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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine einzigartige Ausgestaltung zur Bereitstellung
eines Eingriffs zwischen einem Stift und einer Feder, welche insbesondere
als Niederhalteeinrichtung für
eine Fahrzeugbremse Anwendung findet. Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung
ist die Feder P-förmig,
um die Überbelastung
der Feder während
des Zusammen- und Auseinanderbaus des Bremsmechanismus zu minimieren
und ein unerwünschtes
Lösen des
Federeingriffs zu verhindern.
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Hintergrund
der Technik
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Es
wurden verschiedene Niederhalteeinrichtungen und -baugruppen vorgeschlagen,
um den Zusammen- und Auseinanderbau von Bremsmechanismen zu erleichtern.
Eine derartige Einrichtung ist in den 1A–1C mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet.
Die Einrichtung umfasst eine U-förmige
Feder 1 und einen Haltestift 3. Die Feder 1 weist
ein Paar Schlitze 5 und 7 auf, damit der Stift 3 hindurchtreten kann.
Der Schlitz 5 im Arm 9 der Feder ist lang gestreckt
und es sind Aussparungen 13 auf einander gegenüberliegenden
Seiten der längeren
Seite des Schlitzes 5 vorgesehen. Eine Kappe oder ein Kopf 15 ist
an einem Ende des Stiftes 3 und ein Anschlag 17 am
anderen Ende bereitgestellt. Der Anschlag 17 ist lang gestreckt
und so bemessen, dass er durch die schmälere Abmessung des Schlitzes 5 hindurchtritt, wenn
sich der Stift in einer ersten Ausrichtung befindet, und mit der
Aussparung 13 in Eingriff gerät, wenn der Stift in eine zweite
Ausrichtung gedreht wird, die um 90 Grad von der ersten Ausrichtung
versetzt ist. Wenn sich der Stift in der zweiten Ausrichtung befindet,
sind die Feder 1 und der Stift aufgrund der Federkraft,
die den oberen Arm 9 gegen den Anschlag 17 an
einem Ende und gegen die Rückenplatte 23 am
anderen Ende drängt,
miteinander verrastet. Daher hält
die Federbaugruppe die Bremsbacke 21 an der Rückenplatte
in Stellung. Die Bremsbacke kann durch Lösen des Stiftes 9 von
der Feder 1 entfernt werden, indem die Feder zusammengedrückt und
in Bezug auf den Stift gedreht wird, um den Anschlag 17 mit
dem Schlitz 5 auszurichten.
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Die
in den 1A und 1B gezeigte
Ausführung
des Standes der Technik ist nicht frei von Nachteilen. Bezug nehmend
auf 1C kann die Feder 1 an
der mit 25 bezeichneten Stelle, an der sich der gebogene
Abschnitt 27 mit dem Arm 9 verbindet, überbelastet
werden. Bei dieser Ausgestaltung berühren lediglich die Enden der
Arme 9 und 12 einander. Ein erheblicher Teil des
Armes 9 ist nicht abgestützt und für eine bleibende Verformung
anfällig, wenn
die Stiftbelastung zu groß ist.
Des Weiteren kann diese Überbelastung
auch zu einem Versagen des Feder-/Bremsmechanismus beitragen.
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Andere üblicherweise
eingesetzte Niederhalteeinrichtungen weisen eine Schraubenfeder
und einen Haltestift auf. Wie bei der Einrichtung gemäß 1, machen diese Schraubenfedern enthaltenden Einrichtungen
beim Auseinanderbau eine Drehung der Feder oder des Stiftes erforderlich.
Des Weiteren kann es schwierig sein, die Feder zur Entfernung zu ergreifen
und zu drehen. Beständiges
Entfernen und Einbauen dieser Federarten kann außerdem bei Bremsentechnikern
zu einem Karpaltunnelsyndrom beitragen.
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US-A-4,877,364
beschreibt eine unverlierbare Schraube und eine Einrichtung, die
in einem Gewindeloch eines Halteelements locker unverlierbar gehalten
werden kann.
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US-A-2,395,277
beschreibt eine Einrichtung, die eine Platte, welche eine Öffnung mit
einander gegenüberliegenden
flachen Seitenrändern
enthält, eine
Schraube und eine Ankermutter umfasst, um die Gewinde der ... miteinander
in Eingriff zu bringen und direkt an der Platte anzuliegen, so dass
die Schraube im montierten Zustand fest in der Öffnung sitzt, ohne eine Relativbewegung
zuzulassen.
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GB 2320302 , die den nächsten Stand
der Technik darstellt, offenbart eine Bremsen-Niederhalteeinrichtung,
die eine allgemein P-förmige
Feder mit einander gegenüberliegenden
Armen, die durch einen gebogenen Abschnitt miteinander verbunden sind,
wobei jeder Arm einen durchgehenden Schlitz enthält und ein Arm den durchgehenden
Schlitz mit einer ersten Breite aufweist, und einen Haltestift mit einem
Stiftkörper
umfasst. Die Feder und der Haltestift sind dafür ausgelegt, eine Bremsenkomponente
an einer Rückenplatte
zu halten, wobei eine Feder zwischen einer Stiftkappe und der Bremsenkomponente
angeordnet ist.
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Das
US-Patent Nr. 5,540,310 an Ludtke et al. zeigt eine andere Art einer
Feder-/Stift-Baugruppe zum Niederhalten von Bremsenkomponenten.
Bei Ludtke et al. hat die Feder eine der in 1A gezeigten
Feder ähnliche,
U-förmige
Gestalt; bei Ludtke et al. wird jedoch ein Schlitz in einem Arm
der Feder dazu verwendet, den Einbau und die Entfernung der Feder
zu erleichtern. Bei Ludtke et al. wird außerdem eine Vertiefung oder
Aussparung verwendet, um den Eingriff zwischen dem Ende des Stifts
und der Feder aufrechtzuerhalten. Wenn sich jedoch das Stiftende aufwärts aus
der Aussparung heraus bewegt, kann sich die Feder vom Stift lösen und
den Betrieb des Bremsmechanismus beeinträchtigen.
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In
Anbetracht der Nachteile der bekannten Einrichtungen, die in heutigen
Bremsmechanismen eingesetzt werden, hat sich ein Bedarf an verbesserten
Niederhalteeinrichtungen entwickelt. Die vorliegende Erfindung befriedigt
diesen Bedarf, indem sie eine verbesserte Bremsen-Niederhalteeinrichtung bereitstellt,
die einen formschlüssigen
Sperrmechanismus vorsieht und des Weiteren die Überbelastung beseitigt, die
bei bekannten Federn auftritt, um die Möglichkeit eines bleibenden
Verformens oder Nachgebens während
des Zusammendrückens
der Feder zu minimieren.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Demgemäß besteht
ein Ziel der vorliegenden Erfindung in einer Bremsen-Niederhalteeinrichtung,
die ein formschlüssiges
Sperrmerkmal verwendet, um ein Lösen
des Eingriffs zwischen der Niederhaltefeder und dem Haltestift zu
vermeiden.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte
Bremsen-Niederhalteeinrichtung bereitzustellen.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in einer Niederhalteeinrichtung,
die eine Überbelastung
der Federkomponente der Einrichtung während der Entfernung oder des
Einbaus vermeidet.
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Andere
Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung hervor.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung, die in dem angefügten Anspruch
1 dargelegt ist. Die Unteransprüche
2, 3 und 4 offenbaren bevorzugte Merkmale.
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Zur
Erreichung der Ziele sieht die vorliegende Erfindung einen einzigartigen
Eingriff zwischen einander gegenüberliegenden
Armen einer Feder bereit, die bevorzugt P-förmig ist. Die Feder umfasst offenendige
oder durchgehende Schlitze zur Aufnahme eines Haltestifts mit einem
Kopf, der so ausgeformt ist, dass er in einzigartiger Weise mit
der der Form des Schlitzes zusammenwirkt. Daher weist ein lang gestreckter
Stiftkörper
an jedem Ende eine Kappe oder einen Kopf auf. An einem Ende umfasst
der Stift benachbart zur Kappe oder zum Kopf eine Schulter. Die
Schulter ist breiter als der Stiftkörper, jedoch schmaler als die/der
benachbarte Kappe oder Kopf. Einer der einander gegenüberliegenden
Arme der Feder umfasst eine Öffnung
an einer innen liegenden Begrenzung eines Schlitzes, die etwas breiter
als die Schulter ist, so dass die Schulter in der Öffnung aufgenommen
werden kann, nachdem der Stift durch den Schlitz und in die Öffnung hinein
geschoben wurde. Nachdem der Stift durch den Schlitz hindurch bewegt
und die Schulter in der Öffnung
in Eingriff gebracht worden ist, verhindert der Eingriff zwischen
der Schulter und der Seite der Öffnung
eine Bewegung des Haltestifts aus dem Schlitz heraus und folglich
ein Lösen
des Eingriffs des Stiftes von der Feder.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung besteht in der Kombination aus einer
P-förmigen
Feder und dem Haltestift zur Verwendung in einem Bremsmechanismus.
Die P-förmige
Feder weist bevorzugt zwei parallele, einander gegenüberliegende
Arme und einen gebogenen Abschnitt auf, der die Arme miteinander
verbindet. Die Feder ist allgemein P-förmig, wenn man sie von der
Seite betrachtet und die gegenüberliegenden
Arme zusammengepresst sind, wodurch die Überbelastung der Feder während des Zusammendrückens verringert
wird.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Es
wird nun auf die Zeichnungen der Erfindung Bezug genommen. Es zeigt/zeigen:
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1A eine
Schnittansicht eines Teils eines Bremsmechanismus, der eine bekannte
Bremsen-Niederhalteeinrichtung umfasst,
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1B eine
Aufsicht auf die Feder gemäß 1A,
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1C einen Teil der Niederhalteeinrichtung gemäß 1A im
zusammengedrückten
Zustand,
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2 eine
Schnittansicht eines Teils einer Bremsenbaugruppe, die eine Ausführungsform
der Erfindung zeigt,
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3 eine
Ansicht längs
der Linie III-III aus 2,
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4 eine
Seitenansicht der Federkomponente der Baugruppe gemäß 2,
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5 eine Aufsicht auf ein freies Ende der Feder
gemäß 4, 6 eine
Seitenansicht des Stifts der Baugruppe gemäß 2,
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7 die
Baugruppe gemäß 2 im
vollständig
zusammengedrückten
Zustand,
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8 eine
Ansicht längs
der Linie VIII-VIII aus 7, und
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9A und 9B eine
alternative Sperranordnung der erfindungsgemäßen Einrichtung.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Die
vorliegende Erfindung bietet gegenüber bekannten Bremsmechanismus-Niederhalteeinrichtungen
erhebliche Vorteile. Zunächst
stellt die erfindungsgemäße Einrichtung
einen einzigartigen, formschlüssigen
Sperreingriff zwischen einer Feder und einem Haltestift bereit,
der die Nachteile bekannter Ausführungen überwindet,
bei denen ein zufälliges Lösen des
Eingriffs der Feder vom Stift vorkommen kann. Des Weiteren beseitigt
oder verringert die erfindungsgemäße Ausführung die bei bekannten Einrichtungen
auftretende Überbelastung
der Federkomponenten erheblich.
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Die
Feder-Stift-Anordnung der Erfindung ist leichter einzubauen, da
bei dieser eine niedrigere Federkonstante eingesetzt werden kann
als bei bekannten Ausführungen.
Beim Einbau sind keine Drehbewegungen seitens eines Mechanikers
nötig, was
die Wahrscheinlichkeit einer Verschlimmerung oder Verursachung eines
Karpaltunnelsyndroms verringert. Außerdem wird die Möglichkeit
der Erzeugung einer bleibenden Verformung der Feder stark verringert,
da die Feder nicht den großen
Belastungen ausgesetzt ist, die zum Zusammendrücken bekannter Federn erforderlich
sind.
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Obgleich
die Erfindung alternative Ausführungsformen
haben kann, ist nur eine Ausführungsform
der Erfindung in den 2–8 dargestellt. Bezug
nehmend nun auf die 2–6, ist die
erfindungsgemäße Einrichtung
allgemein mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnet und umfasst
eine Feder 31 und einen Haltestift 33.
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Bezug
nehmend auf die 2 und 4 umfasst
die Feder 31 bevorzugt ein Paar Arme 35 und 37,
die durch einen gebogenen Abschnitt 39 miteinander verbunden
sind. Jeder der Arme 35 und 37 weist jeweils einen
Schlitz 40 und 42 auf. Die Schlitze ermöglichen,
dass der Haltestift 33 mit der Feder 31 in Eingriff
gelangt, wie nachfolgend näher
erläutert wird.
Die Feder ist in 4 in ihrem Ruhezustand dargestellt,
in dem die Arme 35 und 37 auseinander ragen.
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Es
versteht sich, dass sich der Arm 37 unter einem kleinen
Winkel, wie unter 44 dargestellt ist, von dem gebogenen
Abschnitt 39 erstreckt, während sich der Arm 35 unter
einem erheblichen Winkel, wie unter 46 dargestellt ist,
vom anderen Ende des Abschnitts 39 erstreckt. Der gebogene
Abschnitt 39 erstreckt sich über einen Bogen von ungefähr 270 Grad zwischen
den Armen 35 und 37, was im Gegensatz zu einem
Bogen von ungefähr
180 Grad bei der bekannten Feder gemäß 1A steht.
Obgleich ein Bogen von 270 Grad bevorzugt ist, kann der Bogen in
einem Bereich von ungefähr
250 bis 290 Grad liegen.
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Bezug
nehmend auf die 2, 3 und 6 umfasst
der erfindungsgemäße Haltestift 33 einen
lang gestreckten Stiftkörper 41,
eine Kappe 43 an einem Ende des Körpers 41 und eine
andere Kappe 45 am anderen Ende. An die Kappe 45 grenzt
eine Schulter 47 an. Die Breite des Stiftkörpers 41 ist
mit "X", die Breite der
Schulter 47 mit "Y" und die Breite der
Kappe mit "Z" bezeichnet. Die
Breite "Y" ist größer als
die Breite "X" und kleiner als "Z". Die unterschiedlichen Breiten dienen
dazu, den Stift 33 im Schlitz in einem formschlüssigen Eingriff
zu halten, wie nachfolgend ausgeführt wird.
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Bezug
nehmend nun auf die 2, 3 und 5 endet der Schlitz 40 im Arm 35 in
einer Öffnung 48,
die eine Breite "Q" hat, die größer als
die Breite des Schlitzes "P" ist. Die Breite "Q" der Öffnung 48 ist größer als
die Breite der Schulter 47, wodurch sie die Schulter 47 sicher
aufnimmt.
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Die
Breite "P" des Schlitzes 40 ist
etwas größer als
die Breite des lang gestreckten Stiftkörpers 41, so dass
der Stiftkörper
während
des Einbaus oder der Entfernung des Stifts längs des Schlitzes gleiten kann,
wenn die Schulter 47 aus der Öffnung 48 gelöst worden
ist. Wie in den 3 und 5 gezeigt ist,
kann der Schlitz 40 einen vergrößerten oder abgeschrägten Eingang,
unter 51 dargestellt, aufweisen, um den Stiftkörper 41 während des
Einbaus des Stifts leicht aufzunehmen.
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2 zeigt
die Feder 31 mit eingebautem Stift 33, so dass
die Feder zusammengedrückt
ist. Auf diese Art und Weise werden die Arme 35 und 37 der
Feder zwischen der Unterseite der Kappe 45 des Stifts 33 und
einer Oberfläche
einer Bremsenkomponentenplatte 55 gehalten. Die gezeigte
Platte 55 ist Teil einer Bremsbacke, wobei der Belag 57 am
Belagträger 59 angebracht
ist. Der Federarm 37 drängt
die Platte 55 gegen die Rückenplatte 23, wobei
der Arm 35 an der Unterseite der Kappe 45 in Stellung
gehalten und gegen diese vorgespannt wird. Die Kappe 45 verhindert
eine Ausbreitung des Arms 35 und wird gegen die durch die
Feder auf den Arm 35 ausgeübte Kraft durch den Eingriff
der anderen Kappe 43 auf der Oberfläche 67 an der Rückenplatte 61 gehalten.
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Der
Haltestift 33 wird durch den Eingriff zwischen der Schulter 47 und
der Öffnung 48 im
Arm 35 in Stellung verrastet. Da die Breite der Schulter 47 größer als
die Breite des Schlitzes 40 ist, d.h. "Q" > "P",
kann der Stift nicht verschoben werden, wenn sich die Feder in der
in 2 gezeigten Stellung befindet.
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Obgleich
die Schulter 47 benachbart zur Kappe 45 dargestellt
ist, könnte
sie sich auch an einer anderen Stelle am Stiftkörper befinden, vorausgesetzt,
dass einer der Arme 35 oder 37 so ausgestaltet
ist, dass er die Bewegung der Schulter blockiert, wenn der Stift
zwischen der Kappe 45 und der Platte 55 vorgespannt
ist. Bezug nehmend auf die 9A und 9B,
könnte
die Schulter 47' auf
dem Stiftkörper 41' unter Abstand
von der Unterseite der Kappe 45 angeordnet sein und der
Arm 35' könnte Vorsprünge 71 umfassen,
die sich von der Unterseite 73 des Armes 35' erstrecken.
Der Schlitz 40' wäre breit
und groß genug,
um die Schulter 47' aufzunehmen.
Ein Niederdrücken
des Armes 35',
wie in 9B gezeigt ist, würde es der
Schulter ermöglichen,
aus dem Schlitz 40' heraus
in die Richtung "R" zu gleiten, um den
Stift durch Bewegen der Feder in die Richtung "S" außer Eingriff
zu bringen. Wenn es erwünscht
ist, dass sich die Arme 35' und 37 im
zusammengedrückten
Zustand berühren,
könnte
der Arm 37 Ausschnitte aufweisen, um die Vorsprünge 71 aufzunehmen.
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Ein
bedeutender Vorteil der Erfindung besteht in dem Eingriff zwischen
der Schulter 47 und der Öffnung 48 im Arm 35.
Dieser Eingriff verhindert das Lösen
des Eingriffs des Stiftes 33 von der Feder 31,
da die Schulter 47 zu groß ist, um durch den Schlitz 40 zu
gleiten. Die Schulter 47 grenzt an die Kappe 45 an,
wodurch die Federvorspannung des Armes 35 gegen die Kappe 45 die
Schulter 47 in der Öffnung 48 hält.
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Die
erfindungsgemäße Einrichtung
erleichtert außerdem
das Entfernen der Feder 31. Unter Bezugnahme auf die 7 und 8,
kann die Feder 31 entfernt werden, indem der Arm 35 gegen
den Arm 37 gedrückt
wird, wodurch sich die Schulter 47 aus der Öffnung 48 heraus
bewegt und der schmälere
Stiftkörper 41 mit
dem Schlitz 40 ausgerichtet wird, siehe 8.
Da die Breite "P" des Schlitzes 40 groß genug
ist, um darin eine Bewegung des Stiftkörpers 41 zuzulassen,
ermöglicht
ein Niederdrücken
des Armes 35 es der Feder 31, in die Richtung "D" verschoben zu werden und dem Stiftkörper 41,
sich in die Richtung "E" aus den Schlitzen 40 und 42 der
Arme 35 bzw. 37 heraus zu bewegen. Sobald die
Niederhaltefeder 31 und der Haltestift 33 entfernt
worden sind, kann die Bremsenkomponente entfernt und ersetzt werden.
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Da
der gebogene Abschnitt 39 eine größere Bogenlänge als bekannte Ausführungen
hat, d.h. der Arm 35 bildet in Bezug auf den gebogenen
Abschnitt einen Winkel, unter 46 (4) dargestellt,
wird auf die Feder 31 in ihrem zusammengedrückten Zustand eine
geringere Belastung ausgeübt.
Es ist ersichtlich, dass die in 1C dargestellte
Feder stärker
belastet ist und dass bei einer solchen Feder eine bleibende Verformung
auftreten kann. Dies steht im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Ausgestaltung,
die eine Überbelastung
der Feder verringert. Bei der in 2 dargestellten
Ausgestaltung, liegen die Arme 35 und 37 einander
gegenüber,
um längs
ihrer gesamten Länge
im vollständig
zusammengedrückten
Zustand in Eingriff zu geraten, wie in 7 gezeigt
ist, wodurch eine bleibende Verformung der Feder 31 verhindert
wird, wenn diese zur Entfernung oder zum Einbau einer Feder gehandhabt
wird. Die Bewegung der Arme 35 und 37 verringert
während
des Zusammenpressens außerdem
die Wahrscheinlichkeit einer Verschlimmerung oder Verursachung eines
Karpaltunnelsyndroms, da zur Entfernung keine Feder- oder Stiftdrehung
notwendig ist.
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Der
Einbau einer neuen Bremsenkomponente würde auf den vorstehend beschriebenen
Entfernungsvorgang folgen, jedoch in umgekehrter Reihenfolge. Der
Stift 33 würde,
sofern er vollständig
entfernt worden ist, zuerst durch die Öffnung 65 in der Rückenplatte
und die Öffnung 67 in
der Platte 55 eingeführt
werden. Dann würde
der Federarm 35 niedergedrückt und die Feder 31 auf
den Haltestift 33 geschoben werden. Der Stiftkörper 41 gleitet
dann in die Schlitze 40 und 42. Der Arm 35 würde losgelassen
werden, so dass die Feder teilweise frei von Druck ist, wodurch
die Schulter 47 mit der Öffnung 48 im Arm 35 in
Eingriff gerät.
Die Feder 31 wird dann durch den Eingriff zwischen der
Schulter und dem Loch am Stift 33 verrastet, bis der Arm 35 zur
Federentfernung erneut niedergedrückt wird.
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Es
versteht sich, dass die Querschnittsformen der Schulter und der Öffnung auch
nicht kreisförmig
sein können.
Die Schulter 47 könnte
beispielsweise einen vier- oder achteckigen Querschnitt haben, wobei
die Öffnung 48 eine
entsprechende Form haben würde,
um sicherzustellen, dass die Schulter in der Öffnung verrastet wird, wenn
sich die Feder ausdehnt. Ebenso können, auch wenn der Stiftkörper kreisförmig sein
kann, quadratische, rechteckige, sechseckige oder andere Formen eingesetzt
werden, was innerhalb des Rahmens der Fertigkeiten eines Fachmannes
liegt.
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Die
Feder kann aus einem beliebigen Material gefertigt werden, das die
erforderliche Festigkeit und Federkonstante aufweist, um die Bremsenkomponente
an der Rückenplatte
niederzuhalten. Ebenso kann der Stift aus einem beliebigen Material
gefertigt werden, das dazu imstande ist, den durch die Feder ausgeübten Kräften standzuhalten.
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Wie
aus den 2–8 hervorgeht,
ist die Niederhalteeinrichtung insbesondere für Bremsmechanismen ausgelegt,
die Bremsbacken einsetzen. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann jedoch
bei jedem Bremsmechanismus eingesetzt werden, bei dem Niederhaltefedern
und Haltestifte benötigt
werden, unabhängig
davon, ob es sich dabei um Bremsbacken, Bremsklötze oder andere Arten von Bremsenkomponenten
handelt.
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Als
solche wurde eine Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsformen
derselben offenbart, durch die sämtliche
Ziele der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend ausgeführt, erreicht
werden und die eine neuartige und verbesserte Bremsen-Niederhalteeinrichtung
bereitstellt. Es versteht sich für
Fachleute auf dem Gebiet, dass der erfindungsgemäße Eingriff auch in anderen
Umgebungen zum Einsatz kommen kann.
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Selbstverständlich können verschiedene Veränderungen,
Modifikationen und Abwandlungen der Lehren der vorliegenden Erfindung
von Fachleuten auf dem Gebiet überdacht
werden, ohne vom Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
Die vorliegende Erfindung soll ausschließlich durch die anhängigen Ansprüche eingeschränkt werden.