DE2247220A1 - Vorrichtung zum transport von tiefsiedenden verfluessigten gasen - Google Patents

Vorrichtung zum transport von tiefsiedenden verfluessigten gasen

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DE2247220A1 DE19722247220 DE2247220A DE2247220A1 DE 2247220 A1 DE2247220 A1 DE 2247220A1 DE 19722247220 DE19722247220 DE 19722247220 DE 2247220 A DE2247220 A DE 2247220A DE 2247220 A1 DE2247220 A1 DE 2247220A1
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Description

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
(H 685) , ' H 72/57
La/bd 27.9.1972
Vorrichtung sum Transport von tiefsied endenverfJUlssig[ten. Gasen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transport von tis fsiedenden verflüssigten Gasen mit mehreren im Verhältnis zu ihrem Durchmesser eine große Länge besitzenden, in sich abgeschlossene Speicherbehälter innerhalb eines wärmeisolierten Laderaumes.
Es ist bereits ein Tankschiff bekannt geworden, in dessen isoliertem Laderaum eine Vielzahl von Einzelbehältern angeordnet sind, wobei jeder einzelne Behälter an seinem oberen und unteren Ende von der.tragfähigen Boden- bzw. Deckenisolierung des Schiffes gehalten wird (DT-P3 1 I65 055). Die während
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des Transportes auf die Behälter wirkenden Trägheitskräfte, die z.B. durch Schlingern oder Rollen des Schiffes hervorgerufen werden und angesichts der großen Masse des Transportgutes erhebliche Ausmaße annehmen können, werden bei dem bekannten Tankschiff zum größten Teil auf das Schiffsdeck Übertragen, so daß dieses erheblichen Belastungen ausgesetzt ist und somit stabil konstruiert sein muß. Dies erfordert aber einen erheblichen Investitionsaufwand, der die Wirtschaftlichkeit des Tankschiffes schmälert. Hinzu kömmt, daß durch das hohe Eigengewicht des stabilen Schiffsdecks bereits ein Teil der Nutzlast des Schiffes verloren geht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und doch stabile Vorrichtung zum Transport tiefsiedender Flüssigkeiten zu entwickeln, die die eingangs geschilderten Nachtei Ie nicht enthält.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Behälter innerhalb des Laderaumes zu mindestens einer Bjhältergruppe zusammengefaßt sind, wobei Jeder Behälter eine Gruppe mit den benachbarten Behältern dieser Gruppe mindestens in seinem oberen und unteren Mantelbereich starr verbunden ist und wobei höchstens zwei aufeinanderstoßende Seitenwände des Laderaumes benachbarte Behälter der Behältergruppe mit diesen in Richtungen, die parallel zu der Jeweiligen Seitenwand verlaufen, gleitend und in Richtungen, die senkrecht zur Jeweiligen Seitenwand verlaufen, starr verbunden sind.
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Dadurch, daß die Speicherbehälter erfindungsgemäß innerhalb des wärmeisolierteη Laderaumes eines Fahrzeuges, z.B. eines Schiffes zu Behältergruppen zusammengefaßt und innerhalb dieser Gruppen zumindest an ihren oberen und unteren Enden fest miteinander verbunden sind, werden alle auf die Behälter der Gruppe während des Transportes wirkenden Trägheitskräfte zunächst innerhalb der Behältergruppe lokalisiert und je nach Richtung der Trägheitskrfifte auf eine der beiden aufeinanderstoßenden Seitenwände, mit denen die Behältergruppe als starre Einheit fest verbunden ist, oder auf beide zusammen übertragen. Es findet somit überhaupt keine Belastung der Abdeckung des wärmeisolierten Laderaumes statt, so daß an diese hinsichtlich der Stabilität keine großen Anforderungen gestellt zu werden brauchen. Es werden also z.B.bei einem Tankschiff alle innerhalb einer Behältergruppe auftretenden Trägheitskräfte auf eine Seitenwand und/oder auf einen senkrecht dazu verlaufenden Kofferdamm, die sowieso stabil ausgebildet sind, übertragen, während das Schiffsdeck vollständig unbelastet bleibt.
Dem Problem der durch Temperaturunterschiede bedingten thermischen Relativbewegungen zwischen einer Behältergruppe und den Seitenwänden des wärmeisolierten Laderaumes wird erfindungsgemäß dadurch begegnet, daß Jede Behältergruppe nur an zwei aufeinanderstoßenden Seitenwänden befestigt ist, also zum Beispiel bei einem Tankschiff nur an einer Schiffsseitenwand und
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einem senkrecht zu der Schiffsseitenwand verlaufenden Kofferdamm, wobei es allerdings von besonderer Bedeutung ist, daß eine Behältergruppe zwar bezüglich der senkrechten Richtungen auf die Jeweiligen Seitenwände starr mit diesen verbunden ist, daß sie sich aber in Richtungen, die parallel zu den beiden Seitenwänden verlaufen, frei bewegen können. Somit findet aufgrund von Temperaturschwankungen eine horizontale Bewegung der gesamten Behältergruppe statt, die Jedoch zu keinen Spannungen innerhalb der Gruppe führt, da bezüglich beider Seltenwände immer ein κ freier Bewegungsfreiheitsgrad vorliegt. Wird also eine Behältergruppe, z.B. innerhalb des Laderaumes eines Tankschiffes, mit verflüssigten Gasen aufgefüllt so findet eine Kontraktion der Behältergruppe statt, die, da diese fest mit einer Seitenwand und einem Kofferdamm verbunden ist, zu einer Verschiebung der gesamten Gruppe sowohl in Richtung der Seltenwand als auch in Richtung des Kofferdammes führt. Da die Behältergruppe Jedoch bei einer Verschiebung in Richtung Kofferdamm entlang der Seitenwand und bei einer Verschiebung in Richtung Seitenwand entlang des Kofferdammes gleiten kann, treten keinerlei thermisch bedingte Spannungen innerhalb der Behältergruppe auf. Da die Behältergruppe zudem auch in bezüglich der Seitenwand und des Kofferdammes vertikalen Richtungen frei beweglich gehaltert ist, treten auch durch thermisch bedingte vertikale Schrumpfoder Streckbewegungen keinerlei Spannungen in der Behältergruppe auf. Insgesamt ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung somit
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auf einfachste Weise eine vollständige Übertragung aller Trägheitskräfte auf die Seitenwände des Laderaumes, ohne daß die Decke des Laderaumes belsstet würde, bei gleichzeitiger vollständiger Bewältigung aller thermisch bedingter Relativbewegungen, so daß durch diese keine unerwünschte! Spannungen innerhalb der Behältergruppe auftreten können.
Mit Vorteil werden die Behälter eines Laderaumes mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt zu vier Behältergruppen zusammengefaßt, wobei dann die Jeweils zwei aneinanderstoßenden Seitenwänden am nächsten benachbarten Behälter dieser Gruppen auf die bereits beschriebene Art und Weise mit diesen verbunden werden .
Am einfachsten läßt sich die starre Verbindung der Behälter einer Behältergruppe untereinander realisieren, in dem gemeinsame Deck- und Bodenplatten vorgesehen werden, mit denen die einzelnen Behälter an ihrem oberen und unteren Ende verschweißt werden.
Zur Verbindung der Behälter einer Behältergruppe untereinander können aber auch flache Flansche herangezogen werden, wobei diese Plansche im oberen und unteren Bereich des Zwischenraumes zweier benachbarter Behälter eingepaßt und mit den Mänteln verschweißt werden. Zur größeren Stabilität können die Mäntel an den Stellen der Flansche verstärkt ausgebildet und/oder die einzelnen Behälter können an diesen"Stellen mit gelochten Zwischenböden versehen sein.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können für den Fall, daß die Behälter einen kreisförmigen Querschnitt besitzen, die Flansche aber auch aus Ringen bestehen, die innen eine kreisförmige Gestalt und außen die Gestalt eines gleichseitigen Polygons, vorzugsweise eines gleichseitigen Sechsecks, besitzen. Diese Ringe werden zunächst über die einzelnen Behälter gestülpt und an den gewünschten Befestigungsstellen mit den verstärkten oder unverstärkten Mänteln verschweißt. Daraufhin wird durch Verschweißen der Ringe benachbarter Behälter entlang der Kanten gegenüberliegender Polygone eine starre Verbindung zwischen den Behältern hergestellt. Es kann also bei Verwendung eines Ringes mit dem äußeren Profil eines gleichseitigen Sechseckes auf einfachste Weise Jeder Behälter mit maximal sechs benachbarten Behältern starr verbunden werden.
Eine weitere Möglichkeit der Befestigung der Behälter einer Behältergruppe untereinander, die besonders dann von Interesse ist, wenn sowohl die Boden- als auch die Deckenteile flach ausgebildet sind, besteht darin, anstatt einer durchgehenden Boden- bzw. Deckenplatte nunmehr flache Verbindungsstücke vorzusehen und diese zunächst mit den Boden- und Deckenteilen der einzelnen Behälter und daraufhin entlang ihrer benachbarten Kanten zu verschweißen. Insbesondere für den Fall, daß die Behälter einen kreisförmigen Querschnitt besitzen, können auch hler flache Platten mit der Gestalt eines gleich-
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seitlgen Polygones, vorzugsweise eines gleichseitigen Sechsecks herangezogen werden, wobei die Platten zunächst jeweils mit den Behälterböden und Behälterdecken und dann entlang ihrer gegenüberliegenden Kanten verschweißt werden. Die Verwendung von polygonartigen Flanschen bietet den Vorteil, daß die Schweißkanten nur relativ gering auf Scherkräfte beansprucht werden.
Für manche Anwendungsfälle kann es auch zweckmäßig sein, bei benachbarten Behältern einer Behältergruppe neben starren Verbindungen in deren oberen und unteren Bereich noch zusätzliche Verbindungen, z.B, der bereits beschriebenen Art, in einem oder mehreren Zwischenbereichen, z.B. in einem mittleren Bereich, vorzusehen. Diese Maßnahme ist insbesondere dann von Interesse, wenn die einzelnen Behälter einer Behältergruppe eine große vertikale Ausdehnung besitzen'.
Die erfindungsgemäße Vorbindung einer Behältergruppe mit höchstens zwei aufeinanderstoßenden Seitenwänden läßt sJdi am einfachsten über Anker mit rechtwinklig abgebogenen Bügeln erreichen, wobei jeweils ein erster an einem Behälter der Behältergruppe befestigter Anker, dessen Bügel in Richtung Behälterboden zeigt mit einem zweiten Anker, der an der dem Bügel am nächsten liegenden Seitenwand befestigt ist und dessen Bügel in Richtung Behälterdecke zeigt, durch ineinandergreifen der beiden Bügel gekoppelt ist. M^t Vorteil ist der zweite Anker hierbei nicht unmittelbar an der Seitenwand, sondern an der Führungsschiene
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einer mit der Seitenwand befestigten Stützkonstruktion angeordnet. Diese Stützkonstruktion erstreckt sich In horizontaler Richtung durchgehend über die Seitenwand, während die Führungsschiene mit Dehnungsfugen versehen 1st. Die Anzahl der Anker an der jeweiligen Führungsschiene entspricht im Wesentlichen der Anzahl der dieser Seitenwand unmittelbar benachbarten Behälter einer Behältergruppe. Es kann Jedoch auch ein einziger Anker entlang der gesamten Führungsschiene vorgesehen sein.
Die Anordnung der jeweilig zueinander zugeordneten Anker der Seitenwand und eines Behälters ist so gewählt, daß bei maximaler Schrumpfung der Behälter, also während deren tiefkaltem Zustand die beiden Bügel vollständig ineinandergreifen, während sie bei maximaler Streckung der Behälter, also im warmen, entleerten Zustand, nur noch teilweise ineinandergreifen. Der Abstand des Bügels des zweiten Ankers zu der parallel verlaufenden Führungsschiene entspricht in etwa der Dicke des ersten Bügel», so daß in einer zur Seitenwand senkrechten Richtung keLne Relativbewegungen zwischen Behältergruppe und der dieser Seitenwand zugeordneten Führungsschiene erfolgen können. Dadurch, daß die Breit des zweiten Bügels größer gewählt ist, als die des ersten, können bei gleichbleibender starren Verbindung bezüglich der senkrechten Richtung zur Stirnwand Relativbewegungen in Richtungen parallel zur Führungsschiene bzw. der dieser zugeordneten Seitenwand erfolgen.
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Insgesamt ermöglichtdie erfindungsgemäße Vorrichtung somit die vollständige Übertragung der in einer Behältergruppe auftretenden Trägheitskräfte auf die stabilen Seitenwände des Laderaumes bei gleichzeitiger spannungsloser Bewältigung aller thermisch bedingter Relativbewegungen zwischen Behältergruppe und Seitenwänden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist daher besonders vorteilhaft für Tankschiffe mit einer Vielzahl von Einzelbehältern geeignet.
Weitere Erläuterungen der Erfindung sind in den in den Figuren schematisch dargestellten "Ausführungsbeispielen zu entnehmen.
Es zeigens
Figur 1 eine Draufsicht auf den Laderaum eines Tankschiffes; a
Figur 2 eine Seitenansicht einer Behältergruppe in Richtung der Schiffslängsachse;
Figur j5 eine Ausführungsform einer Ankerverbindung im Detail.
Gemäß Figur 1 befinden sich in dem von zwei Kofferdämmen 1 und 2 und den beiden Seitenwänden 3 und 4 gebildeten Teilladeraum eines Tankschiffes eine Vielzahl von Speicherbe-
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hältern 5 mit kreisförmigem Querschnitt für tiefsiedende verflüssigte Gase. Diese Speicherbehälter 5 sind zu vier Behältergruppen 6, 7f B und 9 zusammengefaßt, wobei jeder der Behälter einer Behältergruppe mit seinem hier nicht dargestellten unteren und seinem oberen Bereich über flache Metallringe 10 mit innerem kreisförmigen Rändern und äußeren Rändern, die die Gestalt von gleichseitigen Sechsecken aufweisen, mit seinen nächsten Nachbarn starr verbunden ist. In dem der kreisförmige Rand jedes Ringes mit dem Jeweiligen BehSltermantel und gegenüberliegende Sechseckkanten benachbarter Ringe miteinander verschweißt sind. Insgesamt ist also Jeder BebJtlter einer Behälter· gruppe mit maximal sechs nächsten Nachbarn starr verbunden. Die Verbindung, z.B. der Behältergruppe 6, mit dem Kofferdamm 1 und der Schiffsseitenwand 3 wird mittels Anker 11 erreicht, die einerseits jeweils mit dem, dem Kofferdamm 1 und der Schiffsseitenwand 3 am nächsten liegenden Behältern 5 oder mit den diesen zugeordneten Ringen verschweißt sind und andererseits Über einen rechtwinklig zum Behälterboden abgebogenen BUgel, der in einen entgegengesetzt gebogenen Bügel 12 eines zweiten Ankers, der an der Führungsschiene 13 bzw. 14 einer starr mit dem Kofferdamm 1 bzw. der Schiffsseitenwand 3 verbundenen Tragekors truktlon 15 bzw. 16 angeordnet ist, greift. Die Behältergruppe 6 ist somit in Richtungen, die senkrecht zu dem Kofferdamm 1 bzw. der Schiffsseitenwand 3 verlaufen,
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en
starr, In Richtung/aber die parallel zu dem Kofferdamm bzw. der Schiffsseitenwand verlaufen, gleitend mit dem Kofferdamm bzw. der Schiffsseitenwand verbunden. Somit treten durch thermisch bedingte Relativbewegungen der Behältergruppe zu den starren Befestigungswänden keinerlei Spannungen innerhalb der Behältergruppe auf. Es findet lediglich eine Verschiebung der gesamten Behältergruppe 6 In Richtung der von dem Kofferdamm 1 und der Schiffsseltenwand 5 gebildeten Ecke 1? statt.
Dehnungsfugen 38 innerhalb der an dem Kofferdamm 1 bzw. der Schiffsseitenwand befestigten Führungsschienen dienen zur Kompensation thermischer Bewegungen der Führungsschiene parallel zum Kofferdamm bzw. zur Schiffsseitenwand.
Die Behältergruppen 7, 8 und 9 sind analog zur Behältergruppe 6 an den diesen jeweils am nächsten benachbarten Kofferdämmen und Schiffsseitenwänden befestigt.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 sind die Behälter 5 der Behältergruppe nunmehr über eine geschlossene Deckplatte 18 und eine geschlossene Bodenplatte I9, mit denen sie verschweißt sind, fest miteinander verbunden. Die Bodenplatte 19 ist frei beweglich auf einer unmittelbar auf dem oberen Schiffsboden befindlichen tragenden Isolierschicht 20, die z.B. aus einem geeigneten Holz hergestellt sein kann, angeordnet. Die oberen und unteren Verbindungen zwischen Kofferdamm und Behältergruppe sind wiederum über ineinandergreifende
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Ankerverbindungen 22 und 23 der bereits geschilderten Art realisiert. Zwischen dem Kofferdamm und der Behältergruppe ist eine elastische Isolierschicht 24, z.B. aus Schlackenwolle, vorgesehen.
In Figur 3 ist die beispielhafte AusfUhrungsform einer oberen Ankerverbindung zwischen einem Behälter 5 einer Btihältergruppe und einem Kofferdamm 2 im Detail dargestellt. Ein erster Anker 25 mit einem senkrecht zum Behälterboden abgebogenen Bügel 26 ist mit der oberen Deckenplatte .18 der Behältergruppe verschweißt. Ein zusätzliches Profil 27 dient zur Verstärkung dieser Schweißverbindung. Weiterhin ist bei diesem AusfUhrungsbeispiel auch der obere Mantelbereich des Behälters über vertikale T-förmige Metallträger 28 verstärkt ausgebildet. Der Bügel 26 greift in einen entgegengesetzt gerichteten Bügel 29 eines zweiten Ankers 30, der an der ebenen Führungsschiene 31 einer Tragkonstruktion 32 befestigt ist, die eine stabile Verbindung zwischen Stirnwand und Kofferdamm herstellt. Über ein Verstärkungsprofil 33 1st der zweite Anker zusätzlich stabilisiert.
13 Patentansprüche
2 Blatt Zeichnungen
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Claims (12)

  1. LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
    H 685) ■ H 72/57
    La/bd
    - ' 27.9.1972
    Patentansprüche
    !..^Vorrichtung zum Transport von tief siedenden verflüssigten Gasen mit mehreren im Verhältnis hu ihrem Durchmesser eine große Länge besitzenden, in sich abgeschlossenen Speicherbehältern innerhalb eines wärmeisolierten Laderaumes, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter innerhalb des Laderaumes zu mindestens einer Behältergruppe (6, 1J, 8, 9) zusammengefaßt sind, wobei Jeder Behälter (5) einer Gruppe mit den benachbarten Behältern dieser Gruppe mindestens in seinem oberen und unteren Mantelbereich starr verbunden ist und wobei höchstens zwei aufeinanderstoßende Seitenwände (1, 3) des Laderaumes benachbarte Behälter der Behältergruppe mit diesen in Richtung, die parallel zur jeweiligen Seitenwand verlaufen, gleitend und in Richtungen, die senkrecht zur jeweiligen Seitenwand verlaufen, starr verbunden sind.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung der Behälter einer Behältergruppe durchgehende Platten (l8, I9) vorgesehen sind, mit denen die Deckenteile bzw. die Bodenteile der Behälter verschweißt sind.
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  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mäntel der Behälter im Decken- (l8) und/oder Bodenbereich verstärkt ausgebildet sind.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daß die starren Verbindungen der Behälter einer Behttltergruppe untereinander über flache Flansche hergestellt sind, die jeweils zwischen benachbarte Behälter eingelegt und mit deren oberen und unteren Mantelteilen verschweißt sind.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit Behältern« die einen kreisförmigen Querschnitt besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die starren Verbindungen Über ringförmige Plansche (10) mit einem inneren Kreisprofil und einem äußeren Profil eines gleichseitigen Polygones, vorzugsweise eines Sechsecks hergestellt sind, wobei die Flansche auf die Behälter aufgestülpt und einerseits mit den Mänteln und andererseits mit entsprechenden Seitenkanten benachbarter Flansche verschweißt sind.
  6. 6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 4 und 5» dadurch gekennzeichnet, daß an der Stelle der Flansche die Behälterwände verstärkt ausgebildet sind.
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    LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
  7. 7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter an der Stelle der Flansche mit einem durchlochten Zwischenboden versehen sind.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterböden und Behälterdecken der Behälter flach ausgebildet und mit Behälterböden und Behälterdecken benachbarter Behälter fest verbunden sind.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8 mit Behältern, die einen kreisförmigen Querschnitt besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Behälterböden und Behälterdecken flache Platten mit der Gestalt eines gleichseitigen Polygones, vorzugsweise eines Sechseckes aufgeschweißt sind und daß benachbarte Platten entlang gegenüberliegenden Kanten äquivalenter Polygone verschweißt sind.
  10. 10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen der höchstens zwei aufeinanderstoßenden Seitenwänden (1, J>) benachbarten Behälter mit diesen Jeweils über zwei Anker mit rechtwinklig abgebogenen Bügeln, die ineinandergreifen, hergestellt sind, wobei jeweils ein erster Anker (25), dessen Bügel (26) in
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    LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
    Richtung Behälterboden zeigt an dem Jeweiligen Behälter (5) und ein zweiter Anker (30), dessen Bügel (29)
    in Richtung Behälterdecke zeigt, Jeweils ander Führungsschiene (31) einer starr mit den Seitenwänden verbundenen Tragekonstruktion (32) angeordnet ist.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet, daß die BUgellängen der beiden Anker größer als die thermisch bedingte Schrumpfbewegung der Behälter in vertikaler Richtung sind.
  12. 12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Bügels (29) des zweiten
    Ankers (30) größer ist als die des Bügels (26) des ersten Ankers (25).
    13· Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (14, 15, 31) Dehnungsfugeη (38) aufweist.
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