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Thermostatisch gesteuerte Mischvorrichtung für Flüssigkeiten Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf thermostatisch gesteuerte ylischvorrichtungen für Flüssigkeiten,
bei denen in ein Gehäuse Ströme von Flüssigkeiten verschiedener Temperatur durch
getrennte Einlaßöffnungen eingeführt werden und bei der ein zylindrischer Drehschieber
vorgesehen ist, der die relativen Anteile der verschiedenen Flüssigkeitsströme bestimmt
und durch ein innerhalb derM ischkammer angeordnetes wärmeempfindliches Organ gesteuert
wird, damit die Anteile verändert werden, wenn sich dieTemperatur des Flüssigkeitsgemisches
ändert.
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Eine der wesentlichen Zwecke der vorliegenden Erfindung ist, eine
verbesserte Bauart einer -Mischvorrichtung für Flüssigkeiten vorzusehen, die 111
der Herstellung einfacher und billiger als die vorhandenen Vorrichtungen ist und
die die Temperatur desFlüssigkeitsgemisches empfindlicher endgenauer regeln kann.
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Ein anderer wesentlicher Zweck der Erfindung ist, die von Hand erfolgende
Verstellung der Vorrichtung zur Veränderung des Temperaturbereichs, in dem sie arbeiten
soll, zu erleichtern.
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Zu diesem Zweck befindet sich in der Mischvorrichtung für Flüssigkeiten
gemäß der Erfindung ein einteiliges und feststehendes zylindrisches Zuführungsstück,
das für jede Flüssigkeitszuleitung eine achsparallele Bohrung aufweist, die durch
Querbohrungen mit den in der Zylindermantelftäche vorg<Isehenen -Austrittsöffnungen
für die Flüssigkeit
verbunden ist, wobei das zylindrische Zuführungsstück
von einer drehbaren und mit Durchlaßöffnungen versehenen Hülse dicht umschlossen
ist, die mit dein temperaturempfindlichen Organ so verbunden ist, daß dieses die
Hülse um das zylindrische "Zuführungsstück verdrehen kann, um dadurch das Verhältnis
der durch die Austrittsöffnungen und die sich mit ihnen überdeckenden Durchlaßöffnungen
der Hülse in die Mischkammer eingeführten Flüssigkeitsmengen zueinander zu verändern.
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Es ist vorteilhaft, wenn das zylindrische Zuführungsstück mittig auf
der Bodenplatte der Mischkammer so befestigt ist, daß seine nach der unteren Stirnfläche
zu offenen Längsbohrungen Fortsetzungen der Einlaßbohrungen in der Bodenplatte bilden.
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Gemäß der Erfindung steht das von der Einlaßseite des zylindrischen
Zuführungsstückes entfernte Ende jeder Längsbohrung mit einem System von in einer
senkrecht dazu stehenden Ebene angeordneten Auslaßbohrungen in Verbindung, die auf
der Zylindermantelfläche des Zuführungsstückes in gleichen Abständen auf deren Umfang
verteilt ausmünden.
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Die einzelnen Systeme von Auslaßbohrungen sind hierbei in verschiedenen
Ebenen vorgesehen, und die Austrittsöffnungen eines Bohrungssystems sind gegenüber
denen des benachbarten Systems in Umfangsrichtung versetzt angeordnet. Die Hülse
ist mit einer gleichen Anzahl von Systemen von Durchlaßöffnungen versehen, deren
Ebenen den gleichen Abstand voneinander aufweisen wie die Ebenen der Bohrungssysteme,
jedoch sind die Durchlaßöffnungen so auf den Umfang der Hülse verteilt, daß eine
Drehung der Hülse den Grad der Überdeckung zwischen den Durchlaßöffnungen und den
zugehörigen Austrittsöffnungen des einen Systems vergrößert, dagegen den Grad der
Überdeckung der benachbarten Durchlaßöffnungen und zugehörigen Austrittsöffnungen
verringert.
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Das wärmeempfindliche Organ kann mit einem gleichachsig zum zylindrischen
Zuführungsstück angeordneten mehrarmigen Speichenstern versehen sein, der durch
das Organ um seine Mittelachse verdreht werden kann und dessen Speichenenden mittels
Zapfen in Schlitze der Hülse eingreifen. Hierzu kann der Speichenstern beispielsweise
drehbar auf einer Spindel angeordnet werden, die selbst drehbar in dem Mischkammergehäuse
gelagert ist und durch dessen obere Stirnwand hindurch nach außen ragt, wobei der
Speichenstern zum mindesten über eine aus einem Bimetallstreifen bestehende Spirale
mit der Spindel verbunden ist, die mittels eines Handgriffs verstellt werden kann,
um die einzustellende Temperatur des Flüssigkeitsgemisches, das sich aus den durch
die Durchlaßöffnungen der Hülse eintretenden Flüssigkeitsströmen bildet, über einen
begrenzten Temperaturbereich zu verändern.
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Um zu verhindern, daß das wärmeempfindliche Organ die Spindel verdreht,
wenn sich die Temperatur des Flüssigkeitsgemisches ändert, hat man auf einer von
Hand einstellbaren Spindel schon einen Stellring vorgesehen, der sich gegen das
Gehäuse unter der Wirkung einer Druckfeder anlegt, die sich gegen einen außen auf
der Spindel sitzenden Handgriff abstützt und die Spindel dadurch nachgiebig unter
der Wirkung einer Kraft hält, die sie in Richtung zum Handgriff zu bewegen sucht.
Eine solche Anordnung macht die Befestigung des Handgriffs auf der Spindel zu einem
etwas schwierigen und umständlichen Verfahren, da die Feder durch den Handgriff
zusammengedrückt werden muß, wenn dieser auf die Spindel aufgesetzt werden soll.
Infolgedessen muß, wenn man den begrenzten Temperaturbereich, in dem eine Einstellung
von Hand durch Verdrehen des Handgriffs bewirkt werden 'kann, verändern will, der
Handgriff von der Spindel abgenommen und in einer anderen Winkelstellung wieder
auf die Spindel aufgesetzt werden. Das ist aber, wie schon erwähnt, bei dieser Bauart
schwierig und umständlich.
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Aus diesem Grunde sieht die Erfindung zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten
ein Ringstück außerhalb des Gehäuses und auf diesem aufliegend um die den Speichenstern
tragende Spindel vor, das mit ihr so verbunden ist, daß es sich nicht um die Spindel
drehen, aber darauf gleiten kann. Zwischen dem Ringstück und einem durch das äußere
Ende der Spindel hindurchgehenden Stift ist eine Druckfeder angeordnet, die die
Spindel ständig nachgiebig unter der Wirkung einer nach außen gerichteten Kraft
hält. Der Handgriff, mit dem die Spindel verdreht wird, ist gegen Drehung gesichert
und einstellbar mit dem Ringstück verbunden. Auf diese Weise ist es zur Änderung
des begrenzten Temperaturbereiches, in dem eine Einstellung durch Betätigung des
Handgriffs möglich ist, nur notwendig, den Handgriff von dem Ringstück abzunehmen
und ihn in anderer Winkelstellung wieder auf das Ringstück aufzusetzen. Die Druckfeder
braucht dazu nicht gelöst zu werden, und das Wiederaufbringen des Handgriffs kann
ohne Schwierigkeiten geschehen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und
zwar zeigt Fig. i einen senkrechten Schnitt durch eine Mischvorrichtung, .
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Fig. 2 eine Ansicht der Mischvorrichtung in teilweise aufgeschnittenem
Zustand senkrecht zur Schnittebene gemäß Fig. i, Fig.3 eine Ansicht der Einzelteile
der Mischvorrichtung in auseinandergezogenem Zustand, Fig. q. einen Schnitt nach
der Linie A-A der Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie B-B der Fig. 3, Fig.
6 bis 8 senkrechte Schnitte durch den oberen Teil anderer Ausführungsformen der
Mischvorrichtung und Fig.9 eine Seitenansicht einer etwas abgeänderten Mischvorrichtung
in teilweise aufgeschnittenem Zustand.
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Wie aus Fig. i bis 3 ersichtlich ist, besteht die Mischkammer der
Vorrichtung aus einer Bodenplatte a und einem Gehäuse b. Die Bodenplatte weist zwei
einander gegenüberliegende Einlaßöffnungen i und 2 auf, die durch eine Zwischenwand
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voneinander getrennt sind. Außerdem sind in der Bodenplatte zwei einander gegenüberliegende
Auslaßöffnungen 4 und 5 vorgesehen (s. Fig. 2), die mit zwei zusammenhängenden,
innerhalb der Bodenplatte angeordneten Vertiefungen 6 in Verbindung stehen. Die
eine dieser Öffnungen ist durch den Stöpsel 7 abgeschlossen. Sämtliche Ein- und
Auslässe sind für den Anschluß von nicht dargestellten Rohrleitungen finit Gewinde
versehen.
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Die Bodenplatte hat in der Mitte eine Nabe 8, in die die Einlaßöffnungen
von entgegengesetzten Seiten einmünden. An ihrer Oberseite weist sie eine kreisförmige,
mit Gewinde versehene Vertiefung 9 auf. Außerdem sind in dieser Nabe beiderseits
der mittleren Trennwand 3 senkrechte Bohrungen ii bzw. 12 vorgesehen, die die Einlaßöffnungen
1, 2 bis zu der Grundfläche der Vertiefung 9 fortsetzen.
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Das untere Ende eines einteiligen zylindrischen Zuführungsstückes
13 sitzt in der Vertiefung 9 und weist in seiner unteren Stirnfläche eine Vertiefung
14 (s. Fig. 3) auf, die sich über eine in die Bodenfläche der Vertiefung 9 eingeschraubte
Schraube 15 legt und so die Lage des Zuführungsstückes gegenüber der Nabe 8 fixiert.
Das Zuführunggstück hat an seinem unteren Ende einen Bund 16, gegen den sich die
Klemmutter i o anlegt und so das Zuführungsstück unter Einfügung einer Dichtungsscheibe
17 in der Vertiefung festhält. Außerdem weist das Zuführungsstück einen schmaleren
Absatz 16° auf.
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Innerhalb des Zuführungsstückes sind zwei senkrechte Bohrungen 18
und i9 vorgesehen, die nach der unteren Stirnfläche zu offen sind und in Durchmesser
und Lage mit den Bohrungen i i und 12 der Nabe übereinstimmen, so daß sie eine Fortsetzung
dieser Bohrungen bilden. Die Bohrung 18 ist kürzer als die Bohrung i9, so daß ihr
oberes Ende etwas weiter von der oberen Stirnfläche des Zuführungsstückes entfernt
ist als das der Bohrung i9. Wie aus Fig.4 und 5 ersichtlich ist, ist das Ende jeder
Bohrung mit einem System von drei Auslaßbohrungen 2o bzw. 21 verbunden, die an um
12o°' voneinander entfernten Stellen der Zylindermantelfläche des Zuführungsstückes
ausmünden. Die Bohrungen 2o liegen in einer tieferen Ebene als die Bohrungen 21,
so daß keine Verbindung zwischen den einzelnen Bohrungen der beiden Systeme vorhanden
ist. Außerdem sind die Austrittsöffnungen der beiden Bohrungssysteme zueinander
in Umfangsrichtung versetzt angeordnet, so daß jedeAustrittsöffnung einer der Bohrungen
2o auf die Mittellinie zwischen den Austrittsöffnungen zweier benachbarter Bohrungen
21 liegt.
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Dicht um das Zuführungsstück 13 ist eine Hülse 22 drehbar angeordnet,
in deren Wandung zwei Systeme von Durchlaßöffnungen 23 und 24 vorgesehen sind, die
in axialer Richtung den gleichen Abstand voneinander haben wie die Systeme der Auslaßbohrungen
20 und 21. Liegt die Hülse mit ihrer Unterkante auf dem Absatz 16a des Zuführungsstückes
auf, so stimmen die Systeme in ihrer Höhenlage miteinander überein.
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Während jedoch die Austrittsöffnungen des Zuführungsstückes 13 um
i2o° gegeneinander versetzt sind und die Bohrungen 20 jeweils in der Mitte zwischen
den Bohrungen 21 ausmünden, ist dies bei den Durchlaßöffnungen 23 und 24 nicht der
Fall. Sie sind vielmehr so angeordnet, daß, wenn die Durchlaßöffnungen 24 vollkommen
mit den Austrittsöffnungen der Bohrungen 21 übereinstimmen, die Durchlaßöffnungen
23 sich gar nicht mit den Austrittsöffnungen der Bohrungen 20 überdecken und, umgekehrt,
wenn die Durchlaßöffnungen 23 vollständig mit den Austrittsöffnungen der Bohrungen
20 übereinstimmen, die Bohrungen 24 vollständig neben den entsprechenden Austrittsöffnungen
der Bohrungen 21 liegen. Infolgedessen können durch Drehung der Hülse 22 um das
Zuführungsstück 13 entweder die Auslässe der Bohrungen 20 oder die der Bohrungen
21 vollständig geöffnet werden, während in Zwischenstellungen der Hülse die Öffnungen
beider Systeme teilweise geöffnet sind. Dadurch kann das Verhältnis der Flüssigkeitsströme,
die durch die Einlaßöffnungen i und 2 und weiterhin durch die Bohrungen i i und
12, 18 und i9 sowie 2o und 21 und schließlich durch die Durchlaßöffnungen 23 und
24 in die Mischkammer eintreten, durch Drehung der Hülse verändert werden.
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An dem Zuführungsstück 13 ist ein Stift 25 vorgesehen, der mit einer
Ausnehmung 26 der Hülse zusammenarbeitet und auf diese Weise die Drehung der Hülse
so begrenzt, daß sie sich bei Drehung in der einen Richtung bis zur vollständigenÜffnung
der Auslaßöffnungen des einen Bohrungssystems und bei Drehung in der anderen Richtung
bis zur vollständigen Offnung der Auslaßöffnungen des anderen Bohrungssystems bewegen
läßt. An dem oberen Rand der Hülse 22 ist ein Flansch 27 vorgesehen, der an zwei
einander gegenüberliegenden Stellen Schlitze 28 aufweist.
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Das glockenförmige, den eigentlichen Mischraum bildende Gehäuse b
ist mittels Bolzen 29 auf der Bodenplatte a abnehmbar befestigt. In der oberen Stirnwand
dieses Gehäuses ist eine Spindel 30 gleichachsig mit dem Zuführungsstück 13 drehbar
angeordnet. Das innere Ende dieser Spindel, die aus dem Innenraum durch die obere
Stirnwand nach außen ragt, ist mit einem Bund 31 versehen, auf dem ein Speichenstern
32 drehbar aufliegt. Der Speichenstern hat zwei nach entgegengesetzten Richtungen
geführte Speichen 33, die mit je einem nach unten gerichteten Stift 34 in die Schlitze
28 der Hülse eingreifen. Der Speichenstern besitzt in der Mitte eine Nabe 35, auf
der eine aus einem Bimetallstreifen bestehende Spirale 36 angeordnet ist, die mit
ihrem inneren Ende an der Nabe 35 befestigt ist. Ihr äußeres Ende steht über einen
Metallstreifen 37 mit dem äußeren Ende einer zweiten gleichartigen Spirale 38 in
Verbindung, die zwischen der Spirale 36 und der oberen Stirnwand des Gehäuses b
um die Spindel 3o herum angeordnet ist. Das innere Ende dieser Spirale 38 ist mit
einer Muffe 39 verbunden, die mittels eines bei übermäßigem Drehen der Spindel abscherenden
Stiftes 4o auf der Spindel 3o befestigt ist. Ein
\t;ar<tci1 N-011
Flüssigkeit aus dein Innenraum des i:chäuses b wird durch die Anlage der \luffe
39 (fugen die Innenfläche des Gehäuses b sowie durch cinen Gummiring 41 verhindert,
der um die Spindel 3o herum am Boden einer in der olleren Stirnwand ange<irdneten
Vertiefung 42 vorgesehen ist und durch eine Stopfbiichsverschraubung 43 angedrückt
wird.
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1 )ie \ltlfFe 39 wird durch eine Feder 44 in Anlage egcH die obere
Stirnwand des Gehäuses gehalten. Il@miit ist auch eine in axialer Richtung fest-.tcliende
Lage der Spindel 3o, des Speichensterns 32 und der Spiralen 36 und 38 innerhalb
der Vorrichttiiig gegeben. Die Feder 44 ist um das außenliegende Ende der Spindel
3o herum zwischen einem I,'iiigstiick 45 und einer Unterlegscheibe 46 ange-;@t(liiet.
Das Ringstück liegt auf der Stirnwand des (icIiiiuses auf, während die Unterlegscheibe
durch (-hie') Stift 47, der durch das obere Ende der Spindel hindurchgesteckt ist,
gehalten wird.
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.\1i seiner Unterseite weist das Ringstuck 45 eine .\ti:tlelllnttng48
für die Stopfbüchsverschraubung 3 auf und ist mittels eines Stiftes 49, der quer
(furch die Spindel 30 und durch Schlitze 5o einer sich nach oben erstreckenden
Nabe 51 des hindurchgeht, gegen Drehungen um die Spindel gesichert.
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Die Außenfläche des Ringstückes weist ein System von Kerben 52 sowie
eine rundherum gehende Nut 53 auf (s. Fig. 3). An der Innenfläche des becherförmigen
Handgriffs 55 sind entsprechende Kerben 54 vorgesehen, so daß der I landgriff auf
das Ringstück paßt. Dadurch ist es nifiglicli, das Ringstück und damit auch die
Spindel 30 und die Spiralen von Hand zu drehen, wodurch die ursprüngliche
Stellung der Ventilhülse 22 auf dem Zuführungsstück 13 zur Änderung der Temperatur
des Flüssigkeitsgemisches verstellt werden kann. Ein versehentliches Abnehmen des
Handg1-itts 55 von dem Ringstück45 wird durch eine Schraube 56 verhindert, die radial
durch den Handgriff in die Nut 53 hineinragt. Auch die Drehbew-egung des Handgriffs
relativ zu dem Gehäuse und dementsprechend der Verstellbereich der Hülse ist durch
eine in der Stirnfläche des Gehäuses b vorgesehene Schraube 57 und zwei im Abstand
vuneinauder angeordnete Schrauben 58, die beiderseits der Schraube 57 in gleichem
radialen Abstand von der Spindel in die Unterfläche des Handgriffs 55 eingeschraubt
sind, begrenzt.
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Die in Längsrichtung auf die Spindel 3o durch die Feder 44 ausgeübte
Kraft bewirkt, (laß sich die Muffe 39 nach oben gegen die Innenfläche des Gehätises
b anlegt, so daß eine durch Einwirkung des wärmeempfindlichen, durch die Spiralen
36 und 38 gebildeten Organs hervorgerufene Drehung des Speichensternes 33 der Spindel
3o keine Drehbewegung erteilt. Falls erforderlich, kann zur Vergrößerung der Reibung
zwischen der Muffe 39 und dein Gehäuse die ollere Fläche der Muffe konisch ausgebildet
sein, wie dies in Fig.9 dargestellt ist. 1 )einentsprechend weist auch die Innenfläche
des l ieh:iuses eine konische Ausnehmung 6o auf. An Stelle der in Fig. r dargestellten
befestigungsweise des Ringstückes 45 auf der Spindel 30 können auch Bauarten gemäß
Fig.6 bis 8 vorgesehen werden.
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Ilei der in Fig. 6 dargestellten Bauart weist (las 1Zingstiick 45
eine Nable 51 auf, die sich durch die i@eder 44 hindurch und über sie hinaus nach
ollen erstreckt. Dadurch ist es möglich, durch einen i,inzigen Stift 61, der quer
durch die Spindel gesteckt ist und in die Ausneliinungen 5o der \alle des Ringstückes
hineinreicht, (las Ringstück gegen i)reliting zu sichern und die rund um die Nable
51 ;:tigeordnete Unterlegscheibe 46 und damit die Feder unter Spannung zu halten.
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l>ei der in Fig. 7 dargestellten Anordnung hat (las Ringstück 45 in
der Mitte keine Nable, sondern vielmehr eine zylin(lrisclie Vertiefung 62, die von
einem ringförmigen Ansatz umgellen ist. Dieser Ansatz weist zwei einander gegenüberliegende
Schlitze 63 auf, in die der durch die Spindel hindurchgehende Stift 61 liineitiragt.
Dieser Stift ist außerdem durch einen auf der Spindel sitzenden Stellring 64 hindurchgeführt,
der ati Stelle der I'nterlegsclleil)e 46 als \\-iderlager für die Feder 44 dient.
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An Stelle eines Stiftes 49, wie er bei der Ausführungsform gemäß Fig.
i vorgesehen ist, oder eines Stiftes 61 gemäß Fig.6 und 7 kann die Spindel auch,
wie dies in Fig.8 gezeigt ist, mit einer Keilnut 65 versehen sein, die mit einem
auf der Innenseite des Ringstückes 51 angeordneten Keil 66 zusammenarbeitet.
Bei einer solchen Ausführungsform hält der Stift 61 bloß die Feder 44 unter Druck
und überträgt die von der Feder ausgeübte Kraft auf die Spindel 30.
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Ist die Mischvorrichtung in Tätigkeit, so wird beispielsweise in die
Einlaßöffnung i kaltes Wasser und in die Einlaßöffnung 2 heißes Wasser oder Dampf
geleitet. Die beiden Flüssigkeitsströme gelangen dann durch die Bohrungen 18 und
i9, die Auslaßböhrungen 2o und 21 und die Durchlaßüffnungen 23 und 24 der Hülse
22 in die durch das Gehäuse b und die Bodenplatte a gebildete Mischkammer. Das Gemisch
wird dann durch die nicht durch den Stöpsel 7 allgeschlossene Auslaßöffnung 4 nach
außen geleitet.
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Die Temperatur des Gemisches wird durch die ursprüngliche, von Hand
erfolgende Einstellung der Hülse 22 mittels des Handgriffs 55 bestimmt. Weicht die
Mischtemperatur von dem vorgesehenen Wert ab, so erteilen die Spiralen 36 und 38
des wärmeempfindlichen Organs der Hülse eine Drehbewegung, die den Grad der Überdeckung
der Durchlaßöffnungen 23 und 24 mit den Austrittsöffnungen der Bohrungssysteme 20
und 21 verändern und damit den Anteil des heißen Wassers oder Dampfes vermindern,
wenn die Temperatur zu hoch liegt, oder den Anteil des kalten Wassers vermindern,
wenn die Temperatur zu niedrig liegt.
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Die Anordnung der Bohrungssysteme 2o und 21 und der Durchlaßöffnungen
23 und 24 der Hülse in verschiedener Höhenlage und die relative Versetzung der Atistrittsö
ffnungen dieser 13olirtingssysteme
auf der Außenfläche des zylindrischen
Zuführungsstückes verhindert ein `'erziehen des Zuführungsstückes und der Hülse
durch die verschiedenen Flüssigkeitstemperaturen und verringert die Wärmeausdehnungen
dieser Teile. Infolgedessen braucht nur ein sehr geringes Spiel zwischen dem Zuführungsstück
und der Hülse vorgesehen zu werden, so daß der ungeregelte Durchtritt von Flüssigkeit
in die Mischkammer durch dieses Spiel auf einen vernachlässigbaren Wert herabgesetzt
wird. Infolge der Übertragung der VerstellbeNvegungen von den Spiralen auf die Hülse
über in gleichem Abstand auf den Umfang verteilte Stifte des Speichensterns und
Ausnehmungen der Hülse besteht keine Neigung für die Hülse, auf dem Zuführungsstück
zu ecken oder zu klemmen, so daß die Temperaturregelung des Flüssigkeitsgemisches
empfindlich und genau erfolgt.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß die Bodenplatte a so einfach
ausgebildet ist, (laß sie durch Spritzguß oder durch Pressen hergestellt werden
kann, so daß die Zahl der zur Fertigstellung erforderlichen Arbeitsgänge sowie der
entstehende Ausschuß auf ein Mindestmaß 'herabgedrückt wird.
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Da der Bereich der ursprünglichen, von Hand erfolgenden Einstellung
der Hülse mittels des Handgriffes 55 durch die in dem Gehäuse b und in dem . Handgriff
55 vorgesehenen Schrauben 57 bzw. 58 begrenzt ist, so kann man, wenn die gewünschte
Mischtemperatur nicht in diesen Bereich fällt, den Handgriff nach Lösen der Schraube
56 von dem Ringstück :I5 abziehen und in einer anderen Stellung wieder auf das Ringstück
aufsetzen. Da die Druckfeder 4d hierbei ,vollkommen unberührt bleibt, kann diese
Änderung leicht und schnell durchgeführt werden.