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Beschreibung
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Schwimmrahmen-Teil für Fischzuchteinrichtungen Die Erfindung betrifft
ein Schwmrahmen-Teil für eine Fischzuchteinrichtung, das viele besonders günstige
Eigenschaften besitzt.
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Bei einer Fischzuchteinrichtung, die einen Bereich des Meeres durch
ein Netz abgrenzt das verwendet wird, zum Züchten oder Fangen und Festhalten von
Fischen und Schalentieren im Inneren des Netzes hängt dieses Netz an einem Rahmen,
der auf der Oberfläche des Meeres schwimmt und wird von diesem getragen. Um die
Wirksamkeit bei der Züchtung oder beim Fangen und Schleppen von Meeres tieren zu
verbessern ist es erforderlich, eine Fischzuchteinrichtung- mit einer großen Kapazität,
insbesondere einem großen Grundriß zur Verfügung zu haben. Wenn jedoch zu diesem
Zweck eine große Fischzuchteinrichtung hergestellt wird durch Verbinden einer Mehrzahl
verstärkter Schläuche, von denen jeder eine gegen eine Verformung stabilisierende
Schicht (Kern) darin eingebettet aufweist mit Hilfe gerader Verbindungen bzw. Kupplungen,
so daß der verstärkte Schlauch gekrümmt sein kann und im wesentlichen einen Kreis
mit einem so großen Durchmesser wie 30 bis 100 m im Aufriß bildet, ist es möglich,
eine große Nutzkapazität zu erzielen,
die 6 bis 70 mal größer ist
als diejenige von Fischzuchteinrichtungen, die durch einen starren Rahmen gebildet
werden, z.B. durch Stahlrohre und ähnliches. Wenn der Rahmen der bekannten Fischzuchteinrichtungen
unter Verwendung derartiger verstärkter Schläuche jedoch ins Schlepp genommen oder
starken Gezeitenströmungen im Meer ausgesetzt wird, wirkt eine starke äußere Kraft
auf den Rahmen aus einer bestimmten Richtung ein, so daß die verstärkten Schläuche,
die in die ursprüngliche gebogene Position gezwängt worden sind mit Hilfe der geraden
Verbindung dazu neigen wieder die ursprüngliche gerade Form anzunehmen.
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Folglich entsteht in der Nähe der geraden Verbindungen eine scharfe
Biegung mit einem kleinen Krümmungsradius und führt zum Knicken der verstärkten
Schläuche, die den Rahmen der Fischzuchteinrichtung bilden, was im schlimmsten Falle
zum Brechen der Schläuche führen kann.
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In der japanischen offengelegten Gebrauchsmusteranmeldung 57-36 867
(Anmelde.-Nr. 55-111624) ist eine Fischzuchteinrichtung beschrieben, die gegenüber
Schleppen und dem Gezeitenstrom stabil ist.
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Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist diese Fischzuchteinrichtung so konstruiert,
daß stabförmige verstärkte elastische Teile die mit Gas gefüllt werden mit Hilfe
von gebogenen Verbindungsteilen 2 unter Bildung eines Rahmens 3 mit einer polygonalen
Form mit 4 bis 30 Seiten, in diesem Beispiel einer hexagonalen Forn miteinander
verbunden werden.Ein Befestigungsteil 5 zum Festmachen (Vertäuen) des Seils bzw.
der Leine 4 ist an jedem gebogenen Verbindungsteil 2 vorgesehen und die Netze 6
hängen von dem Rahmen 3 der Fischzuchteinrichtung herab.
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Die Erfindung ist eine Weiterentwicklung eines Schwimmrahmen-Teils
als elastische Verstärkung (mit einer elastischen Verstärkung) für eine solche bekannte
Fischzuchteinrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Schwimmrahmen-Teil,
das bei einer großen Fischzuchteinrichtung verwendet werden kann, die im Fleer (auf
See) angeordnet wird, wobei der Rahmen verschiedene Anforderungen erfüllt, die an
einen solchen Rahmen einer Fischzuchteinrichtung gestellt werden.
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Die Erfindung betrifft ein Schwimmrahmen-Teil zur Verwendung in einer
Fischzucht-(Fischfang)einrichtung in For:rn eines stabförmigen hohlen elastischen
Körpers,dessen Hauptteil eine darin enthaltene Gaskammer ausmacht, wobei der elastische
Körper aus einem Gummi oder gummielastiMaterial besteht, das mit Fasercord verstärkt
ist und einen äußeren Durchmesser von etwa 279,4 bis etwa 609,6 mm, eine Dicke von
etwa 12,7 bis 50,8 mm und ein Produkt aus Elastizitäts-Modul und Flächen-Trägheitsmoment
von 98,1 bis 2943 daN.m2 und ein Verhältnis von Umfangsspannung zu Axialspannung
von 1,5 bis 2,5 aufweist, wenn ein innerer Druck von0,098 bis 19,6daN/cm2 auf den
elastischen Körper einwirkt.
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Die Erfindung wird im einzelnen an Hand der beiliegenden Zeichnungen
erläutert. Dabei ist Fig. 1 eine schräge Ansicht einer Fischzuchteinrichtung, für
die der erfindungsgemäße Rahmen angewandt werden kann; Fig. 2 eine Graphik, die
die Beziehung zwischen der Krümmung, dem Biegemoment und dem Produkt EI zeigt.
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Fig. 3 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 4 eine Vorderansicht eines gebogenen Verbindungsstückes und
Fig.
5 eine teilweise aufgeschnittene Ansicht eines Schwimmkörpers bzw. Schwimmrahmen-Teils.
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Die Bedingungen, die an einen Rahmen für eine Fischzuchteinrichtung
und dabei an das Schwimmrahmen-Teil gestellt werden, sind im folgenden aufgeführt.
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1) Es muß ausreichend auf der Welle schwimmen können, so daß es der
Oberfläche einer verhältnismäßig großen Welle im offenen Meer folgt, ohne dadurch
zu zerbrechen.
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2) Es muß eine ausreichende Starrheit bzw. Festigkeit besitzen, so
daß keine abnorme Deformation des Schwimmrahmens der Fischzuchteinrichtung eintritt,
sowie die Eigenschaft nicht zu knicken selbst wenn eine äußere Kraft durch den Gezeitenstrom
im Meer oder durch das Schleppen des Rahmens mit etwa 5 Knoten einwirkt.
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3) Es muß imstande sein wieder seine ursprüngliche Form (Profil) anzunehmen,
selbst wenn der Schwimmkörper verbogen wird durch Einwirkung einer äußeren Kraft,
die nicht vorhersehbar ist,wie dies im Falle des üblichen Gezeitenstroms oder beim
Schleppen der Fall ist.
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4) Es muß eine ausreichende zusätzliche Auftriebskraft besitzen, um
das Gewicht von Netzen, Arbeitern, Zubehörteilen u.ä. zu tragen.
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5) Es muß ausreichende Schlagfestigkeit besitzen,damit es beim Vertäuen,
Festmachen der Netze usw. und beim Anschlagen an ein Arbeitsschiff nicht beschädigt
wird und 6) es muß seine Form bzw. sein Profil so beibehalten, daß immer eine konstante
Länge und ein konstanter Durchmesser bestehen bleiben, unabhängig von der Einwirkung
von innerem Druck zur wirksamen Verhinderung des Brechens (sich Ablösens) der aufgehängten
Netze und um zu verhindern, daß sich die Befestigungen für ein Geländer (balustrade)
u.ä. lockern, die um die Achse des Schwimmrahmens angebracht ist, um einen Austritt
von Gas durch
Beschädigung oder ähnliches zu vermeiden.
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In diesem Zusammenhang hat es sich bei umfangreichen Untersuchungen
gezeigt, daß die folgenden Eigenschaften vorhanden sein müssen, damit das Schwimmrahmen-Teil
bzw. der Schwimmkörper den obigen Anforderungen entspricht.
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a) In Bezug auf das Wellenreitvermögen, die Starrheit und die Eigenschaft
nicht zu knicken hat es sich bei einem Simulationstest in einem Wasserbecken gezeigt,
daß das Teil des Schwimmrahmens ein Produkt aus Elastizitäts-Modul und Flächen-Trägheitsmoment
(im folgenden 3 als EI bezeichnet) im Bereich von 0,981.103 bis 104 daN.m2 vorzugsweise
4905 daN.m2 aufweisen muß. Wenn EI in diesen Bereich fällt, treten in Bezug auf
die oben erwähnten drei Eigenschaften keine Probleme auf.
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b) Die Eigenschaft wieder in die ursprüngliche Form zurückzugehen
kann vollständig sichergestellt werden durch Verwendung von Fasercorden als Verstärkungsmaterial;
c) Für den Auftrieb bzw. das Schwimmvermögen ist es erforderlich, daß ein Überschuß
bzw. eine Reserve von nicht weniger als 50 kg/m vorhanden ist d) Die Schlagfestigkeit
kann sichergestellt werden durch einen Körper mit einer gasgefüllten hohlen Konstruktion
aus Gummi oder gummi-elastischem Material.
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e) Die Eigenschaft, das Profil bzw. die Form beizubehalten kann sichergestellt
werden, wenn das Verhältnis von Umfangsspannung zu Axialspannung unter einem Innendruck
im Bereich von 1,5 bis 2,5 liegt, selbst wenn der Schwimmkörper bzw. Teil des Schwimmrahmens
aus Gummi oder einem gummielastischen Körper besteht, der mit Fasercord verstärkt
ist.
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Unter Berücksichtigung der obigen Tatsachen liefert die Erfindung
ein Schwimmrahmen-Teil
das alle die oben erwähnten Eigenschaften
besitzt durch die die ebenfalls oben erwähnten Anforderungen erfüllt werden. Insbesondere
kann die Eigenschaft, wieder die ursprüngliche Form anzunehmen, erreicht werden,
wenn der elastische Körper dessen Hauptteil von einer Gaskammer eingenommen wird,
aus Gummi oder einem gummielastischen Material hergestellt wird, das mit organischen
oder an organischen Fasercorden verstärkt ist. Die gewünschte Auftriebsreserve kann
erreicht werden, wenn der äußere Durchmesser dieses verstärkten elastischen Körpers
etwa 279,4 bis 609,6 mm beträgt. Eine ausreichende Schlagfestigkeit kann erreicht
werden, wenn die Dicke dieses verstärkten elastischen Körpers, der mit einem Gas
wie Stickstoff, Luft oder ähnlichem gefüllt werden soll, etwa 12,7 bis etwa 50,8
mm beträgt. Darüber hinaus kann die Eigenschaft auf den Wellen zu schwimmen die
Starrheit und die Eigenschaft nicht zu knicken, die vorliegt, wenn EI des verstärkten
elastischen Körpers 103 bis 104daN.m2 beträgt nachdem der Innendruck angewandt ist,
erreicht werden durch Auswahl des Materials des elastischen Teils und r Anzahl der
Schichten und den Winkel der Fasercorde so daß EI des verstärkten elastischen Teils
selbst im Bereich von 100 bis 3000 kg.m2 festgelegt werden kann und der Druck im
Inneren des elastischen Körpers 0,098bis 19,6daN/cm2 beträgt. Ferner kann die Eigenschaft,
die Form zu erhalten, die jeweils die Aufrechterhaltung einer konstanten Länge und
eines konstanten Durchmessers erlaubtlerreicht werden, wenn das Verhältnis der Umfangsspannung
zu der Axialspannung im Bereich von 1,5 bis 2,5 liegt unter dem Inneren Druck auf
den verstärkten elastischen Körper.
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Der Grund für die oben angegebenen Grenzwerte wird im folgenden näher
erläutert: Der Grund, warum der äußere Durchmesser des verstärkten elastischen Körpers
im Bereich von 279,4 bis 609,6 mm lie-
gen soll, liegt darin, daß,wenn
der Durchmesser kleiner als etwa 279,4 mm ist, der Überschuß an Auftrieb bzw.
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Schwimmfähigkeit von 50 kg/m nicht erreicht werden kann, während dann,
wenn er etwa 609,6 mm übersteigt, wirtschaftliche Nachteile auftreten. Der Grund,
warum die Dicke des verstärkten elastischen Körpers im Bereich von etwa 12,7 bis
etwa 50,8 mm liegen soll, ist darin zu suchen, daß, wenn die Dicke weniger als etwa
12,7 mm beträgt, es schwierig ist, die Eigenschaft zu erzielen, daß der Körper nicht
knickt zusammen mit der Schlagfestigkeit,dem EI-Wert des verstärkten elastischen
Teils selbst und dem Spannungsverhältnis, wenn der Innendruck eingebracht worden
ist, währund wenn die Dicke mehr als etwa 50,8 mm beträgt, wirtschaftliche Nachteile
auftreten.
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Der Grund, warum die Fasercorde als Verstärkungsmaterial angewandt
werden, liegt darin, daß die Fasercorde aus den einzelnen Cordfäden aus organischen
Fasern, anorganischen Fasern, Metallfasern oder ähnlichem ausreichend elastische
Kraft zur Wiederherstellung der Form besitzen, ohne daß sie brechen oder plastisch
verformt werden, selbst wenn der verstärkte elastische Körper gebogen wird. Der
Grund, warum der Innendruck auf 0,098 bis 19,6daN/cm2 eingestellt wird, liegt darin,
daß wie aus Fig. 2 hervorgeht, die die Beziehung zwischen der Krümmung, dem Biegemoment
und dem EI-Wert zeigt, wenn beispielsweise das verstärkte elastische Teil einen
äußeren Durchmesser von 428 mm und eine Dicke von 24 mm besitzt und aus einer inneren
Gummischicht, 8 Cordschichten einer dazwischen liegenden Gummischicht, 4 Cordschichten
und einer äußeren Gummischicht besteht, die in dieser Reihenfolge angeordnet sind,mit
einem EI-Wert von 1000 kg.m2 der obige Bereich bestimmt wird, um den EI-Wert nachdem
das Teil mit beispielsweise Stickstoff von 103 bis 104 gefüllt ist, die oben angegebenen
verschiedenen Bedingungen erfüllt sind. Es ist zu beachten, daß der oben
angegebene
Wert von 0,098dann vorliegt, wenn auch nur eine geringe Menge Stickstoffgas eingefüllt
ist. Es hat sich bestätigt, daß wenn der EI-Wert des verstärkten elastischen Teils
selbst ansteigt, der Kurvengradient größer ist.
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Es ist daher erforderlich, den Innendruck sowie den EI-Wert des verstärkten
elastischen Teils selbst entsprechend zu wählen um den gewünschten EI-Wert nach
dem Einfüllen des Gases zu erhalten. Wenn der EI-Wert weniger als 100 kg.m2 beträgt,
ist es nicht möglich, eine entsprechende Starrheit zu erreichen, selbst wenn der
Innendruck erhöht wird, aber innerhalb eines druckunabhängigen Bereichs der bestimmt
wird unter Berücksichtigung der Sicherheit der Gummirahmenstruktur während, wenn
er 3000 kg.m2 übersteigt, es nicht erforderlich ist, einen Innendruck anzuwenden
und der wirtschaftliche Vorteil des erfindungsgemäßen Systems durch Anwendung von
Innendruck verloren geht. Daher ist der Wert auf den Bereich von 100 bis 3000 kg.m2
festgelegt.
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Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht, die ein Schwutrnrajnen-Teil bzw.
einen Schwimmkörper zeigt mit einem äußeren Durchmesser von 437 mm, einer Dicke
von 28,5 mm, einer Gesamtlänge von 12,5 m, einem Innendruck von4,9daN/cm2, einem
Gewicht von 700 kg und einem zusätzlichen Auftrieb von 100 kg/m. Das Schwimmrahmen-Teil11
besitzt an jedem Ende einen starren Flansch 12, der luftdicht an einem gebogenen
Verbindungsteil durch Anvulkanisieren befestigt werden soll.
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Fig. 4 zeigt eine teilweise aufgeschnittene Vorderansicht eines gebogenen
Verbindungsteils, mit dem das Schwimmrahmen-Teil 11 verbunden wird. Natürlich kann
die Form des Verbindungsteils gewählt werden, anhängig von der Anzahl der Schwimmkörper
11, die zur Herstellung des Schwimmrahmens erforderlich sind. Das gebogene Verbindungsteil
13,
wie es in Fig. 4 gezeigt ist, besitzt einen Flansch 15 auf
einem Ende des Kupplungskörpers 14, der luftdicht mit dem starren Flansch 12 verbunden
werden kann, während eine Verbindungsplatte 16an dmgekrümmten Ende des gebogenen
Kupplungskörpers 14, der eine Krümmung von 600 besitzt vorgesehen ist. Die Verbindungsplatte
16 soll mit einem anderen geraden oder gebogenen Verbindungs- bzw. Kupplungsteil
verbunden werden. Das gebogene Verbindungsteil 13 besitzt eineabgeteilte:Kammer
17 innerhalb des Kupplungskörpers 14, die mit dem Inneren des Schwimmrahmen-Teils
in Verbindung stehen soll und eine Zu/Ableitungsöffnung 18 durch die ein Gas in
den Schwimmkörper 11 durch die Kammer 17 eingeführt werden kann.
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Das gebogene Verbindungsteil 13 besitzt auch eine Luftkammer 19 zwischen
der Kammer 17 und dem gekrümmten Ende, die ein Eindringen von Meerwasser in das
Innere des gebogenen Verbindungsteils verhindert.
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Die Zeichen 20, 21 und 22 in dieser Figur bezeichnen einen Haken,
der beim Arbeiten wie dem Zusammensetzen oder Abtransportieren als Griff verwendet
wird, einen Haken zum Anbringen der Seile bzw. einen Träger für das Geländer.
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Beim Zusammensetzen des Rahmens der Fischzuchteinrichtung aus den
Schwrahmen-Tellen 11 und den gebogenen Verbindungsteilen 13 wird jeweils der starre
Flansch 12, der an jedem Ende des Schwimmrahmen-Teils 11 vorgesehen ist, mit dem
gebogenen Verbindungsteil 13, das eine entsprechende Form besitzt über ein Dichtungsmaterial
so verbunden, daß eine unabhängige Gaskammer aus dem Hohlraum des Schwiirrnrahmen-Teils
11 und der Kammer 17 des gebogenen Verbindungsteils 13 entsteht. Die unabhängige
(abgeschlossene) Gaskammer führt zu einigen Vorteilen, z.B. wenn das Gas aus einemSchwiitrnrahmen-Teils-
11 entweicht, werden die anderen Gaskammern nicht
betroffen. Nach
dem oben erwähnten Zusammensetzen ist die erforderliche Anzahl von Schwirmirahmen-Teilen
11 über die gebogene VerbindungsteiE 13 miteinander verbunden, während ein Gas wie
Luft oder Stickstoff in jede Gaskammer bis zu einem Druck von 0,098 bis19,6 daN/cm2
durch ein (nicht gezeigtes) Ventil über die EiWAuslaßöffnung 18 eingefüllt wird.
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Vorzugsweise wird die so hergestellte Fischzuchteinrichtung mit zusätzlichen
Schwimmkörpern 23 aus geschäumtem Polystyrol verbunden, um den Auftrieb zu sichern.
Es ist bevorzugt, daß ein solcher zusätzlicher Schwimmkörper 23 in Leinwand eingehüllt
ist als Schutz vor einem Zerbrechen.
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Letzlich ist ein solches Schwirmcrahmen-Teil füreinen Schwimmrahmen
einer Fischzuchteinrichtung mit NetzenSGeländern, Trägern für Netze, die ein Herausspringen
der Fische verhindern Vertäuungsseilen u.ä. versehen.
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Aufgrund der oben angegebensMerkmale besonders des Schwimmrahmen-Teils
besitzt die Fischzuchteinrichtung nach der Erfindung die Eigenschaft,auf den Wellen
zu reiten, ist starr, knickt nicht während der Anwendung und beim Vertäuen imoffenen
Meer, nimmt ihre ursprüngliche Form wieder an bzw. behält sie bei und besitzt einen
ausreichenden Überschuß an Auftriebskraft sowie Schlagfestigkeit beim Füttern bzw.
Auslegen von Ködern u.ä. Aufgrund der Profilstabilität der Schwiitrnrahmen-Teile
ist es rtfigli ein Reißen der Netze und Abreißen der Geländer und Netze zur Verhinderung
des Überspringens von Fischen, wenn das Gas austritt zu vermeiden.
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Daher besteht erfindungsgemäß der hohe stabförmige elastische Körper,
der den Hauptteil der Gaskammer ausmacht, aus Gummi oder einem gummielastischen
Material, während er mit Faser-
corden verstärkt ist, der äußere
Durchmesser des verstärkten elastischen Teils im Bereich von etwa 279,4 bis etwa
609,6 mm liegt, die Dicke im Bereich von etwa 12,7 bis etwa 50,8 mm liegt, der EI-Wert
des verstärkten elastischen Teils selbst im Bereich von 100 bis 3000 kg.m2 liegt,
der Innendruck des verstärkten elastischen Teils im Bereich von 0,098 bis 19,6daN/cm2
eingestellt ist und das Verhältnis von Umfangs spannung zu Axialspannung des verstärkten
elastischen Körpers unter dem Innendruck auf 1,5 bis 2,5 festgesetzt ist. Dadurch
können ausreichende Wellenreitfähigkeit, Starrheit, Knickbeständigkeit, Auftriebsreserve,
Schlagfestigkeit und Profil erhaltende Eigenschaften erzielt werden, so daß das
erfindungsgemäße Schwimmrahmen-Teilzu deutlichen Vorteilen führt, indem die Fischzuchteinrichtung
zur Anwendung im offenen Meer größer ausgelegt werden kann und daß sie von einem
Schiff in Schlepp genommen werden kann.