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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 23. Dezember 1953 Bekanntgemacht am 16. Februar 1956Filing date: December 23, 1953 Advertised on February 16, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erhöhung der Ansprechgeschwindigkeit eines im Wärmebeireich des Gebrauchswassers von Heißwassergeräten, insbesondere in Durchlauferhitzern, eingebauten, temperaturempfindlichen Organs eines Thermostaten beim Zapfvorgang, bei welchem das in den Behälter einlaufende Kaltwasser durch besondere Leitmittel in die Nähe des temperaturempfindlichen Organs gebracht wird. Die Wärmezufuhr wird hierbei nach Beginn des Wasserdurchlaufs selbsttätig freigegeben und nach Beendigung des Wasserdurchlaufs selbsttätig abgesperrt.The invention relates to an arrangement for increasing the response speed of an im Heating area of the service water from hot water devices, especially in instantaneous water heaters, built-in, temperature-sensitive organ of a thermostat during the tapping process, in which the Cold water running into the container is brought into the vicinity of the temperature-sensitive through special conduction means Organ is brought. The heat supply is here after the beginning of the water flow automatically released and automatically shut off after the water flow has ended.

Es ist bei Klein-Heißwasserspeichern und Durchlauferhitzern bekannt, die Wärmezufuhr, z. B. durch elektrische Widerstandsheizung, möglichst kurz nach Beginn der Wasserentnahme, etwa gleichzeitig mit dieser einzuschalten, so daß die durch die Wasserentnahme notwendig werdende neue Aufheizung für die Wiederherstellung der ursprünglichen Heißwassermenge zeitlich vorverlegt wird und daß beim Durchlauferhitzer das unmittelbar nach Zapfbeginn in ihn nachströmende Kaltwasser erwärmt werden kann.It is with small hot water storage tanks and instantaneous water heaters known to supply heat, e.g. B. by electrical resistance heating, if possible shortly after the start of the water extraction, to switch on at about the same time as this, so that the through the water abstraction becomes necessary new heating for the restoration of the original The amount of hot water is brought forward and that immediately with the instantaneous water heater after the start of tapping, cold water flowing into it can be heated.

Bei Heißwasserspeichern beginnt die Aufheizung während des Zapfens und dauert zum größten Teil in der anschließenden wasserentnahmelosen Zeit an. Anders liegen die Verhältnisse beim Durchlauferhitzer. ' Bei diesem ergibt sich die Notwendigkeit, daß unmittelbar nach Beendigung des Zapfvorgangs die Wärmezufuhr abgesperrt wird, da sonst beiIn the case of hot water storage tanks, the heating begins during the tapping and lasts for the most part in the subsequent time without water withdrawal. The situation is different with the instantaneous water heater. 'With this there is the need that immediately after completion of the dispensing process the heat supply is shut off, otherwise at

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späterem Abschalten das im Behälter verbliebene heiße Durchlaufwasser überhitzt wird, was dazu führen kann, daß. bei mehrmaligem aufeinanderfolgendem Zapfen der Kochpunkt erreicht werden und bei Hochdruckgeräten auch unzulässig hoher Dampfdruck entstehen, kann. Soll ein Durchlauferhitzer ständig Wasser gleicher Temperatur liefern, so hat dies somit zur Voraussetzung, daß sowohl die Zufuhr als auch die Absperrung von Wasserlater shutdown, the hot water remaining in the tank is overheated, which leads to it that can lead. when repeated several times Tap the boiling point can be reached and in the case of high-pressure devices also impermissibly higher Vapor pressure can arise. If a water heater is to continuously supply water at the same temperature, so this is therefore a prerequisite that both the supply and the shut-off of water

ίο und Wärme möglichst gleichzeitig' erfolgt. Dies ist bereits verwirklicht worden durch die mechanische Kopplung eines im Wasserweg liegenden druckempfindlichen Organs mit einem im Wasserweg liegenden Ventil einerseits und einem Schaltwerk für die Wärmezufuhr, beispielsweise durch elektrischen Strom. Ein solches Gerät hat jedoch bei Druckschwankungen und wegen seiner beweglichen Teile erhebliche Nachteile.ίο and heat as possible at the same time '. This is has already been realized through the mechanical coupling of a pressure-sensitive device lying in the waterway Organs with a valve located in the waterway on the one hand and a switching mechanism for the supply of heat, for example by electrical means Electricity. However, such a device has with pressure fluctuations and because of its movable Share significant disadvantages.

Es ist andererseits vorgeschlagen worden, das Einlaufen des Wassers in das Gerät und die Wärmezufuhr thermisch miteinander zu koppeln, indem bei Zapfbeginn Kaltwasser an ein im Behälterinnern befindliches und von heißem Behälterwasser umgebenes Schutzrohr herangeführt wird, in welchem sich mit Abstand das temperaturempfindliche Organ eines Thermostaten befindet. Man hat sich hier darauf beschränkt, den Thermostaten nach Zapfbeginn etwas schneller zum Einschalten zu bringen. Das Absperren der Wärmezufuhr nach Zapfende wird jedoch mit Hilfe der erwähnten Kaltwasserführung eher verzögert als beschleunigt, da das Schutzrohr des Thermostaten — oft durch künstlichen Kaltwassermantel bei koaxialem Kaltwasserleitrohr — noch von kaltem Wasser umgeben ist, während der eigentliche Teil des Behälterinnern Betriebstemperatur oder gar Übertemperatur hat.On the other hand, it has been proposed to prevent the water running into the device and the To thermally couple the heat supply with each other by adding cold water to a inside the container at the start of tapping the protective tube that is in place and is surrounded by hot container water is brought up, in which the temperature-sensitive organ of a thermostat is by far. The only thing that has been done here is to switch on the thermostat a little faster after the tap has started bring to. The shut-off of the heat supply after the end of tapping is done with the help of the The cold water flow mentioned above is more delayed than accelerated, as the thermostat's protective tube - often through an artificial cold water jacket with a coaxial cold water pipe - still from cold Water is surrounded while the actual part of the container interior is operating temperature or even Has overtemperature.

Aufgabe der Erfindung ist es, sowohl die Wärmezufuhr unmittelbar nach Zapfbeginn als auch deren Abschalten unmittelbar nach Zapfende durch ein temperaturempfindliches Organ eines Thermostaten zu bewirken. Nach der Erfindung wird das mit einer Anordnung zur Erhöhung der Ansprechgeschwindigkeit eines temperaturempfindlichen Organs eines Thermostaten in einem Heißwassergerät der eingangs angeführten Gattung dadurch erreicht, daß das parallel, zum schutzrohrlosen temperaturempfindlichen Organ geführte Wassereinlaufrohr seitliche, auf das nahe bei diesem angeordnete temperaturempfindliche Organ gerichtete Öffnungen aufweist und das Wassereinlaufrohr zusammen mit dem temperaturempfindlichen Organ von einem mit Löchern versehenen Mantel soweit umgeben ist, daß das temperaturempfindliche Organ im Falle der Einschaltung des Thermostaten vom Wassereinlauf rohr aus als auch umgekehrt im Falle der Abschaltung des Thermostaten vom Heißwasser außerhalb der Leitvorrichtung aus allseitig, schnell und unmittelbar beaufschlagt wird.The object of the invention is both the heat supply immediately after the start of dispensing as well as their switching off immediately after the end of drawing by on to effect temperature-sensitive organ of a thermostat. According to the invention that will with an arrangement for increasing the response speed of a temperature-sensitive Organ of a thermostat in a hot water device of the type mentioned thereby achieves that the water inlet pipe, which runs parallel to the temperature-sensitive organ without protection tube lateral, directed at the temperature-sensitive organ located close to it Has openings and the water inlet pipe together with the temperature-sensitive organ is surrounded by a jacket provided with holes that the temperature-sensitive organ in the case of switching on the thermostat from the water inlet pipe and vice versa in the case the shutdown of the thermostat from the hot water outside the control device from all sides, quickly and is applied immediately.

Mit Hilfe einer solchen Anordnung ist der Heizkörper des Gerätes auch gegen Trockengehen, gesichert, da die bei Beginn des Trockengehens weiter ansteigende Temperatur des Heizkörpers sich über die gleiche Leitvorrichtung und im gleichen Sinne auf das temperaturempfindliche Organ auswirkt.With the help of such an arrangement, the radiator of the device is also secured against drying out, because the temperature of the radiator, which continues to rise at the start of drying, is over the same guide device and affects the temperature-sensitive organ in the same sense.

Vorzugsweise kann der Querschnitt des Leitmantels G-Profil aufweisen, das sich der ganzen Länge nach um ' die gleichlaufenden · und auf der längeren Profilachse angeordneten Rohre für den Wassereinlauf und die Temperaturausdehnung (Wärmefühler) legt.Preferably, the cross section of the conduction sleeve G-profile comprise laying the whole length to 'the corotating · and arranged on the longer axis profile pipes for the water inlet and the temperature expansion (heat sensor).

An Stelle des Temperaturausdehnungsrohres kann auch jedes andere temperaturempfindliche Organ treten. Mit dieser Anordnung soll bezweckt werden, daß; beim Zapfen des Kaltwassers durch seitliche und auf das Temperaturausdehnungsrohr gerichtete Öffnungen längs des Wassereinlaufrohres mit Hilfe des gewählten Profils der Leitvorrichtung das Temperaturausdehnungsrohr auf seinem ganzen Umfang beaufschlagt wird. Dem gelochten Leitmantel fällt dabei die Aufgabe zu, die Verdrängung des Heißwassers am Temperaturausdehnungsrohr besonders in der der Kaltwasserauftreffrichtung abgewandten Seite des Temperaturausdehnungsrohres zu begünstigen. Darüber hinaus wird durch diesen Leitmantel das Kaltwasser auf die umliegenden Heizkörper sowohl in der Höhe als auch längs des Umfangs gleichmäßig verteilt.Instead of the temperature expansion tube, any other temperature-sensitive Kick organ. The aim of this arrangement is that; when drawing off cold water lateral openings along the water inlet pipe directed towards the temperature expansion pipe with the help of the selected profile of the guide device, the temperature expansion pipe on its whole Scope is applied. The perforated guide jacket has the task of displacement of the hot water at the temperature expansion pipe, especially in the direction facing away from the cold water impingement direction Favor side of the temperature expansion pipe. In addition, through this Leitmantel the cold water on the surrounding radiators both in height and along the Evenly distributed around the circumference.

Insbesondere ist der Leitmantel bei Zapfende für den unter weit schwächerem Druck erfolgenden Wärmetausch in umgekehrter Richtung, also zwecks schneller Heißwasserbeaufschlagung des Temperaturausdehnungsrohres von außerhalb der Leitvorrichtung, wichtig.In particular, the guide jacket at the end of the spigot is for the pressure taking place under far weaker pressure Heat exchange in the opposite direction, i.e. for the purpose of faster hot water application to the temperature expansion pipe from outside the guiding device, important.

Die erfindungsgemäße Anordnung führt nicht nur zu der gewünschten schnellen Ansprechgeschwindigkeit des Thermostaten im normalen Betriebsfall, sondern auch im Sicherheitsabschaltungsfall. Diese Eigenschaft ist es, die zur Wahl des erfindungsgemäßen C-Profils der Leitvorrichtung führt. Ordnet man nämlich diese "3Te beiden Rohre umgebene Leitvorrichtung mit ihrer durch das Profil bedingten offenen Längsseite nahe beim Heizkörper an, so wirkt bei Übertemperaturen des Heizkörpers die Leitvorrichtung als eine auf das Temperaturausdehnungsrohr gerichtete Sammelvorrichtung für die von dem nahe dabei angeord- ■ neten Heizkörper auf alle drei Wärmeübertragungsarten abgegebene Wärme, hauptsächlich für die vom Heizkörper ausgehende Wärmestrahlung.The arrangement according to the invention not only leads to the desired rapid response speed of the thermostat in normal operation, but also in the event of a safety shutdown. It is this property that determines the choice of the C-profile of the guide device according to the invention leads. If you order this "3rd guiding device surrounding the two pipes with their the open long side due to the profile close to the radiator, this is how the Radiator the guide device as a collection device directed towards the temperature expansion pipe for the heat given off by the nearby radiator in all three types of heat transfer, mainly for the heat radiation emitted by the radiator.

Dies gilt sowohl bei Überschreitung der Heiz- " körpertemperatur infolge Überhöhung der gewünschten Wassertemperatur als auch vorzugsweise für den Trockengehfall, bei dem der Strahlungsanteil mit Abstand den Hauptteil der Wärme· übertragung darstellt.This applies both when the radiator temperature is exceeded as a result of the desired temperature being exceeded Water temperature as well as preferably for the dry walk case, in which the radiation component represents by far the main part of the heat transfer.

In den beschriebenen anomalen Fällen, insbesondere beim Trockengehen des Heizkörpers, handelt es sich um die Sicherheitsabschaltung eines Thermostaten. Das bedeutet, daß nach einer bestimmten, 12p durch diese Sicherheitsabschaltung bedingten Abkühlung der Thermostat die Wärmezufuhr wieder freigibt. Der Heizkörper geht also in der Folgezeit zeitweise trocken. Hierbei wirkt die bis zur Sicherheitsabschalturig im Heizkörper gespeicherte und dann in Fluß kommende Wärme auf das Heiß-In the anomalous cases described, especially when the radiator goes dry, act it is the safety shutdown of a thermostat. This means that after a certain, 12p This safety shutdown caused the thermostat to cool down the heat supply again releases. The radiator will therefore dry out from time to time. Here acts up to Safety shutdown in the radiator stored and then coming into flow heat on the hot

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wassergerät temperaturerhöhend, ehe die Temperatur zum Abklingen kommt.water device increasing the temperature before the temperature subsides.

Diese zeitweise auftretenden thermischen Überbelastungserscheinungen im Trockengehfall, die vom Heißwassergerät auf die Dauer nicht ohne Schaden ertragen werden können, lassen sich aber weiter erfindungsgemäß vermeiden, indem die heizfreie Zeit der beschriebenen Schaltung durch künstlich langsamere Abkühlung des das Temperaturausdehnungsrohr umgebenden Mittels (Dampf, Luft) verlängert wird. Dies wird beispielsweise durch eine ■— bei den bekannten Durchlauferhitzern nicht übliche, aber bei den Heißwasserspeichern bekannte —■■ Wärmedämmung des Wasserbehälters erfüllt, die gleichzeitig in der wasserentnahmelosen Zeit, d. h. im Speicherfall, die Wärmeverluste bekanntermaßen auf ein erträgliches Maß herabmindert. Bei Anordnung dieser Wärmedämmung erhöht sich die Schaltperiodendauer auf viele Stunden.These temporary thermal overload phenomena in the case of dry running, which the hot water device cannot endure without damage in the long term, can, however, be avoided according to the invention by extending the heating-free time of the circuit described by artificially slower cooling of the medium (steam, air) surrounding the temperature expansion tube will. This is achieved, for example, by ■■ thermal insulation of the water tank - not common with the known instantaneous water heaters, but known for hot water storage tanks - which at the same time reduces the heat loss to a tolerable level during the time without water withdrawal, ie in the case of storage. If this thermal insulation is arranged, the switching period increases to many hours.

Durchlauferhitzer, die auch als Heißwasserspeicher arbeiten können, sind zusätzlich mit einem Handschalter für die Wärmezufuhr und Absperrung ausgerüstet, um in zeitlich langen, wasserentnahmelosen Zeiten, beispielsweise im Haushalt am frühen Vormittag, am Nachmittag und insbesondere nachts, aus wirtschaftlichen Gründen das gespeicherte Wasser wegen der Wärmeverluste durch Wärmezufuhr nicht unnötig auf Temperatur halten zu müssen.Instantaneous water heaters, which can also work as hot water storage tanks, are also equipped with a Hand switch for the supply of heat and shut-off, in order to be able to work in long periods of time without water withdrawal Times, for example in the household in the early morning, in the afternoon and especially at night, for economic reasons, the stored water because of the heat losses due to the supply of heat not having to keep the temperature unnecessarily.

Da durch die beschriebene Wärmedämmung beim Trockengehen des Heizkörpers die Schaltperiode des Thermostaten auf viele Stunden ausgedehntBecause of the described thermal insulation when the radiator goes dry, the switching period the thermostat extended for many hours

■ wird, kann mit Sicherheit angenommen werden, daß durch die gewohnte Wärmeabsperrung von Hand, welche ja mehrmals am Tag und bestimmt abends erfolgt, die sonst durch den Thermostaten bestimmte Wärmezufuhr unterbunden wird. Zudem dürfte ein Trockengehen des Heizkörpers nur bei Netzwasserdruckverminderung und daher vorübergehend erfolgen; auch wird vorzugsweise als zweite Sicherung, die hauptsächlich erst vor Eintreten eines Katastrophenfalles in Tätigkeit tritt, noch eine auf Ubertemperatuir ansprechende und mit dem Heizkörper wärmeleitend verbundene, nach dem Schmelzlotprinzip· arbeitende Temperaturabschaltvorrichtung .eingebaut; die von sich aus nur eine einzige Wärmeabsperrung vornehmen kann.■ is, it can be assumed with certainty that due to the usual heat barrier of Hand, which is done several times a day and in the evening, which is otherwise done by the thermostat certain heat supply is prevented. In addition, the radiator should only dry out if Network water pressure reduction and therefore take place temporarily; also is preferred as the second Protection, which mainly only comes into operation before the occurrence of a disaster, still one that responds to excess temperature and is thermally connected to the radiator, after which Fusible link principle · working temperature cut-off device. Built-in; which by itself is only one can make only one thermal barrier.

In der nachfolgenden Darstellung wird eine Anordnung nach der Erfindung gezeigt. Es stellt dar Fig. ι einen Durchlauferhitzer größtenteils im senkrechten Mittelschnitt undIn the following illustration, an arrangement according to the invention is shown. It shows Fig. Ι a water heater mostly in the vertical center section and

Fig. 2 einen waagerechten Schnitt durch den Durchlauferhitzer nach der Linie 2-2 in Fig. 1.
Der Durchlauferhitzer besteht im einzelnen aus dem Wasserbehälter 1, der von einer Wärmedämmschicht 2 mit einem äußeren Schutzmantel 3 umgeben ist. In den Wasserbehälter hinein ragen von unten her das Überlaufrohr 4 und das Einlauf rohr 5, welches der Länge nach mit seitlichen Öffnungen 6 versehen ist, die auf den nahe bei dem Rohr 5 und gleichlaufenden Wärmefühler 7 eines nicht weiter gezeichneten Thermostaten gerichtet sind. Einlaufrohr 5 und Wärmefühler 7 sind von einem mit vielen Öffnungen 8 versehenen und C-Querschnitt aufweisenden Leitblech'9 umhüllt, dessen offene Seite 10 zu einem in der Nähe befindlichen Teil des elektrischen Heizkörpers 11 zeigt. Der Heizkörper 11 und eine Temperaturabschaltvorrichtung 12, die als zweite Sicherung kurz vor Eintreten des Katastrophenfalles in Tätigkeit tritt, sind in einem Behälterflansch 13 befestigt.FIG. 2 shows a horizontal section through the flow heater along the line 2-2 in FIG. 1.
The water heater consists in detail of the water tank 1, which is surrounded by a thermal insulation layer 2 with an outer protective jacket 3. In the water tank protrude from below, the overflow pipe 4 and the inlet pipe 5, which is provided lengthwise with lateral openings 6, which are directed to the close to the pipe 5 and concurrent heat sensor 7 of a thermostat not shown. Inlet pipe 5 and heat sensor 7 are encased by a guide plate 9 provided with many openings 8 and having a C cross-section, the open side 10 of which points to a part of the electric heater 11 located in the vicinity. The heating element 11 and a temperature switch-off device 12, which acts as a second safety device shortly before the occurrence of a disaster, are fastened in a container flange 13.

In der wasserentnahmelosen Zeit wird das Behälterwasser mit Hilfe des Thermostaten (Wärmefühler 7) im Heißwasserbereithaltezustand gehalten. Unmittelbar nach Zapfbeginn wird der Wärmefühler 7 von dem aus dem Netz in das Einlaufrohr nachfließenden und aus dessen Öffnungen 6 ausströmenden Kaltwasser der Länge nach unmittelbar und mit Hilfe des Leitbleches 9 am ganzen Umfang beaufschlagt, so daß fast ohne Verzug die Einschal- 80, tungdes elektrischen Heizkörpers 11 ausgelöst wird.When there is no water withdrawal, the water in the tank is supplied with the help of the thermostat (heat sensor 7) held in the hot water standby state. Immediately after the start of tapping, the heat sensor 7 of that flowing from the network into the inlet pipe and flowing out of its openings 6 Cold water lengthwise immediately and with the help of the guide plate 9 over the entire circumference applied so that the activation of the electric heater 11 is triggered almost without delay.

tfber die Öffnungen 8 und die offene Seite 10 des Leitbleches 9 wandert das Kaltwasser schnell und gleichmäßig in den .eigentlichen Wasserbehälter 1, wo es durch den elektrischen Heizkörper 11 erwärmt wird, ehe es als Heißwasser über das Überlauf rohr 4 ausfließt.Through the openings 8 and the open side 10 of the The baffle 9 moves the cold water quickly and evenly into the actual water tank 1, where it is heated by the electric heater 11 before it is used as hot water via the overflow pipe 4 flows out.

Das Leitblech 9 ist insbesondere aber wichtig für die Abschaltung des elektrischen Heizkörpers 11 unmittelbar nach Zapfende, da nach Ausbleiben des Kaltwassernachschubs beim Abklingen der Strömung ein Wasserumlauf durch diese Öffnungen 8 und 10 sich einstellt und auf diesem Wege heißes Behälterwasser schnell in das Leitblech 9 gelangt, wo es auf Grund der Profilform an den Wärmefühler 9 herangetragen wird. Insbesondere trägt das aus der Umgebung des nahen, heißen Heizkörpers 11 stammende, heißere Behälterwasser auf diesem Wege zur Heißwasserbeaufschlagung des Wärmefühlers 7 bei, der infolgedessen schneller zum Ansprechen gebracht wird.The guide plate 9 is particularly important for switching off the electric heater 11 Immediately after the end of tapping, as there was no cold water supply when the flow subsided water circulates through these openings 8 and 10 and becomes hot in this way Container water quickly reaches the guide plate 9, where it reaches the heat sensor due to the profile shape 9 is brought up. In particular, this contributes from the vicinity of the nearby, hot heating element 11 originating, hotter container water in this way for hot water application of the heat sensor 7, which is made to respond more quickly as a result.

Im Trockengehfall wird von dem dabei sich unzulässig hoch erhitzenden Heizkörper bekanntlich Wärme durch Strahlung abgegeben. Diese wird zu einem genügend großen Teil im Leitblech 9 eingefangen und auf Grund seines C-Profils auf den Wärmefühler 7 gerichtet, so daß dieser schnell zum Ansprechen gebracht wird.In the case of dry running, this is inadmissible It is well known that high-temperature radiators give off heat through radiation. This is going to a sufficiently large part captured in the guide plate 9 and due to its C-profile on the Heat sensor 7 directed so that it is quickly made to respond.

Claims

PATENT CLAIMS: _1J0

i. Arrangement to increase the response speed one in the heat range of the service water from hot water devices, in particular in flow heaters, built-in temperature-sensitive organ of a thermo-115. staten during the tapping process, in which the cold water running into the container by special Conductive means is brought close to the temperature-sensitive organ, thereby characterized in that the parallel to the thermowell-less temperature-sensitive organ (7) guided Water inlet pipe (s) on the side, on the temperature-sensitive located near it Organ (7) has directed openings (6) and the water circulation pipe (5) together with the temperature-sensitive organ (7) of

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a jacket (9) provided with holes (8) is surrounded to the extent that the temperature-sensitive Organ in the case of the activation of the thermostat from the water inlet pipe (5) and vice versa in the event of deactivation of the thermostat from the hot water outside the guide device (9) from all sides, quickly and is applied immediately.

2. Arrangement according to claim 1, characterized / that it is close to the preferably, electric heater (11) is arranged.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the cross section of the guide jacket (9) represents a C-profile, the open side of which faces the radiator (11).

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the water tank in a known manner with a thermal insulation layer (2) is surrounded.

Referred publications:
German patent specification No. 885 471.

1 sheet of drawings