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~Schalldämpfer für Kanäle mit strömenden, insbesondere
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staubhaltigen Medien" staubhaltigen Medien Die Erfindung betrifft
Schalldämpfer für Kanäle mit strömenden, insbesondere staubhaltigen Medien mit ein-oder
beidseitig eines Gasströmungskanals angeordneten Kulissen.
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Absorptionsschalldämpfer sind in Kanälen mit staubhaltigen Medien
nicht verwendbar. Durch die Ablagerung des Staubes an der Absorberschicht wird die
Dämpferwirkung stark gemindert.Schalldämpfer für staubhaltige Medien werden deshalb
als Resonanzschalldämpfer gebaut, deren Kammern kein Absorptionsmaterial aufweisen
oder nur eine dünne Schicht an der Kammerwand, die der Strömung nicht ausgesetzt
ist. Die damit erzielbare Dämpfung ist nur in einem schmalen Frequenzbereich wirksam.
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Bei einem bekannten Kammerschalidämpfer für einen Schmutz mitführenden
Abgasstrom (DE-OS 1 941 685) mit ein- oder beidseitig des Gaskanals angeordneten
Kammern, die gegen
den freien Querschnitt hin mit Lochblechen oder
Drahtgewebe akustisch transparent abgedeckt und gedämpft sind, sind die Kammern
im spitzen Winkel zum Gasstrom angeordnet und die Dämpfung wird durch die in den
Kammern abgelagerte Schmutzschicht bewirkt. Dabei soll sich durch die geneigte Anordnung
der Kammern nur eine bestimmte Schichtdicke auf den Kammerquerwänden ablagern. Da
die Dämpfungseigenschaften von der Dicke der Schmutzschicht abhängig sind, variieren
diese Dämpfungseigenschaften, da nämlich in die Kammern gelangende Materialteilchen
durch ihr Gewicht, durch die Gasströmung sowie durch die Vibration des Dämpfers
teilweise wieder in den Gasstrom zurückgefördert werden. Dabei ist eine Schmutzschicht
nur dann absorbierend, wenn sie porös ist.
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Bei fetthaltigem Schutz findet keine Schallabsorption statt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalldämpfer für
Kanäle mit strömenden, insbesondere staubhaltigen Medien zu schaffen, der eine definierte
Dämpfung aufweist, einfach herstellbar ist und durch Staubablagerungen in seiner
Funktion nicht beeinträchtigt ist.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst,
daß die Kulissen aus in einem Rahmen abwechselnd mit freien Zwischenräumen angeordneten
Absorberschichten bestehen und daß die Absorberschichten streifenartig ausgebildet
sind und mit ihren Schmalkanten zum Gasströmungskanal weisen. Durch die erfindungsgemäße
Ausbildung der Kulissen können sich die von der Strömung mitgeführten Staubteilchen
am Boden der leeren Zwischenräume
ablagern, ohne die Dämpferwirkung
zu beeinträchtigen.
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Die freien Zwischenräume sind durch Absorberschichten voneinander
getrennt.
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Um eine Verschmutzung der Schmalkanten der Absorberschichten zu vermeiden
ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung zweckmäßig, daß die Dicke der Absorberschichten
kleiner ist als die Dicke der Kulissen, derart, daß die Schmalkanten der Absorberschichten
ein- oder beidseitig einen Abstand zum jeweiligen Kulissenrand aufweisen. Bei der
erfindungsgemäßen Anordnung von freien Zwischenräumen zwischen Absorberschichten
beeinflußt aber selbst eine Verschmutzung der Schmalkanten der Absorberschichten
die Dämpferwirkung nicht wesentlich.
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Besonders zweckmäßig ist es, nach einem weiteren Merkmal der Erfindung,
wenn die Kulissen gegen den freien Querschnitt des Gasströmungskanals in an sich
bekannter Weise mit Lochblech oder Drahtgewebe akustisch durchlässig abgedeckt sind.
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Nach einem abgewandelten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die
Absorberschichten in den Kulissen schräg angeordnet.
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Durch die Schrägstellung der Absorberschicht wird die Dämpfung verbessert
und bei den Frequenzen fn = n. 340/1 n = 1, 2, 3 ... 1 = Breite der Absorberschicht,
treten Dämpfungsmaxima auf.
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Die einzelnen freien Zwischenräume können bei diesem Ausführungsbeispiel
durch schalldämmende und/oder schalldämpfende Begrenzungen voneinander in vorteilhafter
Weise abgegrenzt sein.
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Die schalldämmende Begrenzung kann z. B. in der Mitte der Absorberschichten
angeordnet werden. Die absorbierenden Platten können z. B.aus Mineralfaserplatten,
Holzwolleleichtbauplatten, Bimssteinen, nichtporösen Asbestfaserplatten und Platten
aus Leichtbaustoffen (Blähbeton) bestehen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind Kulissen in Kammern unterteilt,
die abwechselt im Bezug auf einen Gasströmungskanal offen bzw. geschlossen ausgebildet
sind. Bevorzugt sind Tiefe und Breite der Kammern gleich groß. Die dadurch entstehenden
Ouerschnittsprünge im Gaskanal ergeben zusätzliche Schalldämmung.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Abstand zwischen den Kammern
derselben Kulisse bzw. gegenüberliegenden Kulissen gleich > /2 oder einem Vielfachen
von ist.
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In noch weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn
die Tiefe der Kammern gleich einem Vielfachen von 3 /4 ist, wobei A gleich der Wellenlänge
der tiefsten zu dämpfenden Frequenz entspricht.
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Auch bei diesem Ausführungsbeispiel können die streifenförmigen Absorberschichten
in den Kammern schräg angeordnet sein.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Kammern
bezüglich der Gasströmungsrichtung geneigt angeordnet. Auch hier kann wiederum eine
schräge Anordnung der Absorberschichten in den geneigten Kammern vorgesehen sein.
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Nach einem Ausführungsbeispiel dieser Weiterbildung der Erfindung
sind in gleichen Höhenquerschnittsebenen bezüglich eines Gasströmungskanals gleichartige
Kammern (offene bzw. geschlossene) angeordnet.
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Gemäß einer Abwandlung liegt in gleichen Höhenquerschnittsebenen bezüglich
eines Gasströmungskanals jeweils eine offene Kammer einer geschlossenen Kammer gegenüber.
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Um Anlagerung von Staub zu vermeiden ist es vorteilhaft, daß obere
und untere Begrenzungswände der Kammern schräg zur Gasströmungsrichtung verlaufen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel mit offenen bzw. geschlossenen Kammern
treten ausgeprägte Dämpfungsmaxima auf bei den Frequenzen fn = (2 n + I).85/d n
= 0, 1, 2 ... wobei d = der Kammertiefe ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel , bei dem die Kammern schräg gestellt
sind, können auch bei geringer Kulissendicke noch tiefe Frequenzen gedämpft werden.
Besonders ausgeprägte Dämpfungsmaxima treten bei diesem Ausführungsbeispiel bei
den Frequenzen fn = 2(n+l).85/l n = 0, 1, 2 ... auf, wenn die schräge Kammertiefe
1 beträgt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel , bei dem die oberen und unteren Begrenzungswände
schräg zur Gasströmungsrichtung verlaufen,können noch schmälere Kulissen verwendet
werden und trotzdem auch bei tiefen Frequenzen hohe Dämpfungen erzielt sein. Maximale
Dämpfung treten bei den Frequenzen fn = n x 140/L mit n = 1, 2, 3 auf.
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Das Querschnittsverhältnis Gasströmungskanal zu Kulisse beträgt vorteilhafterweise
etwa 1:1. Bei sehr dicken Kulissen ergeben sich jedoch breite Gasströmungskanäle.
Wegen der sogenannten Durchstrahlung liegt die obere Grenzfrequenz eines derartigen
Schalldämpfers relativ niedrig. Die Durchstrahlung kann gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung dadurch vermieden werden, daß bei breiten Kulissen und breitem Gasströmungskanal
etwa in der Mitte des Gasströmungskanals eine schmale Kulisse angeordnet ist. Damit
wird die obere Grenzfrequenz um mehr als eine Oktav nach hohen Frequenzen verschoben.
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Besonders vorteilhaft ist diese Anordnung, wenn die Breite des Gasströmungskanals
einer halben oder ganzen Wellenlänge derjenigen Grundfrequenz entspricht, auf welche
die breiten Kulissen abgestimmt sind.
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Eine konstruktiv besonders einfache Ausbildung ergibt sich dann, wenn
nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Kulissen-Rahmen durch Profilbleche
gebildet sind, die als Träger für die Absorberschichten dienen.
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Die Profilbleche sind nach einer Abwandlung aus Lochblechen gebildet.
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Zur Verhinderung von störenden Staubablagerungen kann es zweckmäßig
sein, die Absorberschichten an ihren zum Gasströmungskanal weisenden Schmalkanten
mit etwa U-förmigen Profilblechen abzudecken.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand
der
Zeichnung näher erläutert, die schematische Ausführungsbeispiele darstellt. Dabei
zeigt: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schalldämpfers
schematisch in Schrägansicht, teilweise geschnitten, Fig. 2 das Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1 in einem Längsschnitt, Fig. 3 das Ausführungsbeispiel nach den Fig.
1 und 2 mit einem Schnitt längs der Linie C-C, Fig. 4 das Ausführungsbeispiel nach
den Fig. 1 und 2 mit einem Schnitt gemäß der Linie B-B, Fig. 5 ein abgewandeltes
Ausführungsbeispiel geschnitten nach der Linie B-B der Fig. 2, Fig. 6 ein weiteres
Ausführungsbeispiel schematisch in Schrägansicht, teilweise geschnitten, Fig. 7
einen Längsschnitt des Ausführungsbeispiels nach Fig. 6, Fig. 8 eine Abwandlung
des Ausführungsbeispiels nach Fig. 6, Fig. -9 das Ausführungsbeispiel nach Fig.
8 in einem Längsschnitt, Fig. 10 einen Längsschnitt eines abgewandeltes Ausführungsbeispiels
gemäß Fig. 6,
Fig. 11 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels
gemäß Fig. 10, Fig. 12 ein Ausführungsbeispiel mit breitem Gasströmungskanal, und
Fig. 13 ein Ausführungsbeispiel mit zusätzlichem Staubschutz.
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Aus der schematischen Schrägdarstellung in Fig. 1 ist zu ersehen,
daß ein erfindungsgemäßer Schalldämpfer Kulissen 2 neben einem Gasströmungskanal
1 aufweist,die in einem Rahmen 3 abwechselrdfreie Zwischenräume 4 und Absorberschichten
5 aufweist. Die Absorberschichten 5 sind dabei streifenartig ausgebildet und etwa
senkrecht zur Längserstreckung der Kulisse 2 angeordnet. Die Schmalkante 6 der Absorberschicht
5 weist dabei gegen den Gasströmungskanal 1. Dabei ist bevorzugt die Ausbildung
derart getroffen, daß die Dicke 7 der Absorberschicht 5 kleiner ist als die Dicke
8 der Kulisse 2, so daß sich zwischen den Schmalkanten 6 der Absorberschichten 5
und dem jeweiligen Kulissenrand 10 ein Abstand 9 bildet. Dadurch wird eine Verschmutzung
der Schmalkanten 6 der Absorberschichten 5 weitgehend vermieden. Zusätzlich kann
in an sich bekannter Weise noch ein Lochblech 11 vorgesehen werden, wie insb. aus
den Fig. 2 und 4 deutlich ersichtlich. Ferner kann auch der Rahmen 3 ganz oder teilweise
aus Lochblechen bestehen, wie in Fig. 1 unten angedeutt.
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Die Fig. 2 zeigt das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 schematisch im
Schnitt. Dabei ist ersichtlich, daß in Strömungsrichtung 17 der Gasströmung im Kanal
1 Profilbleche 24 in geeigneten Höhenabstand angeordnet sind, die den Rahmen 3 bilden
und auf denen die Absorberschichten
5 aufgesetzt sind. In den
Fig. 2 bis 4 sind verschiedene Schnitte längs der Linien B-B und C-C schematisch
dargestellt. Die Kulissen 2 sind bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 mit ihrer
Dicke 8 in einem gegenseitigen Abstand 26 angeordnet, so daß sich mehrere Gasströmungskanäle
1 bilden.
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Die von der Strömung mitgeführten Staubteilchen können sich am Boden
der freien Zwischenräume 4 ablagern, ohne die Dämpferwirkung zu beeinträchtigen,
oder durch die Löcher im gelochten Blech 3 bzw. 24 nach unten fallen.
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In Fig. 5 ist eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig.
1 in der Darstellung der Fig. 2, d. h. im Schnitt B-B gezeigt. Dabei sind Absorberschichten
5 die eine Länge 25 aufweisen schräg gegenüber der Längsmittelfläche der Kulissen
2 angeordnet. Durch die Schrägstellung der Absorberschichten 5 wird die Dämpfung
verbessert und bei den Frequenzen fn = n . 340/1 n = 1, 2, 3 (1 = Bezugsziffer 25)
treten Dämpfungsmaxima auf. Die inzelnen freien Zwischenräume 4 sind bei diesem
Ausführungsbeispiel durch schalldämmende und/oder schalldämpfende Begrenzungen 12,
die vorzugsweise in der Mittellage der Absorberschichten liegen, voneinander abgegrenzt.
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Als Material, die sowohl schalldämmend als auch schalldämpfend sind,
können Asbestfaserplatten, Bimssteine, schwere Mineralfaserplatten od. dergl. Verwendung
finden.
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Bei dem in Fig. 6 dargestellten abgewandelten Ausführungsbeispiel
sind die Kulissen 2 in Kammern 13 und 14 unterteilt. Dabei sind bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel die Kammern 13 gegen den Gasströmungskanal 1 offen, während
die Kammern 14gegen den benachbarten Gasströmungskanal 1' geöffnet sind. Die Kammern
13 bzw. 14 weisen eine
Tiefe 15 und eine Breite 16 auf. Die Absorberschichten
5 sind in gleicher Weise angeordnet wie bei dem Schnitt C-C in Fig 3. Besonders
ausgeprägte Dämpfungsmaximen treten auf bei den Frequenzen fn = (2n + 1) . 85/d
n = 0, 1, 2 (d entspricht der Bezugsziffer 8). Es ist weiterhin von Vorteil, wenn
die Kammertiefe 15 gleich der Kammerbreite 16 ist.
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Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß auch bei diesem Ausführungsbeispiel
der Absorberschichten 5 innerhalb der Kammern 13 bzw. 14 etwa senkrecht zur Kulissenebene
oder, wie mit 5' angedeutet, schräg zu dieser Ebene angeordnet sein können. In dem
Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist auch eine obere Begrenzungswand 19 und eine
untere Begrenzungswand 20 dargestellt, wobei die untere Begrenzungswand 20 der Kammer
13 gleichzeitig die obere Begrenzungswand der darunterliegenden Kammer 14 ist.
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In den Fig. 8 und 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt,
bei dem die Kammern 13 bzw. 14 schräge (obere bzw. untere) Begrenzungswände aufweisen.
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Dabei können die Kulissen 2', wie in Fig. 8 dargestellt, zu den den
Gasströmungskanälen 1 bzw. 1' zugeordneten Seiten senkrecht verlaufen, sie können
auch innerhalb der Kammern 13 bzw. 14 geneigt angeordnet sein. Bei dem Ausführungsbeispiel
nach den Eg. 8 und 9 ergibt sich durch die Schrägstellung der Kammern 13, 14 auch
bei geringer Kulissendicke 15 eine Dämpfung tiefer Frequenzen. Besonders ausgeprägte
Dämpfungsmaximen treten auf bei den Frequenzen fn = (2 n + 1) ~ 85/1 n = 0, 1, 2
... (die Länge 1 entspricht der Bezugsziffer 25).
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Die Kammern 13 bzw. 14 können durch eine Trennwand voneinander abgetrennt
sein, oder wie in Fig. 9 links dargestellt, ohne Trennwand aneinandergrenzen, um
den Staubtransport zu erleichtern.
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Bei dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Anordnung
der im Bezug auf einen Gasströmungskanal 1 offenen Kammern 13 bzw. geschlossenen
Kammern 14 derart getroffen, daß in einer Höhenquerschnittsebene 18 im Bezug auf
einen Gasströmungskanal 1 jeweils eine offene Kammer 13 einer geschlossenen Kammer
14 gegenüberliegen. In Höhenrichtng wechseln, wie insbesondere aus Fig. 10 ohne
weiteres ersichtlich ist, offene und geschlossene Kammern 13 bzw . 14 ab. Bei diesem
Ausführungsbeispiel können noch schmälere Kulissen 2 Verwendung finden, wobei trotzdem
auch bei tiefen Frequenzen eine hohe Dämpfung resultiert. Bei den Frequenzen fn
= 170/L treten maximale Dämpfung auf, wobei L, wie aus Fig. 10 (und Fig. 11) ersichtlich
dem Abstand der obersten inneren Kante einer Kammer 13 einer Kulisse 2 von der unteren
Kante einer darunterliegenden Kammer 13 einer benachbarten Kulisse 2 entspricht.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11, das im wesentlichen der
Fig. 2 entspricht, sind die oberen Begrenzungswände 19 und die unteren Begrenzungswände
20 gegenüber der Längsrichtung des Gasströmungskanals 1 bzw.
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der Gasströmungsrichtung 17 schräg angeordnet. Dadurch wird die Ablagerung
von Staubschichten in besonders hohem Maße vermieden. Auch hier ist die Ausbildung
wieder derart getroffen, daß in einer Höhenquerschnittsebene 18 bezogen auf einen
bestimmten Gasströmungskanal 1 sich jeweils
eine offene Kammer
13 einer geschlossenen Kammer 14 gegenüberliegen.
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Das Queschnittsverhältnis Gasströmungskanal 1 zu Kulissen 2 beträgt
vorteilhafterweise etwa 1 : 1. Bei sehr dicken Kulissen 21, wie in Fig. 12 dargestellt,
ergeben sich dann auch sehr breite Gasströmungskanäle 23. Die obere Grenzfrequenz
eines derartigen Schalldämpfers liegt wegen der sog. Durchstrahlung relativ niedrig.
Bei dem in Fig. 12 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Durchstrahlung dadurch
vermieden, daß etwa in der Mitte des Gasströmungskanals 23 eine schmale Kulisse
22 angeordnet ist, wodurch die obere Grenzfrequenz um mehr als eine Oktav nach hohen
Frequenzen verschoben wird. Besonders wirksam ist die Anordnung gemäß diesem Ausführungsbeispiel
dann, wenn der Gasströmungskanal 23 so breit ist wie eine halbe oder ganze Wellenlänge
der Grundfrequenz, auf welche die Kulissen abgestimmt sind.
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In Fig. 13 ist ein Detail eines Ausführungsbeispiels gezeigt, wobei
die dem Gasst-ömungskanel 1 zugewandten Schmalkanten 6 der Absorberschichten 5 durch
etwa U-förmige Profilbleche 27, zur Verhinderung der Verschmutzung der Absorberschichten
5 im strömungsnahen Bereich- , abgedeckt sind.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Abwandlungen und Weiterbildungen
sowie Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale
und Maßnahmen.