DE8324234U1

DE8324234U1 - Elastische kupplung mit drehstarrer notlaufvorrichtung

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Publication number: DE8324234U1
Application number: DE19838324234U
Authority: DE
Original assignee: Maschinenfabrik Stromag GmbH
Current assignee: Maschinenfabrik Stromag GmbH
Priority date: 1983-08-24
Filing date: 1983-08-24
Publication date: 1983-11-24

Description

Plastische Kupplung mit drehstarrer Notlaufvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine elastische Kupplung mit einem zwischen einem Innenring und einem Außenring angeordneten elastischen Glied.

Eine derartige Kupplung ist beispielsweise aus der DE-AS 20 20 179 bekannt. Das elastische Glied läßt hierbei einen gewissen Verdrehwinkel zwischen der Antriebs- und der Abtriebsseite der Kupplung zu, so daß ein weiches Anfahren gewährleistet ist» Zugleich kann es auch in radialer Richtung ausweichen, wodurch Bewegungen der Welle aufgenommen werden können, es gewährleistet auch einen Ausgleich, wenn die Antriebswelle nicht mit der Abtriebswelle fluehiefc. Solche elastischen Kupplungen werden beispielsweise bei Schiffen eingesetzt.

Ein Problem derartiger Kupplungen ist, daß sie nicht mehr funktionsfähig sind, wenn das elastische Glied ausfällt, beispielsweise durch einen Riß. In bestimmten Anwendungsfällen können dadurch gefährliche Situationen heraufbeschweren werden, beispielsweise bei einein Schiff, das durch den Ausfall der elastischen Kupplung seinen Antrieb und damit auch seine Manövrierfähigkeit verliert. Ein Austausch des ela* stisehen Glieds ist nicht immer sofort möglich, insbesondere wenn hierzu Spezialwerkzeug benötigt wird oder der Ausbau der gesamten Kupplung erforderlich ist. In dem geschilderten Fall des antriebs* losen Schiffs oder auch in anderen denkbaren Anwendüngsfäilefi ist es vielmehr erforderlich, die Kupplung zumindest provisorisch so weit instand zu setzen, daß ihre Funktion wieder hergestellt wird.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine elastische Kupplung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die Funktionsfähigkeit der Kupplung zumindest provisorisch schnell und einfach wieder hergestellt werden kann. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Innenring der elastischen Kupplung drehfest mit

einem sich in radialer Richtung erstreckenden Teil, vorzugsweise einer Scheibe, verbunden ist, das mehrere Bohrungen aufweist, daß ein weiteres, ringartiges Teil vorgesehen ist, das mit dem Außenring mindestens bezüglich der Bewegung in ümfangsrichtung kraftöder formschlüssig verbunden ist und das mehrere Bohrungen auf weist, welche in zumindest einer Stellung der Kupplung mit den in dem sich in radialer Richtung erstreckenden Teil vorgesehenen Bohrungen fluchten und daß das sieh in radialer Richtung erstreckende Teil mit dem ringartigen Teil mittels durch die jeweiligen korrespondierenden Bohrungen eingeführter Schrauben ©.dgl. drehstarr verbunden werden kann.

Erfindungsgemäß läßt sich somit die Antriebs- mit der Abtriebsseite im Bedarfsfall sehr einfach drehstarr verbinden, wobei in der einfachsten Auführung an zusätzlichen Teilen lediglich Schrauben und gegebenenfalls Muttern und Unterlegscheiben benötigt werden. Beim Ausfall des elastischen Glieds wird also das sieh in radialer Riehtung erstreckende Teil mit dem ringartigen Teil ober Sehrauben ο.dgl. verbunden, so daß sieh eine sehr einfache Notlaufvorrichtung ergibt, in der Anwendung bei Schiffen beispielsweise kann der Antrieb somit sehr schnell wieder funktionsfähig gemacht werden, so daß die Manövrierfähigkeit erhalten bleibt und das Schiff geschleppt werden kann oder mit eigener Kraft einen Hafen anlaufen kann. Ba beim Nötbetirieb die Antriebsseite und die Abtriebsseite starr miteinander verbunden sind, ist es natürlieh zweekmäßig, das defekte öder ausgefallene elastische Glied wieder instant 2U setzen, sobald dies die ümstäMe zulassen, da die Kupplung im ttötbetrieb ihre Ausgleichseigenschäften und ihre Eigenschaften bezüglich eines weichen Anlaufs verliert.

Zweckmäßig werden auf den Schaft der Schrauben in an sich bekannter Weise Unterlegscheiben aufgeschoben. Die

Schrauben können beispielsweise mit Muttern gesichert sein. Es ist jedoch auch vorteilhaft, entweder die in dem sich in radialer Richtung erstreckenden Teil vorgesehenen Bohrungen oder die in dem ringartigen Teil vorgesehenen Bohrungen als Gewindebohrungen auszu-

führen. Entsprechende zur Notlaufvcrrichtung erforderliche Muttern brauchen dann vom Schiff nicht mitgeführt zu werden, und außerdem bietet sich diese Ausführung in Fällen an, bei denen die entsprechenden Bohrungen nicht von beiden Seiten zugänglich Sind.

Sas sieh in radialer Richtung erstreckende Teil kann vorteilhaft über Schrauben mit dem Innenring verbunden sein, so daß sich eine kraftschlüssige Verbindung ergibt. Ist die übertragung von Kräften notwendig, bei denen dieser Kraftschluß nicht ausreichend ist, so kann überdies noch ein Formsehluß erreicht werden, wenn das sich in radialer Richtung erstreckende Teil mit Nocken versehen ist, die mit entsprechenden Nocken des Innenrings zusammenwirken. Hierbei können je nach Ausführung auf dem Innenring zur Aufnahme des elastischen Glieds bereits vorhandene Nocken ausgenutzt werden.

Wenn der Außenring mit Nocken versehen ist - die ebenfalls zur Aufnahme des elastischen Glieds bereits vorhanden sein können so ist es zweckmäßig, diese Nocken mit entsprechenden Nocken des ringartigen Teils zusammenwirken zu lassen. Das ringartige Teil ist dann mit dem Außenring nur in U»£angsrichtv>ng formschlüssig verbunden, wobei die axiale Sicherung von dem sich in radialer Richtung erstreckenden Teil, mit dem das ringartige Teil verbunden ist, übernommen wird* Auch die Verbindung zwischen dem sicii in radialer Richtung erstreckenden Teil und dem ringartigen Teil kann formschlüssig gestaltet werden, indem diese Teile an den gegenseitigen Berührungsflächen zumindest teilweise mit einer Axial» oder Stirnverzahnung versehen sind, in der Regel wird eine derartige formschlüssige Verbindung jedoch nicht erforderlich sein, da die Verschraubungen zwischen dem sich in radialer Richtung erstreckenden Teil und dem ringartigen Teil radial weit außen liegen.

Bei der bisher beschriebenen Ausführung ist das ringartige Teil mit dem Außenring in ümfangsrichtung formschlüssig über Nocken verbunden. Es ist jedoch auch günstig, dieses Teil mit dem Außenring zu verschrauben. Das hat den Vorteil, daß das ringartige

Teil nicht als Ersatzteil zur Notlaufvorrichtung ständig mitgeführt werden muß. Es ist in diesem Fall vielmehr bereits Bestandteil der Kupplung und braucht bei Bedarf lediglich mit dem sich in radialer Richtung erstreckenden Teil beispielsweise mittels Schrauben verbunden zu werden. Da sich in diesem Fall ein für den Normalbetrieb der Kupplung erforderlicher Zwischenraum zwischen dem ringartigen Teil und dem sich in radialer Richtung erstreckenden Teil ergibt, ist es hier jedoch zweckmäßig, zwischen diesen beiden Teilen ein Zwischenstück anzuordnen, das zwar als Bestandteil der Notlaufvorrichtung mitgeführt werden muß, welches aber viel geringere Abmessungen besitzt als das ringartige Teil. Außerdem ist es natürlich auch denkbar, mehrere in den Abmessungen sehr kleine Zwischenstücke zu verwenden. Ein zusätzlicher Formschluß kann noch erzielt werden, wenn das ringartige Teil, das sich in radialer Richtung erstreckende Teil und das Zwischenstück an den jeweiligen Berührungsflächen zumindest teilweise mit einer Verzahnung versehen sind.

Wenn in der Praxis das elastische Glied defekt wird, so ergibt sich zumeist in irgendeiner Weise eine Positionsveränderung des Innenteils der Kupplung gegenüber dem Außenteil. Daher ist es zweckmäßig, die Bohrungen entweder des ringartigen Teils oder des sich in radialer Richtung erstreckenden Teils, insbesondere jenes Teils, das den Köpfen der diese Teile verbindenden Schrauben zugewandt ist, als Langlöcher auszuführen, wobei die Ausdehnung dieser Laiiglöcher in Umfangsrichtung größer ist als in radialer Richtung. Die Schrauben können dann unabhängig davon eingesetzt werden, ob und um wieviel sich die Stellung des Außenteils zum Innenteil der elastischen Kupplung versetzt hat.

Die axiale Anordnung des ringartigen Teils und des sich in radialer Richtung erstreckenden Teils spielt für die vorliegende Erfindung keine Rolle, Sie ergibt sich vielmehr aus konstruktiven Zweckmäßigkeiten. Ebenso spielt es im Prinzip keine Rolle, von welcher Seite die diese Teile verbindenden Schrauben eingesetzt werden.

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Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Dnteransprüchen sowie aus der Beschreibung zur Zeichnung, in der verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind- Es zeigen:

Fig. 1a einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplung,

Fig. 1b eine Draufsicht auf die Aus führungs form der Fig. Ip» in axialer Richtung gemäß dem Pfeil Xb der Fig. 1a,

Fig. 2a eine zweite Ausführungsform der Erfindung in Darstel- und 2b i_ung_en gemäß den Fig. 1a und 1b und

Fig. 3a eine dritte Ausführungsform der Erfindung, ebenfalls in ^³¹¹ Darstellungen gemäß den Fia. 1a und 1b.

IiJ der Fig. 1a ist eine erfindungsgemäße elastische Kupplung als Ganzes mit 1 bezeichnet. Sie umfaßt einen Innenring 2 und einen Außenring 3, wobei der Innenring 2 gewöhnlich auf die Antriebswelle einer Arbeitsmaschine festgesetzt wird und der Außenring der Antriebsseite einer Kraftmaschine zugeordnet ist. Gewöhnlich steht der Außenring 3 in hier nicht gezeigter Weise mit einem Kupplungsflansch in Verbindung oder bildet selbst diesen Kupplungsflansch. Der Innen- und der Außenring sind über ein elastisches Glied 4 verbunden, welches die Antriebskräfte von der Antriebs- auf die Abtriebsseite überträgt. Dieses elastische Glied hat mehrere Funktionen; es gewährleistet einerseits einen weichen Anlauf, da es eine gewisse Verdrehung zwischen dem Innen- und dem Außenring zuläßt, die bei bekannten Ausführungsformen etwa 60° betragen kann, und zugleich hat es auch Ausgleichsfunktionen, beispielsweise wenn die Welle in radialer Richtung auswandert oder wenn die Achsen der Antriebs- und der Abtriebsseite nicht exakt fluchten. Wie am besten aus der Fig. 1b zu erkennen ist, ist der Außenring mit Nocken 5 versehen, in welche Nocken des elastischen Glieds eingreifen, so daß dieses in Umfangsrichtung mitgenommen wird. In ähnlicher Weise ist auch der Innenring 2 mit Nocken 6 versehen, welche in entsprechende

Nocken des elastischen Glieds eingreifen und dieses ebenfalls in Umfangsrichtung mitnehmen.

In der Praxis kann es vorkommen, daß das elastische Glied 4 ausfällt, beispielsweise durch einen Riß oder eine ähnliche auf überbeanspruchung oder Alterungserscheinungen zurückzuführende Beschädigung. Besonders kritisch ist ein derartiger Ausfall, wenn die elastische Kupplung beispielsweise als Wellenkupplung auf einem Schiff eingesetzt ist. Das Schiff verliert dann seinen Antrieb und damit seine Manövrierfähigkeit. In der Regel ist es auch nicht möglich, das elastische Glied sofort an Ort und Stelle zu ersetzen, z.B. dann, wenn kein Ersatzteil mitgeführt wurde, wenn für den Austausch Spezialwerkzeug benötigt wird oder wenn sogar der Ausbau der gesamten Kupplung erforderlich ist. Die Erfindung schlägt daher eine Notlaufvorrichtung vor, mit der -3.Ie Antriebsseite der elastischen Kupplung mit der Abtriebsseite sehr einfach und unter Verwendung weniger Teile für einige Zeit drehstsrr verbunden werden kann. Das Schiff bleibt dann zumindest manövrierfähig und kann geschleppt werden oder aus eigener Kraft einen Hafen anlaufen. Dort kann dann das elastische Glied ausgetauscht werden, da die durch die Erfindung verwirklichte drehstarre Notlaufvorrichtung natürlich bedingt, daß die elastischen Eigenschaften der Kupplung verloren-gehen.

Diese drehstarre Notlaufvorrichtung umfaßt ein ringartiges Teil 7, mit dem im Notfall eine Verbindung zwischen einem sich in radialer Richtung erstreckenden und mit dem Innenring verbundenen Teil - hier einer Scheibe 8 - und dem Außenring hergestellt werden kann, Die Scheibe 8 ist Bestandteil der Kupplung und im gezeigten Ausführungsbeispiel mit dem Innenring über Schrauben 9 verbunden. Ein zusätzlicher Formschluß zwischen der Scheibe 8 und dem Innenring 2 kann dadurch erreicht werden, daß die Scheibe 8 mit Nocken 10 versehen ist, welche mit entsprechenden Nocken 6 des Innenrings zusammenwirken. Diese Nocken 6 sind am Innenring bereits zur Festsetzung ^^es elastischen Glieds 4 vorgesehen.

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Im Bedarfsfall wird nun das ringartige Teil 7 auf die Kupplung aufgesetzt. Dies gestaltet sich besonders einfach dann, wenn, wie aus der Fig. 1b ersichtlich, dieses ringartige Teil 7 aus mehreren Segmenten, von denen hier die Segmente 7a und 7b dargestellt sind, zusammengesetzt ist. (Durch die Segmentierung wird auch der Raumbedarf des ringartigen Teils bei der Aufbewahrung und Bevorratung klein gehalten). Das ringartige Teil 7 oder die Segmente desselben sind mit Nocken 11 ausgerüstet (Fig. Ib), die in die an dem Außenring 3 bereits zur Aufnahme des elastischen Glieds 4 vorgesehenen Nocken 5 eingreifen. Auf diese Weise wird die Mitnahme des ringartigen Teils 7 in Um fangsrichtung gewährleistet. Mit der Scheibe 8 wird das ringartige Teil 7 im Bedarfsfall mittels Schrauben 12 unter Zwi schenlegung von ünterlegschreiben 13 verbunden. Diese Schrauben werden durch entsprechende Bohrungen des ringartigen Teils

7 und der Scheibe 8 eingeführt, wobei in diesem Fall die in der Scheibe 8 vorgesehene Bonrung als Gewindebohrung ausgeführt ist. Dies ist hier erforderlich, da beim Zusammenbau die Scheibe

8 von hinten nicht zugänglich ist. Bei anderen Ausführungsformen ist es dagegen denkbar, die Schraube 8 auch mit Hilfe von Muttern zu sichern.

In den meisten Fällen des Ausfalls des elastischen Glieds 4 wird sich die Stellung des Innenteils der Kupplung gegenüber dem Außenteil verändern. Die in dem ringartigen Teil 7 bzw. seinen Segmenten 7a und 7b vorgesehenen Bohrungen sind daher, wie aus der Fig. 1b zu erkennen ist, als Langlöcher 14 ausgeführt, deren Ausdehnung in ümfangsrichtung größer ist als in radialer Richtung. Somit können die Schrauben 12 unabhängig von der Stellung des Außenteils zum Innenteil der elastischen Kupplung eingesetzt werden.

Da der Durchmesser des Kreises, auf dem die Bohrungen des ringartigen Teils 7 bzw. der Scheibe 8 vorgesehen sind, relativ groß ist, diese Bohrungen also relativ weit außen liegen, ist es in der Regel ausreichend, die Bewegung des Innenrings auf

den Außenring mittels des durch diese Schrauben verwirklichten Kraftschlusses zu übertragen. Ein zusätzlicher Formschluß, welcher die übertragung noch größerer Kräfte zuläßt, kann überdies noch dadurch verwirklieht werden, daß an der Berührungsfläche 15 zwischen dem ringartigen Teil 7 und der Seheibe 8 eine AxialVersöhnung oder an der Berührungsfläche 16 eine Stirnverzahnung vorgesehen wird. Diese Verzahnungen sind im Ausführungsbeispiel jedoch nicht gezeigt, da sie nur für die Übertragung extrem hoher Kräfte erforderlieh sind.

Es ■ wird bei der Erfindung als besonders vorteilhaft angesehen, daß zum Einsatz der Notlaufvorrichtung nur sehr wenige Teile mitgeführt werden müssen. Hierzu gehören lediglieh das ringartige Teil 7 bzw. seine Segmente 7a und 7fc, die Schrauben 12 sowie die Unterlegscheiben 13.

Bin zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist unter Verwendung teilweise derselben Bezugszeichen wie in den fig» 1a und 1b, in den fig. 2a und 2b dargestellt. Der wesentliche Unterschied gegenüber der ersten Ausführungsform besteht darin, daß die Verbindung zwischen dem innenring 2 und der Scheibe 8 im wesentlichen kraftschlüssig gestaltet wurde. Da diese Ausführungsform dieselben Kräfte übertragen soll wie die erste Ausführungsform der Erfindung, ist die hier mit 9* bezeichnete Schraube entsprechend größer dimensioniert.

Ein drittes Ausführtmgsbeispiel der Erfindung ist schließlieh in den Fig. 3a und 3b gezeigt* Wesentlicher Unterschied gegenüber den ersten beiden Ausführungsformen ist es, daß das ringartige Teil 7 nun nicht mehr für den Bedarfsfall mitgeführt werden muß, sondern Bestandteil der Kupplung ist. Hierzu ist es über Schrauben 17 mit dem Außenring 3 verbunden. Das ringartige Teil 7 und die Scheibe 8 laufen also im Normalbetrieb der Kupplung ständig mit. Im Bedarfsfall werden zwischen diese beiden Teile ein oder mehrere Zwischenstücke 18 eingesetzt, wonach die Verschraubung mittels der Schrauben 12 wie oben dargestellt erfolgen kann.

Die Zwischenstücke 18 benötigen bei der Aufbewahung und Bevorratung noch wesentlich weniger Platz als das ringartige Teil 7 oder seine Segmente 7a und 7b. Zur zusätzlichen Bewirkung eines Formschlusses können das ringartige Teil 7, die Scheibe 8 und das oder die Zwischenstücke 18 an den jeweiligen Berührungsflächen noch zusätzlich mit Versahnungen versehen sein·

Im Ausführunggbeispiel der Fig. 3a und 3b werden die Schrauben 12 zunächst nieht durch das ringartige Teil 7, sondern durch die Scheibe 8 eingeführt. Saher sind in diesem Fall die Bohrungen in der Sehelbe 8 als Länglicher und die Bohrungen in dem ringartigen feil 7 als ßewlndebohrungen ausgeführt. Es ist jedoch jederzeit möglich, diese Zuordnung auch wieder umzukehren und das ringartige Teil 7 wie bei den ersten Ausführungsformen der Erfindung in der Darstellung gemäß Fig. 3a links von der Scheibe anzuordnen.

Claims

DR.-ING. H. Hp WlChiElJM'·'-: ¹DrPU,-ING. H, DAUSTER

D-7 0 00 STUTTGART 1 · GYMNASIUMSTRASSE 3t B «TELEFON (0711) 291133/892857

Anmelder; Stuttgart, den 23.08.1983

Maschinenfabrik _{Dr W}/_Ei

Stromag GmbH
Hansastraße 120

ünna

Ansprüche

R:. Elastische Kupplung mit einem zwischen einem Innenring und
einen Außenring angeordneten elastischen Glied, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (2) drehfest mit einem sich in radialer Richtung erstreckenden Teil (8), vorzugsweise
einer Scheibe,verbunden ist, das mehrere Bohrungen aufweist, daß ein weiteres, ringartiges Teil (7) vorgesehen ist, das mit dem
Außenring (3) mindestens bezüglich der Bewegung ip Umfangsrichtung kraft- oder formschlüssig verbunden ist und das
mehrere Bohrungen aufweist, welche in zumindest einer Stellung der Kupplung mit den in dem sich radialer Richtung erstreckenden Teil (8) vorgesehenen Bohrungen fluchten und daß das sich in radialer Richtung erstreckende Teil (8) mit dem ringartigen Teil (7) mittels durch die jeweiligen korrespondierenden Bohrungen eingeführter Schrauben (12) o.dgl. drehstarr verbunden werden kann, bevorzugt bei Ausfall des elastischen Glieds (4) .
2. Elastische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Schaft der Schrauben (12) Unterlegscheiben (13) aufgeschoben sind.
3. Elastische Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die in dem sich in radialer Richtung erstreckenden Teil (8) vorgesehenen Bohrungen oder die in dem ringartigen Teil (7) vorgesehenen Bohrungen als Gewindebohxungen ausgeführt sind.
4. Elastische Kupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das sich in radialer Richtung erstreckende Teil (8) über Schrauben (9, 9*) mit dem Innenring (2) verbunden ist.
5. Elastische Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das sich in radialer Richtung erstreckende Teil (8) mit Nocken (10) versehen ist, die mit entsprechenden Nocken (6) des Innenrings zusammenwirken.
6. Elastische Kupplung nach einem eder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (3) Nocken (5) aufweist, die mit entsprechenden Nocken (11) des ringartigen Teils (7) zusammenwirken und dieses in Umfangsrichtung mitnehmen.
1. Elastische Kupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das ringartige Teil (7) und das sich in radialer Richtung erstreckende Teil (8) an den gegenseitigen Berührungsflächen (15, 16) zumindest teilweise mit einer Axial- und/oder Stirnverzahnung versehen sind.
8. Elastische Kupplung nach eirieiti oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das ringartige Teil (7) mit dem Außenring (3) verschraubt ist..
9. Elastische Kupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ringartigen Teil (7) und dem sich ir< radialer Richtung erstreckenden Teil (8) eines oder mehrere Zwischenstücke (18) angeordnet ist/sind.
10. Elastische Kupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das ringartige Teil (7), das sich in radialer Richtung erstreckende Teil (8) und das Zwischenstück (18) an den jeweiligen Berührungsflächen zumindest teilweise mit einer Verzahnung versehen sind.
11. Elastische Kupplung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche/ dadurch gekenn-zeichnet, daß die Bohrungen entweder des ringartigen Teils (7) oder des sieh in radialer Richtung erstreckenden Teils (B), insbesondere jenes Teils, das den Köpfen der diese Teile verbindenden Sehrauben (12) zugewandt ist, als Langlöcher (14) ausgeführt sind, wobei die Ausdehnung dieser Langlöeher in ümfangeriehtung größer ist als in radia ler Richtung.

12« Elastische Kupplung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dad das ringartige Teil (7) aus mehreren Segmenten (7a, 7b) besteht.