bewegungen ausgesetzt und hinzu kommen die dynamischen Beanspruchungen von dem Tank. Bei gekühlten Frachten hat man ausserdem die thermischen Bewegungen als Folge dessen, dass das flüssige Gas in dem Tank eine sehr niedrige Temperatur besitzen kann.
Beim Auflagern von Tanks an Land kann man mit Vorteil kräftige und starre Tragkonstruktionen, z.B. Säulen, benutzen. Beim Auflagern an Bord von Schiffen sind die Verhältnisse anders, und wenn man die bekannten Tragkonstruktionen an Bord von Schiffen benutzen möchte, dann werden diese Tragkonstruktionen zu gross sein und zu viel Platz fordern, wenn sie überhaupt den verschiedenen Kräften widerstehen können, die an Bord von Schiffen zur Wirkung gelangen, wenn diese z.B. stampfen oder rollen.
Zum Auflagern von separaten Tanks an Bord von Schiffen
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ist es bekannt, Stützen mit in die Konstruktion einkorporier.ten Gelenkvorrichtungen zu benutzen. Es ist auch bekannt, beispielsweise Kugeltanks in Federelementen aufzuhängen.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine Auflagemnesvorrichtung oder Einspannvorrichtung zuwegezubringen, die einfach und gleichzeitig konstruktiv gesehen völlig zufriedenstellend ist.
Erfindungsgemäss ist die Auflagerung oder Einspannung daher als eine zylindrische oder schwach konische Plattenkonstruktion, nachstehend Schürze genannt, aufgebaut.
Eine derartige Schürze gibt eine günstige Übertragung von Kräften zwischen Tank und Auflagerung, indem man grosse Exzentrizitäten vermeidet. Wegen der umlaufenden Verbindung zwischen Tank und Auflagerung erhält man auch eine günstige Übertragung horizontaler und vertikaler Kräfte während des Gangs des Schiffs in der See. Wenn es sich um Tanks für gekühlte Frachten handelt, erzielt man ausserdem eine Elimination oder eine weitgehende Begrenzung von durch Schrumpfen des Tanks im Verhältnis zu dem Rumpf verursachten Wärmespannungen.
Die Schürze kann, wenn eine ausreichend starre Rumpf- ■ konstruktion vorliegt, direkt an dem Rumpf festgeschweisst sein, da die Schürze eine innewohnende Fähigkeit zur Aufnahme von Deformationen besitzt.
Erfindungsgemäss kann die Schürze jedoch anstatt dessen in einen Tragflansch auslaufen, der auf einem auf dem Rumpf montierten Fundamentflansch ruht.
Vorteilhafterweise kann der Fundamentflansch von einer auf dem Rumpf montierten Schürze getragen werden. Dies bietet den Konstruktionsmässigen Vorteil, der darin besteht, dass zwei gleiche Konstruktionen, nämlich die beiden Schürzen, einander gegenüberstehen werden, was bei Konstruktionen dieser Art, wo man eventuell mit thermischen Bewegungen rechnen muss, ein grosser Vorteil ist.
Erfindungsgemäss können zweckmässig zwischen dem Tragflansch und dem Fundamentflansch elastische Körper, wie Gummikissen, Tellerfedern oder dergleichen, eingelegt sein. Diese elastischen Körper werden Verwindungen als Folge der Bewegungen in dem Rumpf aufnehmen.
Zur Aufnahme dynamischer Kräfte und um thermisch bewirkte Bewegungen zuzulassen, werden zweckmässigerweise gegenseitig
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zusammenwirkende Verriegelungsorgane auf dem Tragflansch und dem Fundamentflansch vorgesehen. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Verriegelungsorgane an Teilen der Flansche entlang, querschiffs bzw. längsschp-ffs, vorgesehen. Das heisst, dass die Verriegelungsorgane nur an ausgewählten Stellen an den Flanschen entlang vorgesehen sind. Bei einer solchen vorgezogenen Anordnung der Verriegelungsorgane ist es vorteilhaft, diese so auszubilden, dass sie in einzelnen Bereichen nur längsschiffs, bzw. querschiffs, Verriegelungswirkung besitzen, d.h., dass die Verriegelungsorgane eine gewisse "radiale11 Bewegungsfreiheit besitzen. Dies gewährt eine sehr günstige Verriegelung des Tanks an dem Fundament, da thermische Bewegungen nicht in wesentlichem Masse gehindert werden.
Erfindungsgemäss kann die Tankschürze zweckmässigerweise mit Hilfe einer zwischen der Tankschürze und dem Tank eingeschalteten Übergangskonstruktion verbunden sein, welche Übergangskonstruktion dann gleichzeitig zur Versteifung des Tanks dienen kann. Bei einer direkten Verbindung zwischen der Tankschürze und dem Tank kann man um das Einsetzungsareal zu erhöhen und die Einschweissung anschmiegender zu machen, die Schweissnaht zweckmässigerweise zwischen der Tankschürze und dem Tank mit Wellenform ausführen.
Erfindungsgemäss kann die Tankschürze ferner teilweise isoliert sein. Die teilweise Isolation wird dann so ausgebildet, dass der Tragflansch annähernd dieselbe Temperatur wie im Raum um den Tank herum erhält. Dadurch werden wesentliche thermische Bewegungen in dem Flanschbereich vermieden. Durch die Isolierung erhält man gleichzeitig am oberen Teil der Tankschürze annähernd dieselbe Temperatur wie für den Tank. Um den Effekt der Isolierung weiter zu verbessern, kann man die Isolierung in dem zwischen Tankschürze und Tank gebildeten Keil auslassen und diesen Hohlraum eventuell mit einem wärmeleitenden Material anfüllen.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, die vorgezogene Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, näher erklärt.
Auf den Zeichnungen zeigt
Figur 1 einen schematischen Schnitt durch ein Schiff mit einem darin aufgelagerten Kugeltank.
Figur 2 zeigt einen schematischen Schnitt-durch ein
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Schiff mit einem darin aufgelagerten Kugeltank, mit der Tankschürze direkt in den Rumpf eingeschweisst.
Figur 3 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein Schiff mit einem darin hängend aufgelagerten Kugeltank.
Figur 4 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein •Schiff mit einem darin aufgelagerten zylindrischen Tank.
Figur 5 zeigt einen Grundriss eines Quadrants des Fundamentflansches in der Ausführung nach Figur 1.
Figur 6 zeigt einen Schnitt in grösserem Masstab nach der Linie VI-VI in Figur 5, in welchen Schnitt auch der Tragflansch eingezeichnet ist.
Figur 7 zeigt einen Grundriss von Figur 6, ohne den Tragflansch.
Figur 8 zeigt einen Ausschnitt in grösserem Masstab von der Verbindung zwischen Tankschürze und Tank in Figur 1.
Figur 9 zeigt einen Schnitt in grösserem Masstab durch die Tankschürze und einen Teil des Tanks in Figur 1, mit angedeuteter Isolation von Tank und Tankschürze.
Figur 10 zeigt einen Vertikalschnitt in grösserem Masstab durch den Übergang zwischen einer Tankschürze und einem Tank und zeigt eine vorteilhafte Ausführung des Übergangs.
Figur 11 zeigt einen Vertikalschnitt in kleinerem Masstab als Figur 10 durch eine andere vorteilhafte Ausführung des Übergangs zwischen Tankschürze und Tank.
Figur 12 zeigt einen Aufriss des in Figur 11 durchschnittenen Bereichs.
Figur 13 zeigt einen Schnitt wie in Figur 11 und zeigt eine andere Ausführung des Übergangs zwischen Tankschürze und Tank.
In Figur 1 ist das Schiff allgemein mit 1 bezeichnet. Das Schiff besitzt Seitentanks 2 und 4 und Bodentanks 3· Eine umlaufende Fundamentschürze 12 ragt von dem inneren Boden des Schiffs hoch und ist an diesem festgeschweisst. Zuoberst besitzt die Fundamentschürze 12 einen umlaufenden Fundamentflansch 8. Auf diesem Fundamentflansch 8 ruht der Kugeltank 5 mit Hilfe der νο,η der Äquatorebene des Kugeltanks tangential gerichteten Tankschürze 6, die zuunterst in einen Tragflansch 7 übergeht. In Figur 1 ist zwischen dem Tragflansch 7 und dem Fundamentflansch ,8 ein Zwischenraum 11 angedeutet. Dieser Zwischenraum ist von
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elastischen Körpern zur Aufnahme von Verwindungsbewegungen und des Verriegelungsorgans zur Verhinderung dynamischer Bewegungen ausgefüllt (siehe Figur 5~7.) ·
Der Kugeltank 5 ruht sonst frei auf dem Fundament. Normalerweise wird sich der Kugeltank 5 auf dem Platz halten, bei einer eventuellen Überschwemmung in dem Schiffsraum wird der Kugeltank aber hochschwimmen können, und auf den inwendigen Seiten des Schiffs sind daher Konsolen 9 und 10 vorgesehen, die über dem Flansch 7 liegen und eine aufwärtsgerichtete Bewegung des Kugeltanks 5 verhindern. Anstatt der angedeuteten Konsolen kann man natürlich auch beispielsweise Bolzenverbindungen zwischen den Flanschen benutzen.
In Figur 2 ist eine Ausführung gezeigt, wobei ein Kugeltank 32 mit Hilfe einer Schürze 3I in dem Schiff 33 aufgelagert ist. Die Schürze ist direkt in dem Rumpf festgeschweisst. Diese Ausführung kann mit Vorteil benutzt werden, wenn der Rumpf stark genug ist.
In Figur 3 ist eine Ausführung gezeigt, wobei ein Kugeltank 36 in dem Schiff 34 1^t Hilfe der schwach konischen Schürze 35> die zuoberst an dem Rumpf festgeschweisst ist, hängend aufgelagert ist.
In Figur 4 ist eine Auflagerung eines kreiszylindrischen Tanks 39 in einem Schiff 37 mit Hilfe einer Schürze 38 gezeigt. Die oben in Verbindung mit der Ausführung in Figur 1 gezeigten elastischen Körper können beispielsweise als Gummikissen 13, wie in Figur 5 gezeigt, ausgebildet werden. Die Gummikissen 13 werden mit gegenseitigem Abstand und in Bordrichtung vorgesehen, und zu beiden Seiten der Mittellinie des Schiffs sind zwischen den einzelnen Gummikissen I3 besondere Verriegelungsorgane I4 bzw. vorgesehen.
Eine Ausführung der Verriegelungsorgane ist in Figur und 7 gezeigt. Auf dem Fundamentflansch 8 sind Konsolen 16,17, und 19 festgeschweisst, deren Konstruktion aus Figur 3 und 4 hervorgehen wird. Die Konsolen I6-I9 sind so vorgesehen, dass zwischen den Konsolen 16,17 und den Konsolen 18,19 eine über die Breite des Fundamentflansches verlaufende Verriegelungsnut 20 gebildet wird. Zwischen den respektiven Konsolenpaaren 16,17 und 18,19 wird in entsprechender Weise eine Führungsnut 21 gebildet.
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Auf dem Tragflansch f ist eine trapezförmige Platte 22 festgeschweisst, die, wenn der Kugeltank an seinem Platz montiert ist, in die Führungsnut 21 hinabragt und einen gewissen Spielraum in Richtung des Doppelpfeils A besitzt. Von beiden Seiten der Platte 22 ragt je eine kastenförmige Schweisskonstruktion 23 bzw. 24 heraus. Diese kastenförmigen Schweisskonstruktionen sind so bemessen, dass sie, wenn der Kugeltank montiert ist, in die Verriegelungsnut 20 hineinpassen, wie aus Figur 6 und 1J hervorgeht.
Wenn man annimmt, dass die in Figur 6 und 7 gezeigte Konstruktion eins der Verriegelungsorgane I5 in Figur 5 repräsentiert, dann wird das Verriegelungsorgan, das also aus auf dem Fundamentflansch bzw. dem Tragflansch vorgesehenen zusammenwirkenden Element Desteht, querschiffs Bewegungen verhindern, da die kastenförmigen Schweisskonstruktionen 23,24 ohne wesentlichen Spielraum an die Verriegelungsnut 20 angepasst sind. Dagegen wird das Verriegelungsorgan I5 eine gewisBe Bewegungsmöglichkeit in der Längsschiffsrichtung, wegen des genannten Spielraums zwischen der Platte 22 und der Führungsnut 21, besitzen. Die Verriegelungsorgane 14, die sich in Bordrichtung befinden, besitzen dieselbe Konstruktion wie die Verriegelungsorgane I5, und in diesem Bereich wird jedes einzelne Verriegelungsorgan I4 gegen längsschiffs Bewegungen gesperrt sein, aber in der Querschiffsrichtung eine gewisse Bewegungsmöglichkeit besitzen. Mit den beschriebenen Verriegelungsorganen ist der Kugeltank dergestalt gegen dynamische Bewegungen in der Querschiffs- und Längsschiffsrichtung gesichert, und die Flansche 7 unc^ 8 besitzen gleichzeitig eine gewisse Bewegungsmöglichkeit im Verhältnis zueinander. Die Spielräume zwischen den respektiven Platten 22 und der dazugehörigen Führungsnut 21 geben nämlich Möglichkeit dazu, thermische Bewegungen zu erlauben, und dort, wo kein Verriegelungsorgan vorhanden ist, liegen die Flanschen nur lose aneinander an.
Anstatt der Gummikissen I3 kann man natürlich auch andere geeignete elastische Körper, beispielsweise Tellerfedern, b.enutzen, und die Verriegelungsorgane können auch andere geeignete Ausführungen besitzen. Die Placierung der beiden elastischen Körper kann auch im Verhältnis zu dem gezeigten Placierungsmuster geändert werden.
In Figur 8 ist eine mögliche Schweissverbindung zwischen der Tankschürze 6 und dem Kugeltank 5 näher gezeigt. Wie man sieht,
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ist die Schweissnaht 25 zwischen der Tankschürze 6 und dem Kugeltank 5 als eine wellenförmige Linie ausgebildet. In dieser Weise erhält man grösseres Befestigungsareal und auch eine weichere Befestigung. Die in der Tankschürze 6 ausgebildeten Löcher 26 dienen zur Spannungsverteilung in diesem beanspruchten Bereich.
Wenn flüssiges Gas, wie beispielsweise Methan, das mit einer Temperatur von ca. -l6O° gelagert wird, in den Kugeltank 5 gefüllt wird, wird sich der Kugeltank zusammenziehen. Hier kommt der Vorteil der Tankschürze 6 deutlich zum Ausdruck. Die Tankschürze 6 dient zum Ausgleichen der Zusammenziehung des Tanks, so dass man in dem Flanschbereich so kleine Bewegungen wie möglich erhält. Um ferner thermische Bewegungen zu verhindern, kann man, wie in Figur 9 gezeigt, die Schürze 6 zweckmässigerweise mit einer in Richtung des Flansches 7 abnehmbaren Isolierung 28 ausbilden. Diese Isolierung 28 bildet eine Fortsetzung der für den Tank 5 üblichen Isolierung 27· Mit Hilfe von wärmetechnischen Berechnungen kann man das Ausmass und die Form der Isolierung bestimmen, so dass man in der Schürze einen Temperaturgradienten erzielt, der akzeptable thermische Spannungen ergibt. Der untere Teil der Schürze ist nicht-isoliert, so dass der Flansch 7 annähernd dieselbe Temperatur wie in dem Raum um den Kugeltank herum, und also dieselbe Temperatur wie der Flansch 8, erhält. In dem Einschweissbereich 30 wird annähernd dieselbe Temperatur wie in dem Kugeltank sein, und die Erzielung dieses Effekts wird dadurch gestärkt, dass in dem Ausführungsbeispiel ein wärmeleitendes Medium in dem Keil 29 anstatt von Isolierung vorgesehen ist.
In Figur 10 ist eine andere mögliche Ausführung der Verbindung zwischen einer Tankschürze und einem Tank gezeigt. Die Verbindung besteht aus einem Ring 4I mit grösserer Dicke als die Tankwand, welcher Ring in die Tankwand 40» 45 eingeschweisst ist und einen Teil dieser bildet. An dem unteren Rand des Rings ist eine Nut 42 mit einer Form vorgesehen, die von dem Spannungsbild in diesem Bereich aus bestimmt ist. Der dadurch entstandene äussere Vorsprung 43 bildet eine Anweisung zum Aufschweissen der Schürze 46· Der obere Rand des Rings 4I ist bei 44 zu der Tankwand 40 hin anschmiegend ausgebildet.
Figur 11 und 12 zeigen noch eine Möglichkeit zum Befestigen einer Tankschürze 47 an einem Tank mit Hilfe einer Übergangskonstruktion, die in diesem Fall aus zwei auf der Aussen-
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aeite des Tanks 48 festgeschweissten umlaufenden Profilen 54 und
49 besteht, welche Profile im Verhältnis zueinander mit Platten
50 abgesteift sind. Der obere Rand 5I der Tankschürze besitzt Wellenform und ist an den Platten 50 und dem Profil 49 festgeschweisst. Auf der Innenseite des Tanks sind zur Absteifung zwei umlaufende Profile 52 und 53 festgeschweisst, zwischen welchen mit passenden Zwischenräumen Absteifungsplatten 55 eingeschweisst sind.
Figur 13 zeigt eine andere mögliche Übergangskonstruktion zwischen Schürze und Tank. Auf dem Tank 62 ist ein umlaufender Flansch 56 festgeschweisst. An der Schürze 57 ist e^-n Flansch festgeschweisst. Zwischen den beiden Flanschen 56 und 58 sind justierbare Zwischenlagen 59*6l eingelegt. Die Flansche sind, wie durch die punktierte Linie 60 angedeutet, zusammengebolzt.
Nähere Einzelheiten an der Erfindung sind vorstehend unter Bezugnahme auf die Auflagerung eines Kugeltanks, wie schematisch in Figur 1 gezeigt, erklärt. Diese Einzelheiten können natürlich mit eventuellen Anpassungen auch in Verbindung mit beispielsweise den in Figur 2, 3 unc* 4 gezeigten Auflagerungsmöglichkeiten angewandt werden, was für einen Fachmann bei einem Studium der vorhergehenden Beschreibung naheliegend sein wird. Besonders ist hier hervorzuheben, dass Benutzung von Fundamentflansch und Tragflansch auch für die in Figur 2 und 3 angedeuteten Lösungen verwendet werden kann und dass die besondere Isolierungsausführung natürlich beispielsweise auch bei den in Figur IO-I3 gezeigten Obergangskonstruktionen angepasst werden kann.
In den Zeichnungsfiguren sind sämtliche Schürzen als kontinuierliche Schürzen gezeigt. Dies ist natürlich keine Bedingung, da die Schürzen in der Praxis konstruktiv bedingte Ausschneidungen, Absteifungen etc. besitzen können, wie es von Plattenkonstruktionen her bekannt ist. Der Anschlussbereich der Schürze an den Tank kann auch ausserhalb der Äquatorialebene, bzw. der mittleren Horizontalebene, liegen. Wenn die Verhältnisse es zulassen, können Tragflansch und Fundamentflansch ohne elastische Zwischenlage aneinander anliegen.
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Claims (14)

  1. Patentansprüche.
    Vorrichtung zum Auflagern von Tanks an Bord von ichiffen, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank im Schiffsrumpf mittels einer zylindrischen oder schwach konischen kontinuierlichen Plattenkonstruktion (6; 1^l; 35 j 3^) eingespannt oder gelagert ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenkonstruktion (3I; 35 j 3^) direkt an dem Rumpf festgeschweisst ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenkonstruktion (6) in einen Tragflansch (7) endet, welcher Tragflansch (7) auf einem auf dem Rumpf montierten Fundamentflansch (8) ruht.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet, dass der Fundamentflansch (8) von einer auf dem Rumpf montierten Schürze (12) getragen wird.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4> dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Tragflansch (7) und dem Fundamentflansch (8) gegenseitig zusammenwirkende Verriegelungsorgane (14,15) vorgesehen sind.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsorgane (14,15) an Teilen der Flansche (7,8), querschiffs und längsschiffs, entlang vorgesehen sind.
  7. 7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsorgane (14,15) in den einzelnen Bereichen nur eine Verriegelungswirkung längsschiffs, bzw. querschiffs, besitzen.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3~7j dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Tragflansch und· dem Fundamentflansch elastische Körper eingelegt sind.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenkonstruktion mit Hilfe einer zwischen der Plattenkonstruktion und dem Tank eingeschalteten Obergangskonstruktion (4I; 49-55; 56, 58-6I) an den Tank (4O; 47; 62) angeschlossen ist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ring (4I) mit grosserer Dicke als die Tankwand (40,45) in die Tankwand eingeschweisst ist und einen Teil dieser bildet, wobei
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    die Plattenkonstruktion (46) an dem Ring festgeschweisst ist.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenkonstruktion (6) an dem Tank (5) mit einer wellenförmigen Schweissnaht (25) festgeschweisst ist.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der forhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenkonstruktion (6) teilweise isoliert (28) ist.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung in dem zwischen der Plattenkonstruktion (6) und dem Tank (5) gebildeten Keil (29) ausgelassen ist.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Keil (29) ein wärmeleitendes Medium eingelegt ist.
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    Leerseite
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