EP0250972A1 - Vorrichtung zum Schutz gegen Einwirkungen einer Explosion - Google Patents
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- EP0250972A1 EP0250972A1 EP87108454A EP87108454A EP0250972A1 EP 0250972 A1 EP0250972 A1 EP 0250972A1 EP 87108454 A EP87108454 A EP 87108454A EP 87108454 A EP87108454 A EP 87108454A EP 0250972 A1 EP0250972 A1 EP 0250972A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F41H5/00—Armour; Armour plates
- F41H5/02—Plate construction
- F41H5/023—Armour plate, or auxiliary armour plate mounted at a distance of the main armour plate, having cavities at its outer impact surface, or holes, for deflecting the projectile
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- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B39/00—Packaging or storage of ammunition or explosive charges; Safety features thereof; Cartridge belts or bags
- F42B39/14—Explosion or fire protection arrangements on packages or ammunition
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- F42D—BLASTING
- F42D5/00—Safety arrangements
- F42D5/04—Rendering explosive charges harmless, e.g. destroying ammunition; Rendering detonation of explosive charges harmless
- F42D5/045—Detonation-wave absorbing or damping means
Definitions
- the invention relates to a device for protecting (people and / or objects) against the effects of an explosion with a frame which carries at least two mutually opposite barriers.
- a device for protecting (people and / or objects) against the effects of an explosion with a frame which carries at least two mutually opposite barriers.
- the use of devices to protect against the effects of an explosion is known.
- air-permeable explosive mats have long been used in quarries to dampen explosive effects. The formation of such mats resulted mainly from trial and error. Recently, such devices have also been considered useful in other commercial and military fields.
- An explosion protection device has many important applications.
- such a device can be used in traffic terminals, such as airports and bus stations, where terrorist attacks can be expected.
- devices can take many forms.
- such a device can be used at sites for checking luggage.
- a Such a device can also be designed in such a way that it can be installed in an aircraft, so that any device in it can be sealed off until it is possible to clear it.
- Larger devices of the type described can be used to provide protection where a larger shielding area is desired.
- a larger shielding area can be desired.
- such a device can be arranged around lockers or the like at an airport.
- an explosive device can be surrounded by a device designed as a protective shield in order to protect the workers. If one wishes to protect a room from an explosion occurring outside the same, such a device can be reversed in function and form a control room in which people can be protected.
- a device of the described construction and the intended purpose also has many military fields of application.
- explosive devices can be stored in a shielded device designed as a container, or larger devices in the form of shields can be used to surround storage places for explosives.
- the operation of the device can be increasingly reversed in military use to provide protection for the facility and personnel from explosive off-locks Creating detonations.
- Such a protective barrier requires that the device be able to withstand not only high pressure waves and flames, but also high-speed splinters which are pieces or fragments of ammunition.
- devices of the construction described are particularly desirable. This applies, for example, to the transport of dynamite and primers to the area of application. In this case, a device must be relatively small and lightweight.
- Splinter protection walls made of concrete and steel shelters can provide sufficient protection, but are bulky and too heavy to meet the requirements of the various aforementioned applications. Splinter protection walls often block the movements of people and machines due to their large size. Devices constructed in this way are also not transportable.
- the invention has for its object to provide a device which is relatively light and not too bulky, but which provides adequate protection against pressure waves, heat, fire and splinters, which can accompany an explosion.
- the invention achieves this object in that the device has outer walls pointing in opposite directions, one of which points to the explosion source and the other of which points away from the fact that a first of these barriers next to the one outer wall and a second of these barriers next to the is arranged other outer wall and that this first of the barriers is freely movable in a space delimited by the frame and in relation to the frame. Further details are given in subclaims 2 to 12. - It goes without saying that the device according to the invention can form the walls of a container or a protective cell.
- the components of the device can be made of medium-strength aluminum or steel, depending on how it is required for the specific application.
- Fig. 1 shows one end of a wall-shaped device according to the invention in cross section in order to be able to represent the position of each component of the device.
- the individual components are generally made of medium-strength steel or aluminum.
- the shape, the arrangement and the type of materials used can ent - speaking vary the desired scope.
- Fig. 1 the position of an explosion point relative to the device is represented by reference numeral A.
- the components of the device 1 are held together by a frame 2 made of U-profiles. Outside walls 3a, 3b, which can consist of perforated sheet metal, are firmly seated in this frame 2.
- the term "fixed” is used to describe the seating of the outer surfaces 3a, 3b in the supporting frame 2, which does not mean, however, that these outer surfaces 3 are welded or otherwise attached to the frame 2.
- the inner components of the device 1 are designed and arranged such that external forces act on the inner regions of the outer walls 3 in order to hold them in the support frame 2. Welding or screwing is neither necessary nor desirable.
- At least two barriers 4, 5 are arranged within the frame 2, at least one of which is a blind 4, like the blind-like parts 4 in FIG. 1.
- These blinds 4 are arranged in rows in such a way that a projectile or a splinter is not penetrated by them Protective wall can pass without touching at least a certain part of one of the blind elements 4 '.
- the Venetian blind elements 4 'V-shaped cross section and are offset from each other in such a way that the aforementioned goal is achieved. As can be seen from FIG.
- the barrier 4 consists of a first row of blind elements 4 'extending essentially in the same plane and a second row of blind elements extending essentially in a second plane running at a distance from the first plane 4 '.
- the first row of blind elements 4' is arranged at a selected distance from the second row.
- the blind elements 4 ' are fixed in relation to a movable auxiliary frame 4' ', which is described in particular with reference to FIG. 2.
- the second barrier 5 of this preferred exemplary embodiment has two relatively rigid, medium-strength metal sheets 5 'and 6.
- These sheets 5 1 and 6 are designed as corrugated sheets, the corrugations of the sheets 5' being perpendicular to the corrugations of the sheets 6. Mainly these corrugations make the protection device an excellent shock absorber.
- the corrugated sheets 5 'and 6 also deliver the outward forces which firmly support the outer walls 3a in the supporting frame 2.
- Relatively rigid corrugated sheets 5 'and 6 provide a large bending surface over which the force of an explosion can spread, so that the explosion forces are well distributed.
- each of the outer surfaces 3a, 3b has a number of openings or openings. These openings are arranged in such a way that they do not align with one another in the sheets 3a, 3b, 5 'and 6. In this way, the pressure waves and gases generated during an explosion can flow through the outer walls 3a of the barrier. However, since the breakthroughs of the various sheets are not in alignment with one another, the moving pressure wave is forced to change its direction so that part of the explosive force is reflected.
- the device according to the invention has screens 7. These screens 7 are arranged on the inside of each outer wall 3a, 3b in a preferred exemplary embodiment according to FIG. 1 and are held there. Sieves 7 are also located on the inside of the two barriers 4, 5.
- the sieves 7 generally consist of close-meshed aluminum or steel wire mesh. These screens 7 support the distribution of the fire, which can accompany an explosion.
- the individual components of the device 1 according to the invention shown in FIG. 1 result in an effective but light barrier which can be used to contain the effects of explosions in a portable or mobile container or in a fixed building.
- the barrier walls can be used as fixed walls in such a portable or mobile container or they can be used as plates are trained, which can then be used in a modular design.
- each of the barriers 4, 5 is held in place within the device 1 but is movable relative to the frame 2, the forces accompanying an explosion are controlled more effectively than at the previously known protective layers or devices is possible.
- Fig. 2 clearly shows the mechanism by which the blind elements 4 'are movable within the device.
- the blind elements 4 1 are welded or otherwise fastened to two plates 4 ′′ arranged at a distance from one another. This creates an auxiliary frame within the device 1, which consists of two plates 4 ′′ with which one end of each blind element 4 ′ is firmly connected. It is important that the plates 4 "are fixed by sieves 7 and the force generated by the corrugated sheets 5 'and 6, which presses the subframe with the blind-like arrangement 4 against the outer surface 3.
- Fig. 3 shows a portable and mobile container, which is equipped with the device according to the invention.
- the devices 1 designed according to the invention are arranged along the circumference of the container.
- a side view of such a container is shown in Fig. 4.
- Such a container also has wheels 9 and is provided with doors 10 at the end. These front doors 10, when explosive material is stored in the container, kept closed by a system of automatic locking devices 11 such as pneumatic cylinders.
- the locking system can also be designed remotely.
- the device 1 according to the invention can be designed in modules to be used in containers as shown in FIGS. 3 and 4, or it can also be produced in larger or smaller dimensions and used in various components to get protection when needed.
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz (von Personen und/oder Gegenständen) gegen Einwirkungen einer Explosion mit einem Rahmen, welcher wenigstens zwei einander gegenüberliegende Barrieren trägt. Die Verwendung von Vorrichtungen zum Schutz gegen Einwirkung einer Explosion ist bekannt. So werden beispielsweise seit langer Zeit luftdurchlässige Sprengmatten bei Arbeiten in Steinbrüchen verwendet, um Sprengwirkungen zu dämmen. Die Ausbildung derartiger Matten ergab sich hauptsächlich durch Probieren. In neuerer Zeit wurden derartige Vorrichtungen auch als nützlich auf anderen kommerziellen und militärischen Anwendungsgebieten angesehen.
- Beim militärischen Einsatz richtete sich die Entwicklung von Schutzabschirmungen im allgemeinen auf die Eindämmung einer Explosion innerhalb einer Abschirmung. Die Druckwelle, die Bruchstücke und die Flamme, welche eine derartige gedämmte Explosion begleiten, wie beispielsweise die Detonation eines für eine großkalibrige Waffe verwendeten Geschosses, kann als Test für den schlimmsten Fall bei einer derartigen Vorrichtung angesehen werden, so daß ein Erfolg bei einem derartigen Einsatz die Verwendung in einer umgekehrten Ausbildung erlauben würde, um vor einer Gefahr von außerhalb zu schützen.
- Eine Vorrichtung zum Schutz vor Explosionen hat viele wichtige Anwendungen. Beispielsweise kann eine derartige Vorrichtung in Verkehrsterminals verwendet werden, wie beispielsweise Flughäfen und Busbahnhöfen, wo Terroristenanschläge erwartet werden können. Bei einer derartigen Anwendung können Vorrichtungen vielerlei Formen aufweisen. So kann beispielsweise eine solche Vorrichtung an Stellen zur Gepäokuntersuchung verwendet werden. Eine derartige Vorrichtung kann auch so ausgebildet werden, daß sie in ein Flugzeug eingebaut werden kann, so daß in diesem irgendeine Einrichtung abgeschottet werden kann, bis es möglich ist, eine Räumung vorzunehmen.
- Größere Vorrichtungen der beschriebenen Art können verwendet werden, um einen Schutz zu schaffen, wo eine größere Abschirmfläche erwünscht ist. So kann beispielsweise rund um Schließfächer oder dergleichen auf einem Flughafen eine solche Vorrichtung angeordnet werden.
- Es versteht sich, daß die Anwendungen nicht auf Flughäfen oder andere Verkehrsbetriebe begrenzt sind. In einer Industrieanlage kann beispielsweise eine explosionsfähige Einrichtung von einer als Schutzschild ausgebildeten Vorrichtung umgeben werden, um die Arbeiter zu schützen. Wenn man einen Raum vor einer außerhalb desselben erfolgenden Explosion schützen will, kann eine derartige Vorrichtung funktionsmäßig umgekehrt werden und einen Kontrollraum bilden, in dem Personen geschützt werden können.
- Eine Vorrichtung des beschriebenen Aufbaus und der beschriebenen Zweckbestimmung hat auch viele militärische Anwendungsgebiete. So können explosive Einrichtungen in einer abgeschirmten, als Behälter ausgebildeten Vorrichtung gelagert werden oder größere Vorrichtungen in Form von Abschirmungen können verwendet werden, um Lagerplätze für Explosivstoffe zu umgeben. Wie bei industrieller Anwendung kann in verstärktem Maße bei militärischer Verwendung die Wirkungsweise der Vorrichtung umgekehrt werden, um einen Schutz für die Einrichtung und das Personal vor außerhalb der Sperre erfolgenden explosiven Detonationen zu schaffen. Eine derartige Schutzbarriere erfordert, daß die Vorrichtung die Fähigkeit besitzt, nicht nur hohen Druckwellen und den Flammen zu widerstehen, sondern auch mit hoher Geschwindigkeit auftreffenden Splittern, welche Teile oder Bruchstücke von Munition sind.
- Wo der Transport von gefährlichen Explosivstoffen erforderlich ist, sind Vorrichtungen des beschriebenen Aufbaus besonders erwünscht. Dies trifft beispielsweise für den Transport von Dynamit und Zündkapseln zum Einsatzgebiet zu. In diesem Fall muß eine Vorrichtung relativ klein und leichtgewichtig sein. Arbeitet man mit bekannten Vorrichtungen, so ergeben sich viele Probleme. Splitterschutzwände aus Beton und stählerne Schutzräume können zwar einen ausreichenden Schutz ergeben, sind jedoch sperrig und zu schwer, um den Anforderungen der verschiedenen vorgenannten Anwendungen zu genügen. Splitterschutzwände blockieren oftmals die Bewegungen von Mensch und Maschinen infolge ihrer großen Abmessung. Auch sind so aufgebaute Vorrichtungen nicht transportabel.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, welche relativ leicht und nicht zu sperrig ist, welche jedoch einen ausreichenden Schutz vor Druckwellen, Hitze, Feuer und Splittern ergibt, welche eine Explosion begleiten können.
- Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß die Vorrichtung in entgegengeaetzte Michtung weisende Außenwände aufweist, von denen die eine zum Explosionsherd hinweist und die andere von diesem fortweist, daß eine erste dieser Barrieren neben der einen Außenwand und eine zweite dieser Barrieren neben der anderen Außenwand angeordnet ist und daß diese erste der Barrieren in einem durch den Rahmen begrenzten Raum sowie gegenüber dem Rahmen frei beweglich ist. Weitere Einzelheiten sind in den Unteransprüchen 2 bis 12 aufgeführt. - Es versteht sich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung die Wände eines Behälters oder einer Schutzzelle bilden kann.
- Die Bauteile der Vorrichtung können aus mittelstarkem Aluminium oder Stahl hergestellt werden, je nachdem wie es für den speziellen Einsatzzweck erforderlich ist.
- Auf diese Weise können die Druckwelle, die Hitze, das Feuer und Splitter einer Explosion selbst bei einer tragbaren Vorrichtung eingedämmt werden.
- Die Erfindung wird nachstehend im einzelnen anhand einiger in der Zeichnung wiedergegebener Ausführungsbeispiele erläutert; es zeigen
- Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung als Schnitt durch Fig. 2 längs der Linie 1-1;
- Fig. 2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung als Schnitt durch Fig. 1 längs der Linie 2-2;
- Fig. 3 eine Draufsicht auf einen tragbaren und mit Rädern versehenen Behälter, in welchem die erfindungsgemäße Vorrichtung eingebaut ist; und
- Fig. 4 den Behälter aus Fig. 8 von der Seite gesehen.
- Fig. 1 zeigt das eine Ende einer erfindungsgemäßen als Wand ausgebildeten Vorrichtung im Querschnitt, um die Position eines jeden Bauteile der Vorrichtung darstellen zu können. Wie bereits erwähnt, werden im allgemeinen die einzelnen Bauteile aus mittelstarkem Stahl oder Aluminium hergestellt. Die Form, die Anordnung und die Art der verwendeten Stoffe können jedoch ent- sprechend dem gewünschten Schutzumfang variieren.
- In Fig. 1 ist die Position eines Explosionsherdes gegenüber der Vorrichtung durch das Bezugszeichen A dargestellt. Die Bauteile der Vorrichtung 1 werden durch einen Rahmen 2 aus U-Profilen zusammengehalten. In diesem Rahmen 2 sitzen Außenwände 3a, 3b fest, welche aus perforiertem Metallblech bestehen können. In diesem Zusammenhang wird der Ausdruck "fest" verwendet, um den Sitz der Außenflächen 3a, 3b im tragenden Rahmen 2 zu beschreiben, was jedoch nicht bedeutet, daß diese Außenflächen 3 mit dem Rahmen 2 verschweißt oder sonstwie an ihm befestigt, sind. Vielmehr sind, wie nachstehend beschrieben, die inneren Bauteile der Vorrichtung 1 derart ausgebildet und angeordnet, daß Außenkräfte auf die inneren Bereiche der Außenwände 3 einwirken, um diese im Tragrahmen 2 festzuhalten. Eine Verschweißung oder Verschraubung ist weder erforderlich noch erwünscht.
- Innerhalb des Rahmens 2 sind wenigstens zwei Barrieren 4, 5 angeordnet, von denen wenigstens eine eine Jalousie 4 ist, wie die jalousieartigen Teile 4 in Fig. 1. Diese Jalousien 4 sind derart in Reihen angeordnet, daß ein Projektil oder ein Splitter nicht durch die Schutzwand passieren kann, ohne zumindest einen gewissen Teil eines der Jalousieelemente 4' zu berühren. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Jalousieelemente 4' V-förmigen Querschnitt und sind derart gegeneinander versetzt, daß das vorgenannte Ziel erreicht wird. Wie aus Fig. 1 zu sehen ist, besteht die Barriere 4 aus einer ersten Reihe von sich im wesentlichen in der gleichen Ebene erstreckenden Jalousieelementen 4' und einer zweiten Reihe von sich im wesentlichen in einer mit Abstand von der ersten Ebene verlaufenden zweiten Ebene erstreckenden Jalousieelementen 4'. Um sicherzustellen, daß ein Projektil durch die Jalousieelemente 4' aufgehalten wird, ist die erste Reihe aus Jalousieelementen 4' von der zweiten Reihe in einem ausgewählten Abstand angeordnet.
- Die Jalousieelemente 4' sind gegenüber einem beweglichen Hilfsrahmen 4'', der insbesondere anhand der Fig. 2 beschrieben wird, fixiert.
- Wie Pig. 1 weiterhin zeigt, besitzt die zweite Barriere 5 dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels zwei relativ steife mittelstarke Metallbleche 5' und 6. Diese Bleche 51 und 6 sind als Wellbleche ausgebildet, wobei die Wellungen der Bleche 5' rechtwinklig zu den Wellungen der Bleche 6 verlaufen. Hauptsächlich diese Wellungen machen die Schutzvorrichtung zu einem ausgezeichneten Stoßdämpfer. Die Wellbleche 5' und 6 liefern auch die nach außen wirkenden Kräfte, welche die Außenwände 3a im stützenden Rahmen 2 fest abstützen. Relativ steife Wellbleche 5' und 6 liefern eine große Biegefläche, über welche die Kraft einer Explosion sich ausbreiten kann, so daß die Explosionskräfte gut verteilt werden.
- Wie Fig. 1 zeigt, weist jede der Außenflächen 3a, 3b eine Anzahl von Öffnungen oder Durchbrüchen auf. Diese Durchbrüche sind derart angeordnet, daß sie in den Blechen 3a, 3b, 5' und 6 nicht miteinander fluchten. Auf diese Weise können die während einer Explosion entstehenden Druckwellen und Gase zwar durch die Außenwände 3a der Barriere hindurchströmen. Da die Durchbrüche der verschiedenen Bleche jedoch nicht miteinander fluchten, wird die sich fortbewegende Druckwelle gezwungen, ihre Richtung zu ändern, so daß ein Teil der Explosionskraft zurückgeworfen wird.
- Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei den drei Hauptproblemen, die bei irgendeiner Vorrichtung für einen Behälter oder eine Schutzbarriere in Betracht gezogen werden müssen. um die Kraft der Druckwelle, um herumfliegende Splitter einschließlich Projektilen und um das Feuer. Um jedes dieser Probleme zu steuern, besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung Siebe 7. Diese Siebe 7 sind an der Innenseite einer jeden Außenwand 3a, 3b bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 angeordnet und werden dort festgehalten. Siebe 7 liegen auch an den Innenseiten der beiden Barrieren 4, 5. Die Siebe 7 bestehen im allgemeinen aus engmaschigem Aluminium- oder Stahldrahtgewebe. Diese Siebe 7 unterstützen die Verteilung des Feuers, welches eine Explosion begleiten kann.
- Die einzelnen Bauteile der in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ergeben eine effektive jedoch leichte Barriere, welche eingesetzt werden kann, um die Auswirkungen von Explosionen in einem tragbaren oder fahrbaren Behälter bzw, in einem feststehenden Gebäude einzudämmen. Die ßarrierenwände können als feststehende Wände in einem derartigen tragbaren oder fahrbaren Behälter eingesetzt werden oder sie können als Platten ausgebildet werden, welche dann bei einer Modulbauweise verwendet werden können. Es darf insbesondere darauf hingewiesen werden, daß, da jede der Barrieren 4, 5 innerhalb der Vorrichtung 1 an der gewünschten Stelle festgehalten wird, jedoch gegenüber dem Rahmen 2 bewegbar ist, die Kräfte, welche eine Explosion begleiten, effektiver gesteuert werden, als dies bei den bisher bekannten Schutzschichten oder Vorrichtungen möglich ist.
- Aus dem in Pig. 2 dargestellten Schnitt durch Fig. 2 längs der Linie 2-2 ist zu sehen, daß die Metallbleche 5' und 6 im Hahmen 2 neben den Jalousieelementen 4' angeordnet sind. Fig. 2 zeigt deutlich den Mechanismus, durch welchen die Jalousieelemente 4' innerhalb der Vorrichtung beweglich sind. Die Jalousieelemente 41 sind an zwei im Abstand voneinander angeordneten Platten 4" angeschweißt oder sonstwie befestigt. Dadurch entsteht innerhalb der Vorrichtung 1 ein Hilfsrahmen, der aus zwei Platten 4" besteht, mit denen jeweils ein Ende eines jeden Jalousieelementes 4' fest verbunden ist. Wichtig ist, daß die Platten 4" durch Siebe 7 und die von den Wellblechen 5' und 6 erzeugte Kraft, welche den Hilfsrahmen mit der jalousieartigen Anordnung 4 gegen die Außenfläche 3 preßt, fixiert werden.
- Fig. 3 zeigt einen trag- und fahrbaren Behälter, welcher mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüstet ist. Wie der Ausschnitt in Fig. 3 zeigt, sind die erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtungen 1 längs des Umfanges des Behälters angeordnet. Eine Seitenansicht eines derartigen Behälters ist in Fig. 4 dargestellt. Ein derartiger Behälter besitzt außerdem Räder 9 und ist stirnseitig mit Türen 10 versehen. Diese stirnseitigen Türen 10 werden, wenn im Behälter explosives Material gelagert wird, durch ein System von automatischen Schließvorrichtungen 11, wie beispielsweise pneumatische Zylinder, geschlossen gehalten. Das Schließsystem kann auch ferngesteuert ausgebildet werden.
- Wie Fig. 4 zeigt, bestehen die Seitenwände des Behälters tatsächlich aus einem Flächenteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
- Wie bereits erwähnt, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in Modulen ausgebildet werden, um in Behältern verwendet zu werden, wie sie in den Fig. 3 und 4 dargestellt sind, oder sie kann auch in größeren oder kleineren Abmessungen hergestellt werden und in verschiedene Bauteile eingesetzt werden, um bei Bedarf einen Schutz zu erreichen.
- Wenn auch vorstehend nur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im einzelnen beschrieben wurde, so dürfte es doch jedem Fachmann klar sein, daß viele Modifikationen und Variationen dieser Vorrichtung möglich sind, ohne daß man dabei von den neuartigen Merkmalen und Vorzügen der Erfindung abweichen müßte. Infolgedessen sollen alle diese Variationen und Modifikationen durch die Patentansprüche abgedeckt werden.
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