EP1437305B1 - Dreidimensionaler, kastenartiger Flüssigkeitsspeicher - Google Patents

Dreidimensionaler, kastenartiger Flüssigkeitsspeicher Download PDF

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EP1437305B1
EP1437305B1 EP04006359A EP04006359A EP1437305B1 EP 1437305 B1 EP1437305 B1 EP 1437305B1 EP 04006359 A EP04006359 A EP 04006359A EP 04006359 A EP04006359 A EP 04006359A EP 1437305 B1 EP1437305 B1 EP 1437305B1
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EP
European Patent Office
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webs
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corner
corners
struts
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Hans-Günter Funke
Norbert Funke
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Funke Kunststoffe GmbH
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Funke Kunststoffe GmbH
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    • E04C2/427—Expanded metal or other monolithic gratings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E03F1/00—Methods, systems, or installations for draining-off sewage or storm water
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    • E04B1/38—Connections for building structures in general
    • E04B1/61—Connections for building structures in general of slab-shaped building elements with each other
    • E04B1/6108—Connections for building structures in general of slab-shaped building elements with each other the frontal surfaces of the slabs connected together
    • E04B1/612—Connections for building structures in general of slab-shaped building elements with each other the frontal surfaces of the slabs connected together by means between frontal surfaces
    • E04B1/6166—Connections for building structures in general of slab-shaped building elements with each other the frontal surfaces of the slabs connected together by means between frontal surfaces with protrusions on both frontal surfaces
    • E04B1/617—Connections for building structures in general of slab-shaped building elements with each other the frontal surfaces of the slabs connected together by means between frontal surfaces with protrusions on both frontal surfaces with one protrusion on each frontal surface
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04B1/38—Connections for building structures in general
    • E04B1/61—Connections for building structures in general of slab-shaped building elements with each other
    • E04B2001/6195—Connections for building structures in general of slab-shaped building elements with each other the slabs being connected at an angle, e.g. forming a corner

Definitions

  • the invention relates to a three-dimensional, box-like Liquid storage with at least one grid plate.
  • GB 1 398 718 and EP 0,169,572 A2 each show one Grid structure, which is not intended as a wall, but as a lightweight, voluminous core for aircraft wings, for example or plates. Because it is a core structure is an external enclosure is necessarily provided. This wrapping may be suitable for connecting means Have connection to other components, the core structure itself, however, is not for connection with other similar ones Constructs designed to be used as a wall a box is not suitable.
  • US 2 740 335 relates to lattice structures for the production of Floors.
  • US 5,036,641 relates to metal structures for the production of Buildings or roofs.
  • the intake of liquid serve, for example as a buffer for drainage purposes in the soil
  • high pressure loads can result that the soil surface above the boxy Structure of vehicles is driven.
  • the pressure works in contrast to the aforementioned transport or storage containers from the outside on the box-like structures
  • EP 0,943,737 A1 show Drainage tanks with grid-like structured wall elements, wherein the lattice-like structure of the wall elements in each case uniformly is designed.
  • a generic liquid storage concerns a variety of cones provided which significantly reduce the usable internal volume of the drainage tank.
  • the invention is based on the object, the grid plates of a generic liquid storage to the effect improve that they have a three-dimensional structure with high Compressive strength against an externally acting Allow pressure.
  • the invention proposes the compressive strength along one edge of the frame from the two corners towards a middle area of that edge, d. H. to reinforce.
  • This gain can according to claim 1 by closer distances neighboring aspirations or according to Claim 2 by more stable struts. More stable striving in turn can be realized by greater material thickness, ie by the cross-sectional dimensions at basically the same Shaping, or by a pressure-stable cross-sectional geometry.
  • the invention is based on the consideration that such Grid plates as upright end walls of a box-like three-dimensional structure are usable or as inside additionally arranged in such a structure support plates.
  • the pressure load is therefore from the outside and the Compressive forces are within the through the grid plate itself defined level.
  • the invention is still based on the consideration that the lowest pressure stability of the edges can be expected there is where you have the greatest distance from one of its two corners exhibit. At the corners itself gives a support effect through the edge of the frame that adjoins the corner, so that even then a sufficiently good compressive strength is given, if here the distance neighboring Struts are comparatively large or the strut cross sections less pressure resistant, for example, by a reduced Material thickness or by a for pressure loads comparatively unfavorable cross-sectional geometry.
  • the inventive arrangement of the struts is a the greatest possible compressive strength of an edge even at a distance from the corners of the grid plate allows. It will at the same time realizes as much material savings as possible, by reducing the compressive strength of the edge towards the corners becomes.
  • the kantnrparallel extending struts to each other can be achieved by the diagonal struts a polygonal, almost curved course of this Diagonal struts and thus a lateral derivative of the vertical acting compressive forces take place, so that a particularly advantageous, large-scale load distribution and thus a special high pressure stability is achieved.
  • Fig. 1, 1 generally designates a grid plate, the is almost square and has four corners 2, wherein between the corners 2 each edge 3 run, the altogether a quadrangular, almost square frame 4 form. Within the frame 4 struts run 5.
  • struts 5 are parallel to the edges 3 and are marked as edge-parallel struts 5a.
  • edge-parallel struts 5a By the intersecting edge-parallel struts 5a become cells formed, through which extend oblique struts, which are marked as diagonal struts 5b.
  • edge-parallel struts 5a intersect are to be avoided provided by material clusters holes 6, the also distribute pressure forces advantageous, which in the direction of Disk level act.
  • pins 7 are provided, which serve for connection to other grid plates.
  • the cones have a base with approximately circular cross-section as well a remote from the base 8 free end 9, at the respectively a claw 10 is provided.
  • a groove 11 To be elastic and deformable of the pin 7 is in the base 8 a groove 11 provided.
  • the grid plate 1 has, purely by way of example, four cells which are not of diagonal struts 5b are crossed, but the through Plates 12 are filled. These plates 12 are for easier Removal of the grid plate 1 from a mold with Help, for example, from siphons and can continue to Attachment of markings are used.
  • Fig. 2 is a corresponding, with the grid plate 1 of Fig. 1 connectable grid plate 1 shown, also with four Plates 12.
  • This grid plate 1 of Fig. 2 also has holes 6 on to avoid material clusters and also larger holes in the form of sleeves 14, which are in about half Height of the sleeves 14 inside circumferential collar 15 have for cooperation with the pins 7, as with reference to FIG. 3 is shown:
  • a lower grid plate 1u is shown in the region of its frame 4u.
  • a similar grid plate is shown above and their reference numerals are each marked with o , so there is a frame 4o a grid plate 1o seen, extending from this upper grid plate 1o a pin 7o in a sleeve 15m of a middle grid plate 1m (reference numeral with m ) ,
  • the collar 15m of the sleeve 14m can be engaged behind by both pins 7o and 7u of the upper and lower grid plates 1o and 1u, so that in this way a simple, any expandable attachability of several grid plates is made possible and thus the creation of very large structures.
  • a drainage tank is visible, as he, for example can be provided as a water reservoir in the ground.
  • the Grid plates according to FIG. 2 are referred to as longitudinal plates 1b and the grid plates according to FIG. 1 as transverse plates 1a, these transverse plates 1a both the two end plates of the Drainage tanks form as well as within the drainage tank as additional support plates to increase the pressure stability of the Drainage tanks are provided.
  • the longitudinal plates 1 b a plurality of sleeves 14, so that a plurality of Cross plates 1a disposed within such a drainage box can be, depending on the desired compressive strength.

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Description

Die Erfindung betrifft einen dreidimensionalen, kastenartigen Flüssigkeitsspeicher mit wenigstens einer Gitterplatte.
Aus der DE 39 03 265 A1 oder der US 4,619,371 sind Gitterplatten bekannt, um dreidimensionale Strukturen in Form faltbarer Transportkörbe zu schaffen. Derartige Transportkörbe sind nur geringen mechanischen Belastungen ausgesetzt und müssen in erster Linie den Innendruck aufnehmen können, der durch das Transportgut auf den Boden und die Gitterplatten einwirkt. Durch das Transportgut wirken Druckkräfte von innen nach au-βen gerichtet, quer zu der durch die Gitterplatte definierten Ebene, auf die Gitterplatte ein. Die US 2 718 325 zeigt einen Vorratsbehälter für Lebensmittel, für den dieselben Überlegungen gelten.
Die GB 1 398 718 und die EP 0,169,572 A2 zeigen jeweils eine Gitterstruktur, die nicht als Wandung vorgesehen ist, sondern als leichtgewichtiger, voluminöser Kern für beispielsweise Flugzeugtragflächen oder Platten. Da es sich um eine Kernstruktur handelt, ist notwendigerweise eine äußere Umhüllung vorgesehen. Diese Umhüllung mag eventuell Verbindungsmittel zur Anbindung an weitere Bauelemente aufweisen, die Kernstruktur selbst ist jedoch nicht zur Verbindung mit weiteren, gleichartigen Konstrukturen ausgelegt, sodass sie zur Verwendung als Wandung eines Kastens nicht geeignet ist.
Die US 2 740 335 betrifft Gitterstrukturen zur Herstellung von Fußböden.
Die US 5,036,641 betrifft Metallstrukturen zur Herstellung von Gebäuden bzw. Überdachungen.
Die US 2,972,463 und GB 1,587,993 betreffen die Herstellung von Paletten.
Niemann, G.: "Maschinenelemente" 1981, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, DE XP 002188459 ISBN: 3-540-06809-0 betrifft Hinweise auf Möglichkeiten zur Gewichtseinsparung bei Leichtbau-Konstruktionen durch die Verwendung von Gitterstrukturen.
Die letztgenannten Druckschriften geben daher keine Hinweise zur Ausgestaltung eines dreidimensionalen Kastens.
Bei kastenartigen Strukturen, die der Aufnahme von Flüssigkeit dienen, beispielsweise als Pufferspeicher zu Drainagezwecken im Erdreich, können sich hohe Druckbelastungen dadurch ergeben, dass die Bodenoberfläche oberhalb der kastenartigen Struktur von Fahrzeugen befahren wird. Der Druck wirkt im Gegensatz zu den eingangs genannten Transport- oder Lagerbehälten von außen auf die kastenartigen Strukturen ein
Die WO 01/53608 A1, WO 95/16833 A1, EP 0,943,737 A1 zeigen Drainagetanks mit gitterartig strukturierten Wandelementen, wobei die gitterartige Struktur der Wandelemente jeweils gleichmäßig ausgestaltet ist. Zur Aussteifung des Drainagetanks ist gemäß der EP 0,943,737 A1die einen gattungsgemäßen Flüssigkeitsspeicher betrifft, eine Vielzahl von Zapfen vorgesehen, die das nutzbare Innenvolumen des Drainagetanks deutlich reduzieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gitterplatten eines gattungsgemäßen Flüssigkeitsspeichers dahingehend zu verbessern, daß sie eine dreidimensionale Struktur mit hoher Druckfestigkeit gegenüber einem von außen einwirkendem Druck ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch einen Flüssigkeitsspeicher mit den Merkmalen des Anspruches 1 oder des Anspruchs 2 gelöst.
Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, die Druckbelastbarkeit entlang einer Kante des Rahmens von den beiden Ecken hin zu einem mittleren Bereich dieser Kante hin zu verbessern, d. h. zu verstärken.
Diese Verstärkung kann gemäß Anspruch 1 durch engere Abstände benachbarter Streben verwirklicht werden oder gemäß Anspruch 2 durch stabilere Streben. Stabilere Streben wiederum können durch größere Materialstärke verwirklicht werden, also durch die Querschnittsabmessungen bei grundsätzlich gleicher Formgebung, oder durch eine druckstabilere Querschnittsgeometrie.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß derartige Gitterplatten als aufrechtstehende Stirnwandungen einer kastenartigen dreidimensionalen Struktur verwendbar sind oder als innen in einer derartigen Struktur zusätzlich angeordnete Stützplatten. Die Druckbelastung erfolgt daher von außen und die Druckkräfte werden innerhalb der durch die Gitterplatte selbst definierten Ebene aufgefangen.
Die Erfindung geht dabei weiterhin von der Überlegung aus, daß die geringste Druckstabilität der Kanten jeweils dort zu erwarten ist, wo sie den größten Abstand von einer ihrer beiden Ecken aufweisen. An den Ecken selbst ergibt sich eine Stützwirkung durch die an der Ecke anschließende weitere Kante des Rahmens, so daß hier auch dann eine ausreichend gute Druckbelastbarkeit gegeben ist, wenn hier der Abstand benachbarter Streben vergleichsweise groß ist oder die Strebenquerschnitte weniger druckbelastbar sind, beispielsweise durch eine verringerte Materialstärke oder durch eine für Druckbelastungen vergleichsweise ungünstige Querschnittsgeometrie.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Streben wird eine möglichst große Druckbelastbarkeit einer Kante auch im Abstand von den Ecken der Gitterplatte ermöglicht. Dabei wird gleichzeitig eine möglichst große Materialeinsparung verwirklicht, indem zu den Ecken hin die Druckbelastbarkeit der Kante verringert wird.
Dies bedeutet einerseits aufgrund der Materialeinsparung eine kostengünstige Herstellungsmöglichkeit, andererseits für Anwendung, Montage und Verlegung eine leichtere Handhabbarkeit durch geringeres Gewicht, und schließlich je nach Einsatzzweck der mit Hilfe der Gitterplatten hergestellten Strukturen optimale Eigenschaften dieser Strukturen. Werden mit Hilfe der Gitterplatten beispielsweise allseitig geschlossene, kastenartige Strukturen gebildet, die der Aufnahme von Flüssigkeit dienen, beispielsweise als Pufferspeicher zu Drainagezwecken im Erdreich, so ergibt sich durch die hohe Druckbelastbarkeiteine problemlose Überfahrbarkeit der Bodenoberfläche auch durch schwere Fahrzeuge und andererseits ein möglichst großes freies Innenvolumen des im Erdreich angeordneten Drainagetanks zur Aufnahme eines Maximums an Wasser.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, zusätzlich zu kantenparallel verlaufenden Streben auch diagonal verlaufende Streben zu verwenden. Bei sich ändernden Abständen der kantnrparallel verlaufenden Streben zueinander kann dabei durch die Diagonalstreben ein polygonartiger, nahezu gebogener Verlauf dieser Diagonalstreben und damit eine seitliche Ableitung der vertikal einwirkenden Druckkräfte erfolgen, so daß eine besonders vorteilhafte, großflächige Lastverteilung und damit eine besonders hohe Druckstabilität erzielt wird.
Beispiele der Erfindung werden anhand der rein schematischen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1
eine erste Gitterplatte in perspektivischer Ansicht,
Fig. 2
eine zugehörige zweite Gitterplatte zur Herstellung einer dreidimensionalen Struktur, wie beispielsweise einer Drainagebox,
Fig. 3
die Verbindungsstelle zwischen mehreren Gitterplatten und
Fig. 4
in perspektivischer schematischer Ansicht eine dreidimensionale Struktur, die etwa zur Herstellung eines Drainagetanks dient.
In Fig. 1 ist mit 1 allgemein eine Gitterplatte bezeichnet, die nahezu quadratisch ausgestaltet ist und vier Ecken 2 aufweist, wobei zwischen den Ecken 2 jeweils Kanten 3 verlaufen, die insgesamt einen viereckigen, nahezu quadratischen Rahmen 4 bilden. Innerhalb des Rahmens 4 verlaufen Streben 5.
Einige dieser Streben 5 verlaufen parallel zu den Kanten 3 und sind als kantenparallele Streben 5a gekennzeichnet. Durch die sich kreuzenden kantenparallelen Streben 5a werden Zellen gebildet, durch welche sich schräg verlaufende Streben erstrecken, die als Diagonalstreben 5b gekennzeichnet sind.
Wo sich die kantenparallelen Streben 5a kreuzen, sind zur Vermeidung von Materialhäufungen Bohrungen 6 vorgesehen, die zudem Druckkräfte vorteilhaft verteilen, welche in Richtung der Plattenebene wirken.
An der Außenseite des Rahmens 4 sind Zapfen 7 vorgesehen, die zur Verbindung mit weiteren Gitterplatten dienen. Die Zapfen weisen eine Basis mit etwa kreisrundem Querschnitt auf sowie ein von der Basis 8 entferntes freies Ende 9, an dem jeweils eine Kralle 10 vorgesehen ist. Um eine Elastizität und Verformbarkeit des Zapfens 7 zu ermöglichen, ist in der Basis 8 eine Nut 11 vorgesehen.
Die Gitterplatte 1 weist rein beispielhaft vier Zellen auf, die nicht von Diagonalstreben 5b durchkreuzt sind, sondern die durch Platten 12 ausgefüllt sind. Diese Platten 12 dienen zur einfacheren Entnahme der Gitterplatte 1 aus einem Formwerkzeug mit Hilfe beispielsweise von Saughebern und können weiterhin zur Anbringung von Kennzeichnungen genutzt werden.
In Fig. 2 ist eine korrespondierende, mit der Gitterplatte 1 von Fig. 1 verbindbare Gitterplatte 1 dargestellt, ebenfalls mit vier Platten 12. Diese Gitterplatte 1 der Fig. 2 weist ebenfalls Bohrungen 6 auf zur Vermeidung von Materialhäufungen und zudem größere Bohrungen in Form von Hülsen 14, die etwa in halber Höhe der Hülsen 14 innen umlaufende Kragen 15 aufweisen zum Zusammenwirken mit den Zapfen 7, wie anhand von Fig. 3 dargestellt ist:
Eine untere Gitterplatte 1u ist im Bereich ihres Rahmens 4u dargestellt. Eine gleichartige Gitterplatte ist oben dargestellt und deren Bezugszeichen sind jeweils mit o gekennzeichnet, also ist dort ein Rahmen 4o einer Gitterplatte 1o ersichtlich, wobei sich von dieser oberen Gitterplatte 1o ein Zapfen 7o in eine Hülse 15m einer mittleren Gitterplatte 1m (Bezugszeichen mit m) erstreckt. Der Kragen 15m der Hülse 14m kann von beiden Zapfen 7o und 7u der oberen und der unteren Gitterplatten 1o und 1u hintergriffen werden, so daß auf diese Weise eine einfache, beliebig erweiterbare Anbaubarkeit mehrerer Gitterplatten ermöglicht wird und damit die Schaffung sehr großer Strukturen.
In Fig. 4 ist ein Drainagetank ersichtlich, wie er beispielsweise als Wasserspeicher im Erdreich vorgesehen sein kann. Die Gitterplatten gemäß Fig. 2 sind dabei als Längsplatten 1b bezeichnet und die Gitterplatten gemäß Fig. 1 als Querplatten 1a, wobei diese Querplatten 1a sowohl die beiden Stirnplatten des Drainagetanks bilden als auch innerhalb des Drainagetanks als zusätzliche Stützplatten zur Erhöhung der Druckstabilität des Drainagetanks vorgesehen sind.
Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, weisen die Längsplatten 1 b eine Vielzahl von Hülsen 14 auf, so daß eine Vielzahl von Querplatten 1a innerhalb einer solchen Drainagebox angeordnet werden können, je nach der gewünschten Druckfestigkeit.
Druckkräfte, die von oben auf die Drainagebox einwirken, wirken also in der Ebene, in der die Querplatten 1a aufgestellt sind. Sie werden über die obere Kante 3 des Rahmens 4 einer Querplatten 1a in die Streben 5 der Querplatte eingeleitet.
Anhand von Fig. 1 ist deutlich, daß die Abstände benachbarter kantenparalleler Streben 5a von einer Ecke 2 einer Kante zur Kantenmitte hin zunächst zunehmen und anschließend zur nächsten Ecke 2 hin wieder abnehmen. Auf diese Weise wird einem Stützeffekt Rechnung getragen, der sich im Bereich der Ecke durch die jeweils benachbarte Kante 3 des Rahmens 4 ohnehin ergibt. Durch die in den Eckbereichen größeren Abstände zwischen benachbarten Streben 5 kann demzufolge Material gespart werden und ein dementsprechend größeres Aufnahmevolumen des Drainagetanks für Wasser ermöglicht werden.
Da die Abstände der kantenparallelen Streben 5a jeweils an zwei benachbarten Kanten 3 jeweils von der Ecke aus geringer werden, ergibt sich für die Diagonalstreben 5b aufgrund der unterschiedlichen und nicht immer quadratischen Zellengrößen von der Mitte einer Kante 3 ausgehend ein gebogener, die Kraft nach außen kurvig ableitender Verlauf bis zu der rechts oder links von der Kante 3 benachbarten Kante 3. Die kantenparallelen Streben 5a hingegen leiten die Druckkräfte nach unten. An den Kreuzungspunkten der verschiedenen Streben ergibt sich eine weitere Verteilung und Aufzweigung der Druckkräfte, so daß insgesamt eine sehr stabile und hoch belastbare Ausgestaltung der Querplatten 1a und damit des gesamten Drainagetanks resultiert.

Claims (4)

  1. Dreidimensionaler, kastenartiger Flüssigkeitsspeicher, mit wenigstens einer Gitterplatte (1), welche die folgenden Merkmale aufweist:
    einen umlaufenden Rahmen (4),
    mit mehrere Ecken (2),
    und mit jeweils zwischen zwei benachbarten Ecken (2) verlaufenden Kanten (3),
    innerhalb des Rahmens (4) verlaufen Streben von einer Kante (3) zu einer anderen Kante (3),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Abstände jeweils zweier benachbarter Streben (5) entlang einer Kante (3) von einer ersten Ecke (2) ausgehend zunächst kleiner und zur zweiten Ecke (2) hin wieder größer werden.
  2. Dreidimensionaler, kastenartiger Flüssigkeitsspeicher, mit wenigstens einer Gitterplatte (1), welche die folgenden Merkmale aufweist:
    einen umlaufenden Rahmen (4),
    mit mehrere Ecken (2),
    und mit jeweils zwischen zwei benachbarten Ecken (2) verlaufenden Kanten (3),
    innerhalb des Rahmens (4) verlaufen Streben on einer Kante (3) zu einer anderen Kante (3),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Streben (5) entlang einer Kante (3) von einer ersten Ecke (2) ausgehend zunächst eine zunehmend höhere Druckbelastbarkeit in ihrer Längsrichtung durch eine stabilere Querschnittsgeometrie oder durch eine größere Materialstärke aufweisen,
    wobei die Druckbelastbarkeit der Streben (5) zurzweiten Ecke (2) hin wieder abnimmt.
  3. Flüssigkeitsspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu den Kanten (3) parallel verlaufende Streben (5a) vorgesehen sind,
    sowie schräg zu den Kanten (3) verlaufende Streben (5b), welche jeweils diagonal durch eine von sich kreuzenden kantenparallelen Streben (5a) gebildete Zelle verlaufen.
  4. Drainagetank, gekennzeichnet durch eine Ausgestaltung als Flüssigkeitsspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
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