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Schwimmkörper, insbesondere Windsurfbrett
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und Verfahren zu dessen Herstellung.
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Die Erfindung betrifft einen Schwimmkörper, insbesondere Windsurfbrett,
der aus zwei oder mehreren miteinander im wesentlichen starr verbindbaren Abschnitten
zusammengesetzt ist, wobei die Abschnitte aus einem Kunststoff bestehen, sowie ein
Verfahren zum erstellen eines derartigen Schwimmkörpers.
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Insbesondere bei Windsurfbrettern ist es bekannt, diese mehrteilig
auszubilden. Bei derartigen bekannten Windsurfbrettern stand allgemein die Aufgabe
im Vordergrund, es zu ermöglichen, daß diese zusammengelegt transportiert werden
können, was hauptsächlich für Flugreisen oder dergleichen vorteilhaft ist.
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Die bekannten Windsurfbretter dieser Art sind jedoch ausgesprochen
schwierig und aufwendig zusammenzubauen, so daß man nur im Ausnahmefall davon ausgehen
kann, daß ein derartiger Zusammenbau bzw. das Auseinandernehmen mehrfach innerhalb
einer Saison erfolgt.
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Allgemein auf dem Sektor von aus Kunststoffen bestehenden Schwimmkörpern
und insbesondere von Segelbrettern bzw. Windsurfbrettern kann man grundsätzlich
zwei Bauarten unterscheiden, nämlich Windsurfbretter, die aus ausgeschäumten Polyester-Halbschalen
bestehen, und Windsurfbretter, die aus Polyäthylen bestehen.
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Die Nachteile sämtlicher bekannter Windsurfbretter bestehen darin,
daß hier eine ausschließlich handwerkliche und nicht industrielle Fertigung möglich
ist. Bei aus ausgeschäumten Polyester-Halbschalen bestehenden Windsurfbrettern muß
die Fertigung der Polyester-Halb schalen, deren anschließende Verklebung und daran
anschließende Ausschäumung ausBhließlich in hanawerklicher Herstellung erfolgen.
Ferner weist diese Bauart eine relativ empfindliche Außenhaut auf, bei der beispielsweise
der Gelcoat abplatzen kann. Ferner ist es nicht möglich, Verstärkungen in Form von
Spanten od. dergl. vorzusehen. Ein weitere Nachteil besteht darin, daß die Klebekanten
der Polyesterhalbschalen bei stärkerer Beanspruchung aufplatzen können und daß ferner
das nicht kontrollierbare Ausschäumen dazu führt, daß es zu einer Lunkerbildung
kommt oder sich der Schaumkern von der Außenhaut delaminieren kann. Wegen des relativ
hohen Gewichtes des verwendeten Schaums, welcher bereits bei Windsurfbrettern bei
einem Gewicht von etwa 12 kg liegt, muß aus Gewichtsersparnisgründen die Außenhaut
möglichst dünn gehalten werden, um dera-rtig-e--Windsuri'bretter-nttbt--u- schwer
werden zu lassen. Hierdurch ergibt sich wiederum eine vergleichsweise hohe Schlagempfindlichkeit
derartiger Windsurfbretter. Bei der zweiten bekannten Bauart, nämlich der Fertigung
aus Polyäthylen, treten sämtliche oben genannten Nachteile hinsichtlich des unkontrollierten
Schäumens auf. Darüberhinaus handelt es sich bei diesen Materialien um kaum oder
nur schwer reparierbare Materialien. Ferner sind derartige Windsurfbretter wegen
der sehr weichen Oberfläche des Polyäthylens ausgesprochen gegen Kratzer empfindlich.
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Die Nachteile der bekannten Arten von Windsurfbrettern liegen daher
insbesondere in den hohen Gewichten, und hauptsächlich darin, daß sich derartige
Schwimmkörper bisher in keiner Weise industriell fertigen lassen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schwimmkörper,
insbesondere Windsurfbrett, der oben genannten Art sowie ein Verfahren zu dessen
Herstellung zu schaffen, welche die oben genannten Nachteile vermeidet, und insbesondere
eine industrielle Produktion von Großserien gestattet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von den Grundgedanken
aus, die allgemein bekannte Spritzgußtechnik auf dem vorliegenden Gebiet anzuwenden,
da in dieser Technik eine ausgesprochen industrielle Fertigung von Kurzserien, d.
h. geringe Standzeiten, geringer Handarbeitsanteil unter Ausschaltung der damit
verbundenen Fehlerquellen usw., möglich ist. Da in dieser Technik bisher noch keine
Teile in der Größenordnung zwischen 3,50 m und 4 m Länge gefertigt werden, geht
die Erfindung hierbei von einem Schwimmkörper, insbesondere Windsurfbrett, aus,
der aus zwei oder mehr miteinander im wesentlichen starr verbindbaren Abschnitten
zusammengesetzt ist, wobei insbesondere an eine dreigeteilte Bauweise gedacht ist,
so daß sich hierdurch die Länge der im Spritzgießverfahren zu fertigenden Abschnitte
auf ca. 1,20 bis 1,30 m beschränken läßt, so daß hierdurch die Spritzgießtechnik
voll anwendbar wird.
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Ausgenend von einem Schwimmkörper der oben genannten Art, besteht
die Lösung der der Erfindung zugrundliegenden Aufgabe im wesentlichen darin, daß
die Abschnitte als Hohkörper ausgebildet sind und daß eine Vorrichtung zum wasserdichten
Kuppeln der Abschnitte miteinander vorgesehen ist.
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Durch die Erfindung wird insbesondere der Vorteil erzielt, daß, wie
bereits oben erwähnt, die Spritzgußtechnik zur Herstellung derartiger Schwimmkörper,
insbesondere Windsurfbretter, angewandt werden kann, da sich durch die oben angegebene
Kombination der Merkmale die Längen im Spritzgießverfahren herzustellender Abschnitte
entsprechend begrenzen lassen. Darüberhinaus kann
nunmehr ein hochschlagzähes
Material, wie Polypropylen, verwendet werden. Auf diese Weise läßt sich ein Schwimmicörper,
insbesondere Windsurfbrett mit ausgesprochen gutem Finish herstellen, der keine
Löcher wie bei der Fertigung auf Grundlage von Polyester und keinerlei Dellen wie
bei der Fertigung auf Grundlage von Polyäthylen aufweist. Hinzu formt, daß der Schaum
als tragende Struktur wegfallen kann, da der erfindungsgemäßte SchwimSkörper insgesamt
als Hohlkörper ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich eine wesentliche Gewichtsersparn-s.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung
weist die Vorrichtung zum wasserdichten Kuppen der Hohlkörperabschnitte je einen
formschlüssig ineinandergreifender.
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Abschnitt an den benachbarten Enden zweier Hohlkörperabschnitte auf,
zwischen denen eine Abdichtung vorgesehen ist, wobei der jeweils innenliegende Abschnitt
eine Verriegelungseinrichtung aufweist, welche ebenfalls formschlüssig mit entsprechenden
Ausnehmungen auf der Innenseite des benachbarten Abschnittes kuppelbar ist und wobei
zum positiven Einkuppeln und Halten der Verriegelungseinrichtung von von außen betätigbares
Druckelement vorgesehen ist.
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Als Abdichtung ist besonders bevorzugt, einen O-Ring vorzusehen, welcher
in einer wTut des inneren, formschlüssig eingreifenden Abschnitts angeordnet ist,
wobei eine entsprechende Nut in dem außen übergreifenden Abschnitt vorgesehen ist.
Hierdurch wird eine besonders sichere und wirksame Abdichtung der miteinander verbundenen
Hohlkörperabschnitte geschaffen, wobei zusätzlich noch ein Dicht fett zwischen den
ineinandergreifenden Abschnitten vorgesehen sein kann. Obwohl es auch möglich ist,
die Hohlkörperabschnitte durch Verschweißen oder Verkleben miteinander wasserdicht
zu verbinden, wird diese Ausführungsform bevorzugt, da sie es, wie weiter unten
noch näher erläutert, ermöglicht, das beispielsweise Windsurfbrett zum Transport
od. dergl. zu zerlegen und wieder zusammenzubauen.
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Im einzelnen kann die Erfindung dadurch weltergebildet werden, daß
die Verriegelungseinrichtung durch eine Anzahl verschwenkbarer Riegelarme gebildet
ist, die an ihren freien Enden formschlüssig in die Ausnehmungen auf der Innenseite
des benachbarten Hohlkörperabschnittes eingreifendes Kupplungsteil tragen.
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Das Kupplungsteil ist hierbei bevorzugt als runder Bolzen gegebenenfalls
geringer Konizität oder als rechteckiger oder quadratischer Riegel ausgebildet.
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Die Riegelarme können einstückig mit den Hohlkörperabschnitten durch
Spritzgießen hergestellt sein oder es können die Riegelarme an die fertigen Hohlkörperabschnitte
angeschraubt, geklebt oder geschweißt werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung sind die
Riegelarme in Richtung der Längsmittellinie der Hohlkörperabschnitte federvorgespannt,
derart, daß die Kupplungsteile das Ineinanderschieben benachbarter Hohlkörperabschnitte
nicht behindern. Diese Ausführungsform ist in der Kombination mit dem oben erwähnten,
von außen betätigbaren Druckelement besonders bevorzugt, da hierdurch einerseits
ein wiederholtes Auseinanderbauen und Zusammenfügen eines Schwimmkörpers der genannten
Art, insbesondere eines Windsurfbrettes, möglich ist. Hierdurch ergibt sich, geht
man von einerdreiteiligen Bauweise aus, daß eine vielseitige Verwendung eines derartigen
Windsurfbrettes möglich ist, indem beispielsweise unterschiedlich geformte Bug-und
Heckteile mit einem gleichbleibenden Mittelteil zusammengefügt werden, so daß man
hierdurch beispielsweise Kinderbretter, Brandungs-, Trick-, Allround- und Regattabretter
herstellen kann.
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Eine abgewandelte Ausführungsform nach der Erfindung kann dadurch
geschaffen werden, daß die Riegelarme in Richtung der Außenseite der Hohlkörperabschnitte
federvorgespannt sind, derart,
daß die Kupplungsteile beim Ineinanderschieben
benachbarter Hohlkörperabschnitte selbsttätig eInrasten. Diese Ausführngsfcrm stellt
eine Variante dar, bei der hauptsächlich die Vorteile der industriellen Fertigung
und des einfachen Zusammenbaus erhalten bleiben sollen.
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Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist es bevorzugt, pro
Verbindungsfuge der Hohlkörperabschnitte zwei Verriegelungen vorzusehen, die in
Ausnehmungen an der Oberseite und Unterseite des Schwimmkörpers eingreifen.
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung besteht
darin, daß das von außen betätigbare Druckelement als mit hohem Druck aufblasbares
Luftkissen aus Gummi od. dergl.
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ausgebildet ist, welches eine nach außen geführte Ventileinrichtung
aufweist. Bei der Ventileinrichtung kann es sich beispielsweise um ein herkömmliches
Automobilventil handeln, da hierdurch die Möglichkeit gegeben ist, das Luftkissen
beispielsweise an der Tanketelle aufblasen zu lassen. Es ist offensichtlich, daß
durch diese Kombination auf einfachste Art und Weise die Kupplungsteile sicher festgehalten
werden und daß zusätzlich durch das innenliegende Luftkissen die gesamte Verbindungsfuge
wasserdicht verankert wird und auch größten Belastungen standhalten wird.
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Im einzelnen ist es möglich, pro Riegelarm ein derartiges Luftkissen
zu verwenden oder alternativ ein derartiges Luftkissen pro Verbindungsfuge.
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Vorteilhafte Ausführungsformen nach der Erfindung bestehen darin,
daß die Hohlkörperabschnitte mit Spanten, Stringern od. dgl.
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versehen sind, die ebenfalls durch Spritzguß hergestellt und einstückig
ausgebildet sind. Durch die Verwendung von Spanten und Stringern ergeben sich paßgenaue
Schnittkanten und es können
die Verblndungsfugen mit relativ dünnen
Wandstärken ausgeführt werden, da hier das innenliegende Luftkissen noch eine erhebliche
Verstärkung bildet. Selbst an den ineinandergreifenden Abschnitten kann daher die
Wandstärke eines derartigen Schwimmkörpers unter 2 cm gehalten werden.
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Weiterer Gegenstand nach der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung
eines Schwimmkörpers oben beschriebener Art, welches dadurch gekennzeichnet ist,
daß zunächst die Hohlkörperabschnitte im Spritzgießverfahren hergestellt werden,
dann an den Verbindurgs fugen der Hohlkörperabschnitte die mit nach außen geführten
Ventilen versehenen Luftkissen eingebaut werden, anschließend die Hohlkörperabschnitte
zu dem Schwimmkörper zusammengefügtwwerden und schließlich die Luftkissen zur sicheren
Verriegelung aufgeblasen werden.
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Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß oben beschriebene Merkmale
nicht auf den Sektor von Windsurfbrettern beschränkt ---Nachden Grundgedanken der
Erfindung lassen sich auch beispielsweise Schwimmer von Katamaranen oder kleine
Segeljollen herstellen, falls diese in irgendeiner Form doppelwandig ausgebildet
sind. Für die erfindungsgemäße Ausbildung der Verbindungsfuge mit den aufblasbaren
Luftkissen wird ausdrücklich Elementenschutz beansprucht.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer in den Zeichnungen beispielhaft
veranschaulichten Ausführungsform näher erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 eine Draufsicht eines Windsurfbrettes mit den Merkmalen
nach der Erfindung; Fig. 2 eine Seitenansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 1;
Fig.
3 eine schematisierte seitliche Schnittansicht von Sinzelheiten der erfindungsge
ausgeldeten Verblndungsfuge, wobei diese kurz vor dem Ineinanderschieben der Hohlkörperabschnitte
veranschaulicht ist; Fig. 4 eine Fig. 3 entsprechende Ansicht nach dem Ineinanderschieben
der Hohlkörperabschnitte; Fig. 5 eine den Fig. 3 und 4 entsprechende Ansicht, welche
den Endzustand an der Kupplungsstelle darstellt; Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht
einer unteren Hälfte einer Verbindungsfuge gemäß den Fig. 3 bis 5 in seitlicher,
stark schematischer Schnittansicht im eingekuppelten Zustand; Fig. 7 eine Fig. 6
entsprechende Ansicht im ausgekuppelten Zustand;und Fig. 8 -eine-ersehnftt-sansicht-
mit weiteren Sirrzelaeaten Xer Erfindung.
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In Fig. 1 ist in Draufsicht als Ausführungsbeispiel ein Windsurfbrett
1 veranschaulicht, welches erfindungsgemäß aus drei etwa gleichlangen Hohlkörperabschnitten
2, 3 und 4 besteht, welche an Verbindungsfugen 5 und 6 miteinander verbunden sind.
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Die Hohlkörperabschnitte 2, 3 und 4 weisen hierbei eine Länge von
etwa 1,3o m auf und lassen sich somit, wie oben näher erläutert, im Spritzgießverfahren
herstellen.
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Fig. 2 zeigt das Windsurfbrett gemäß Fig. 1 nochmals in der Seitenansicht.
Außer der Aufteilung eines derartigen Schwimmkörpers in Abschnitte, welche aufgrund
ihrer Dimensionen als Hohlkörper im Spritzgießverfahren herstellbar sind, liegt
ein Schwerpunkt vorliegender Erfindung in der besonderen Ausbildung
der
Verbindungsfugen 5 und 6, welche wasserdicht ausgebildet sind und bevorzugt derart
sind, daß ein Auseinanderbauen und Zusamgtensetzen eines derartigen Schwimmkörpers
wiederholt möglich ist.
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Zur Beschreibung dieser besonderen Merkmale nach der Erfindung wird
zunächst auf Fig. 3 Bezug genommen.
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Fig. 3 zeigt in seitlicher Schnittansicht die Verbindungsfuge 5 zwischen
den Hohlkörperabschnitten 2 und 3 gemäß den Fig. 1 und 2. Wie gezeigt, weist eine
derartige Verbindungsfuge der beiden aneinanderstoßenden Hohlkörperabschnitte 2,
3 ineinandergreifende Abschnitte 7 und 8 auf, wobei der Abschnitt 7 auf der Innenseite
des Hohlkörperabschnittes 2 und der Abschnitt 8 auf der Außenseite des Hohlkörperabschnittes
3 vorgesehen ist. Wie sich aus den Zeichnungen ergibt, sind die Abmessungen derart
getroffen, daß beim vollständigen Zusammenschieben der Hohlkörperabschnitte 2 und
3 eine durchgehende Oberfläche 9 des Windsurf--r»ttes entsteht, so daß die Verbindungsfuge
5 von außen kaum sichtbar sein wird. Zur Abdichtung der Verbindungsfuge 5 bzw. 6,
die identisch ausgebildet ist, ist ein O-Ring 10 den Gesamtumfang des Windsurfbrettes
1 umgebend in einer Nut 11 an dem inenliegenden Abschnitt 8 angeordnet. Eine entsprechende
Nut 12 ist an dem Abschnitt 7 des Hohlkörperabschnittes 2 vorgesehen, so daß nach
vollständigem Ineinanderschieben der Hohlkörperabschnitte 2, 3 der C-Ring 10 in
beiden Nuten 11 und 12 liegt.
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In dem Hohlkörperabschnitt 3 bzw. an entsprechender Stelle im Hohlkörperabschnitt
4 ist ferner eine Luftkissen 13 vorgesehen, welches ein Ventil 14 aufweist, das
durch die Wandung des Hohlkörperabschnittes nach außen geführt und bevorzugt versenkt
ausgebildet ist. Mittels des Ventiles 14 läßt sich daher das Luftkissen 13 von außen
aufblasen, wobei als Ventil 14 ein herkömmliches Autoreifenventil bevorzugt ist.
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Wie Fig. 3 zeigt, ist das Luftkissen 13 derart bemessen, daß es nach
vorne aus dem Hohlkörperabschnltt 3 vorsteht und bis über die Enden von zwei Riegelarmen
15, 16 reicht. Die Riegelarme 15, 16 sind mit der Innenseite des Hohlkörperabschnittes
3 entweder dadurch verbunden, daß sie in einem Arbeitsgang durch Spritzgießen hergestellt
werden oder an diese Innenseite angeschweiß, angeklebt oder angeschraubt werden.
Bei der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung sind die Riegelarme 15 derart
ausgebildet, daß sie eine Vorspannung in Richtung der Längsmittellinie der Hohlkörperabschnitte
2, 3 und 4 aufweisen, welche ausreicht, daß die an den freien Enden der Riegelarme
15, 16 vcrgesehenen Kupplungsabschnitte 17, 18 das Ineinanderschieben benachbarter
Hohlkörperabschnitte nicht behindern. Die Kupplungsteile 17, 18 sind bevorzugt als
runde Bolzen gegebenenfalls ger--inger Konizität ausgebildet. Ebenfalls ist es jedoch
möglich, diese Kupplungsteile rechteckig oder als quadratische Riegel auszubilden.
Es wird angenommen, daß pro Verbindungsfuge 5, 6 zwei derartige Riegelarme 15, 16
mit ihren Kupplungsteilen 17, 18 ausreichen, wobei jedoch je nach den baulichen
Gegebenheiten diese Anzahl jederzeit geändert werden kann, wie es sich für den Fachmann
zweifellos aus der weiter unten beschriebenen Funktion des Luftkissens 13 ergibt.
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Wie aus Fig. 3 ferner ersichtlich, sind an entsprechenden Stellen
in der Innenwandung des Hohlkörperabschnittes 2 A'usnehmungen 19, 20 vorgesehen,
deren Form und Anordnung den Kupplungsteilen 17 rund 18 entspricht.
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Wie ferner aus Fig. 3 ersichtlich, sind die Hohkörperabschnltte bevorzugt
mit einer den Erfordernissen entsprechenden Anzahl von Spanten 21 und gegebenenfalls
auch einer erforderlichen Anzahl von Stringern 22 versehen, die einstückig als Spritzgießteil
gemeinsam mit den Hohlkörperabschnitten 2, 3, 4hergestellt werden.
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Fig. 4 zeigt eine Fig. 3 entsprechende Ansicht, aus welcher sich das
weitere Vorgehen beim Zusammenbau des Surfbrettes 1 ergibt.
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Wie ersichtlich, -werden die Verbindungsfugen 5, 5 zunächst dadurch
hergestellt, daß der Hohlkörperabschnitt 3 vollständig mit dem Abschnitt 8 in dem
Hohlkörperabschnitt eingeschoben wird, wobei am anderen Ende des Hohlkörperabschnittes
3 erftprechend vorgegangen wird. In dieser Stellung liegt dann der O-Ring 10 in
den Nuten 11, 12 in eingespanntem Zustand, wobei zusätzlich zwischen den Abschnitten
7 und 8 noch ein Dichtfett vorbesehen sein kann, so daß hierdurch bereits eine vollständig
wasserdichte Abdichtung erzielt ist. Eine derartige Abdichtung hat sich bereits
bei Unterwasserkameras bewährt.
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Ferner ist ersichtlich, daß in diesem Zustand die Eupplungsteile 17,
18 gegenüber den Ausnehmungen 19, 20 angeordnet sind.
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Anschließend wird nun das Luftkissen 13 durch das Ventil 14 von außen
mit Preßluft gefüllt und drückt hierdurch die elastischen Riegelarme-15, 16 nach
außen, bis!die Kupplungsteile 17, 18 vollständig in die Ausnehmungen 19, 20 eingreifen.
Der Druck in dem Luftkissen 13 wird derart gewählt, daß eine vollständig starre
Verbindung an der Fuge 5 bzw. 6 entsteht. Dieser Zustand ist in einer den Fig. 3
und 4 entsprechenden Ansicht in Fig. 5 veranschaulicht. Es ist ferner offensichtlich,
daß das Luftkissen 13 zusätzlich zu seiner Funktion als Ausschleifungselement noch
eine Sicherheit hinsichtlich der Abdichtung bietet.
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Die Fig. 6 und 7 zeigen nochmals schematisch eine vergrößerte Ansicht
der Verbindungsfuge 5, einmal im eingekuppelten Zustand (Fig. 6) und einmal im ausgekuppelten
Zustand (Fig. 7).
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Wie insbe-sondere aus Fig. 7 ersichtlich, sind die Riegelarme bei
diesem Ausführungsbeispiel derart ausgebildet, daß sie eine nach innen gerichtete
Federvorspannung aufweisen. Eine Abwandlung dieser Ausführungsform kann darin bestehen,
daß die
Riegelarme nach außen federvorgespannt sind, so daß hierbei
eine Ausführungsform geschaffen wird welche nur einmal zusammengesetzt wird, wobei
hierzu eventuell nachträglich die Verbindungsfugen 5, 6 verschweißt oder verklebt
werden.
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In Fig. 8 ist beispielhaft eine Querschnittsansicht eines Surfbrettes
bzw. eines Hohlkörperabschnittes 2, 3 oder 4 nach der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Wie gezeigt, lassen sich dadurch, daß erstmals auf diesem Gebiet wanten 21 bzw.
Stringer 22 verwendbar sind, die Wandstärken entsprechend dünn halten, so daß eine
ausgesprochen leichte Bauweise möglich sein dürfte.
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Es wird an dieser Stelle ausdrücklich darauf hingewiesen, daß bei
den vorstehenden Figuren die Wandstärken und Dimensionen ausschließlich aus Gründen
der klaren Darstellung übertrieben wurden. Selbst an der Stelle der Verbindungsfuge
dürften maximale Wandstärken von maximal 1 bis 2 cm ausreichend sein, da die Steifigkeit
hier durch das unter Hochdruck stehende Luftkissen zusammen mit den Verriegelungsarmen
gewährleistet ist.
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Vorteilhaft kann es noch sein, was die Praxis zeigen muß, an den ineinander
einschiebbaren Abschnitten 7 und 8 gegebenenfalls Führungsnuten od. dgl. vorzusehen,
damit ein paßgenaues Inelnanderschieben der Hohlkörperabschnitte erleichtert wird.
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Sämtliche deren der Beschreibung erwähnten und in den Zeichnungen
erkennbaren technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.