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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen zusammenklappbaren Kern zum
Gießen
von Schachtartikeln oder dergleichen und umfassend eine ringförmige Ummantelung,
die im Wesentlichen ein Rohr bildet, das eine Längsachse aufweist, die sich
zwischen den Rohrenden erstreckt, wobei die Ummantelung um die Längsachse
des Rohres herum biegefähig
elastisch ist, wobei die Ummantelung gegenüberliegende Seitenräder aufweist,
die an der Längsachse
entlang auf einer Seite des Rohres einen Schlitz festlegen, wobei
der zusammenklappbare Kern zusätzlich
ein längliches
Keilelement und Mittel, um das Keilelement zwischen einer vorgerückten Stellung,
in der es den Schlitz verdeckt, und einer zurückgezogenen Stellung, in der
es aus dem Schlitz und in den zusammenklappbaren Kern hineingezogen
ist, zu bewegen, sowie Mittel, um die beiden gegenüberliegenden
Seitenränder
der Ummantelung aufeinander zu in die zurückgezogene Stellung des Keilelements
zu ziehen, umfasst.
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Ein
solcher zusammenklappbarer Kern ist z. B. aus US Patent Nr. 3 570
802 und aus US Patent Nr. 1 101 204 bekannt, in welchen der zusammenklappbare
Kern zum Gießen
ringförmiger
Artikel in Beton verwendet wird, wobei der zusammenklappbare Kern
Teil einer vollständigen
Form bildet und den Formenhohlraum im Inneren festlegt. Der zusammenklappbare
Kern bildet dadurch die inneren Konturen des Artikels, der in dem
Gussverfahren gegossen wird.
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Ein
zusammenklappbarer Kern ist auch aus DE 212 494 bekannt, das einen
zusammenklappbaren Kern mit drei Hauptteilen offenbart. Er hat zwei erste
Ummantelungsabschnitte, wobei die Abschnitte scharnierartig miteinander
verbunden sind, und einen dritten Ummantelungsabschnitt, der in
der Gießstellung
den verbleibenden Spalt zwischen den ersten Abschnitten schließt und während dem
Ausschalen zurückgezogen
wird, so dass die ersten Abschnitte zueinander gedreht werden können. Wenn
die ersten Abschnitte gedreht werden, wird die Dimension des Kerns
in die Rich tung senkrecht zur Symmetrieebene (der kleinen Achse
der Eiform) effektiv verringert, während die Dimension in die
Richtung parallel zu der Symmetrieebene (die große Achse der Eiform) minimal
verringert wird.
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US 1540185 offenbart ebenso
einen zusammenklappbaren Kern mit einer in Längsrichtung geteilten Ummantelung.
Es ist offensichtlich, dass das Zusammenklappen durch elastische
Verformung von wenig mehr als einer Hälfte in Längsrichtung der ummantelung
erreicht wird. Die Verformung führt
zu einer effektiven Verringerung der Dimension des Kerns in die
Zusammenklapprichtung. In die Querrichtung wird die Dimension minimal
verringert, da etwas weniger als der halbe Kern unverformt bleibt.
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Wenn
ringförmige
Artikel in Beton gegossen werden, ist oftmals notwendig, dass der
gegossene Artikel so rasch wie möglich
ausgeschalt wird, um die Produktions- und Investmentkosten zu gering
wie möglich
zu halten, so dass die Formteile so rasch wie möglich zum Gießen eines
neuen Artikels verwendet werden können.
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Der
Zweck der zusammenklappbaren Kerne ist hier, dass ihre Querschnittsdimension
vor dem Ausschalen verringert werden kann, so dass der zusammenklappbare
Kern den gegossenen Artikel während
dem Ausschalen im Wesentlichen nicht berührt. In dieser Hinsicht sind
die oben genannten zusammenklappbaren Kerne besser als andere Arten, die
starre Formabschnitte verwenden, die miteinander durch Scharniere
verbunden sind, da aufgrund der biegsamen Ummantelung die Verwendung
separater Scharniere nicht notwendig ist, um die Querschnittsdimension
des zusammenklappbaren Kerns zu verringern. Solche Scharniere sind
relativ teuer in der Bereitstellung, da sie der aggressiven Umgebung standhalten
müssen,
die für
gewöhnlich
durch das Gießen
in Beton gegeben ist, wegen z. B. der Vibration, denen der Beton
und somit die Formteile ausgesetzt sind, wie auch wegen der scheuernden
Eigenschaften des Betons, und da die Scharniere sehr fest sein müssen um
zu garantieren, dass kein Beton und Wasser in die Innenseite des
Formkerns eindringt.
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Die
elastische Ummantelung bedeutet ein Problem, da genau wegen ihrer
elastischen Eigenschaften die Ummantelung in unerwünschter
Weise verformt werden kann, wenn Beton in die Form eingefüllt wird,
in der sie den Formkern bildet. Wegen der Druckdifferenzen, die
während
des Einfüllens
von Beton in die Form auftreten, und die im Verhältnis zu der Tiefe des Betons
unter der Oberfläche
des Betons schwanken, da sich der Beton fast wie eine viskose Flüssigkeit
verhält,
oder insbesondere in jenen Fällen,
in welchen der Formkern nicht kreisförmig zylindrisch ist, wo ein
bestimmter Druck den Kern am stärksten
in Bereichen verformt, wo der Formkern die geringste Krümmung aufweist
oder eben ist, kann somit eine unerwünschte Verformung auftreten.
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Die
elastische Ummantelung in den genannten zusammenklappbaren Kernen
ist so konstruiert, dass sie ausschließlich aus einem Bereich besteht, der
eine ausreichende Steifigkeit aufweisen muss, um eine unerwünschte Verformung
zu vermeiden, während
er ausreichend elastisch ist, um ausreichend verformt zu werden,
so dass der Kern in der Praxis von dem Betonartikel entfernt werden
kann. Wie erwähnt,
ist dies besonders schwierig, wenn es sich um nicht kreisförmige Artikel
handelt und insbesondere im Falle von kleinen Querschnittsdimensionen.
Das eigentliche Zusammenklappen muss ein bestimmtes Ausmaß haben,
so dass der Kern das Rohr während
dem Ausschalen eindeutig frei gibt, da andernfalls das Ausschalen
schwierig ist, ohne den Betonartikeln mit dem Kern zu beschädigen. Wenn der
Kern nur leicht kippt, kann insbesondere das spitze Ende beschädigt werden,
was eine anschließende Reparatur
des gegossenen Rohrartikels bedingt, wodurch die Kosten erhöht werden.
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Dies
führt zu
einem Konstruktionskompromiss zwischen einerseits einer möglichst
elastischen Ausbildung der Ummantelung des Kerns für das Ausschalen,
und andererseits einer steifen Ausbildung für die Stabilität, was umso
schwieriger wird, je kleiner der Querschnitt der Ummantelung und
größer die Länge des
Kerns ist.
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Die
vorliegende Erfindung soll einen zusammenklappbaren Kern der im
einleitenden Absatz genannten Art bereitstellen, mit den Vorteilen,
die einem solchen Kern eigen sind, wobei aber die unerwünschten
Verformungen in der Formkernwand während des Füllverfahrens minimiert sind.
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Dies
wird durch einen zusammenklappbaren Kern der Art, die im leitenden
Abschnitt von Anspruch 1 definiert ist, erreicht, wobei die Ummantelung
mindestens zwei erste Bereiche umfasst, die durch mindestens zwei
zweite Bereiche getrennt sind, wobei die Bereiche sich zwischen
den Rohrenden erstrecken, wobei die zweiten Bereiche eine biegefähige Elastizität um die
Längsachse
des Rohres herum aufweisen, die größer ist als die biegefähige Elastizität in den
beiden ersten Bereichen, wobei die ersten und zweiten Bereiche bereitgestellt
werden, indem die Ummantelung eine im Wesentlichen gleichmäßig dicke
Platte umfasst, die mit einer Vielzahl erster und zweiter Gruppen
von Versteifungsrippen auf der nach innen weisenden Seite Bereitgestellt
ist, wobei sich jede der Rippen an der Innenseite der Ummantelung entlang
erstreckt, wo die zweiten Rippengruppen auf beiden Seiten des Keilelements
angeordnet sind und sich auf die erste Rippengruppe zu erstrecken,
wobei sie zwei zweite Bereiche der Ummantelung im Wesentlichen unverstärkt lassen,
wobei die zweiten Bereiche bereitgestellt werden, um als Plattenscharniere
zu dienen, wobei die ersten Bereiche jeweils durch die zweiten Rippengruppen
zusammen mit dem Keilelement und durch die erste Rippengruppe bereitgestellt
werden, und wobei die zweiten Rippengruppen bevorzugt im Wesentlichen
gleich lang sind, und wobei der Umfangsbereich der Ummantelung,
der von den zweiten Rippengruppen und dem Keilelement verstärkt wird,
mehr als der Hälfte
des gesamten Umfangsbereichs der Ummantelung entspricht.
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Die
Ummantelung des zusammenklappbaren Kerns kann dadurch in den ersten
Bereichen, da die zweiten Bereiche keine in den zweiten Bereichen, da
die zweiten Bereiche keine Stütze
oder nur eine geringe Stütze
aufweisen können.
Die Verformung in der Ummantelung, die zum Ausschalen notwendig ist,
ist dadurch in den zweiten Bereichen der Ummantelung konzentriert,
die somit als Plattenscharniere dienen, die ein Schwenken der ersten
Bereiche in der Ummantelung des zusammenklappbaren Kerns im Verhältnis zueinander
ermöglichen.
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Die
zwei zweiten Bereiche dienen wie erwähnt als Plattenscharniere,
die eine große
Bewegung der Seitenränder
ermöglichen.
Aufgrund des Aspekts, dass der Umfangsbereich der Ummantelung, der
durch die zweiten Gruppen von Rippen und das Keilelement verstärkt ist,
mehr als die Hälfte
des gesamten Umfangsbereichs ist, wird ein hoher Grad an Zusammenklappen
erreicht, wobei das Zusammenklappen im Wesentlichen sowohl in die
Richtung erfolgt, in die das Keilelement zurückgezogen wird, wie auch in
die Querrichtung. Die Stabilität
wird jedoch beibehalten, da die Breiten der zweiten Bereiche nur
auf das Notwendige beschränkt
sein können, um
die Plattenscharnierfunktion zu erhalten. Ferner verhindert die
Verwendung von Teilen der Ummantelung als Plattenscharniere, dass
Beton in den Kern sickert, da keine Öffnungen gebildet werden.
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Diese
Ausführungsform
ist auch besonders einfach herzustellen, da die Rippen einfach mit
z. B. verschiedenen Höhen
gebildet werden können,
so dass in den verschiedenen Bereichen an der Ummantelung des Formkerns
eine unterschiedliche Steifigkeit bereitgestellt werden kann. Insbesondere können die
Rippen vorteilhaft so konstruiert werden, dass an der Platte gerade
an den ersten, relativ steifen Bereichen befestigt sind.
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Zusätzlich kann
der Formkern z. B. so konstruiert sein, dass die ersten, relativ
steifen Bereiche dort angeordnet sind, wo die Last am größten ist,
und Material in den zweiten, relativ biegefähig elastischen Bereichen gespart
werden kann, da eine größere Elastizität präzise dort
gewünscht
ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
sind die ersten, relativ steifen Bereiche quer zu der Längsrichtung
des Rohres breiter als die zweiten, relativ biegefähig elastischen
Bereiche, da dies eine größere Stabilität ergibt,
da die steifen Bereiche relativ eng zueinander liegen und daher
eine gewisse Versteifung der relativ biegefähig elastischen Bereiche bewirken.
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Die
Mittel zum Bewegen des Keilelements in eine vorgerückte Stellung,
in der es den Schlitz verdeckt, und in eine zurückgezogene Stellung, in der
es aus dem Schlitz und in den zusammenklappbaren Kern hinein gezogen
ist, können
zweckmäßigerweise an
einer oder mehreren der Versteifungsrippen befestigt sein, da dann
keine separaten Mittel zur Befestigung dieser Bewegungsmittel notwendig
sind, die für
gewöhnlich
ein oder mehrere Stellglieder mit zugehörigen Führungen oder Mechanismen umfassen,
um das Keilelement während
der Bewegung zu führen.
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Ebenso
können
die Mittel, um die beiden gegenüberliegenden
Seitenränder
der Ummantelung auf einander zu in die zurückgezogene Stellung des Keilelements
zu ziehen, an den gegenüberliegenden Seitenrändern der
Ummantelung, die einen Schlitz an der Längsachse entlang auf einer
Seite des Rohres festlegen, befestigt sein, wodurch ebenfalls separate
Befestigungen für
diese an der Ummantelung selbst, die durch eine Platte gebildet
wird, vermieden werden.
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Da
die Erfindung, während
andere Dinge gleich bleiben, ein relativ großes Maß an Zusammenklappen bietet,
kann die Erfindung natürlich
bei Formkernen mit verschiedenen Querschnittsformen angewendet werden,
wie kreisförmigen
Querschnitten, die heutzutage am häufigsten sind. Ferner ist die
Erfindung insbesondere in Verbindung mit Formkernen vorteilhaft,
die einen Querschnitt mit unterschiedlichem Bogenradius haben, wie
einem ovalen, eiförfmigen,
dreieckigen oder viereckigen Querschnitt, da die Möglichkeit,
die Verformungen in den zweiten, relativ biegefähig elastischen Bereichen beim
Zusammenklappen des Formkerns zu konzentrieren, eine optimale Versteifung
der Bereiche entlang dem Querschnitt der Form ermöglicht,
die einen relativ großen Bogenradius
haben und daher relativ schwach sind.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist eine erste Gruppe
von Versteifungsgrippen an den Bereichen, die einen relativ kleinen Bogenradius
aufweisen, und die zweite Gruppe von Versteifungsrippen an den Bereichen,
die einen relativ großen
Bogenradius aufweisen, befestigt, wobei die erste Gruppe von Versteifungsrippen
an ihren Enden einen Teil aufweist, der sich in die Form hinein
erstreckt und der mit einer Eingriffsfläche bereitgestellt ist, die
auf die Formwand weist, wobei die zweite Gruppe von Versteifungsrippen
an ihren Enden, die an die ersten Gruppen von Versteifungsrippen
grenzen, Eingriffsflächen
aufweist, die in den zusammenklappbaren Kern hinein weisen, wobei
die Eingriffsflächen
derart angeordnet sind, dass sie in der vorgerückten Stellung des Keilelements
ineinander eingreifen und in der zurückgezogenen Stellung des Keilelements
gelöst
werden. Dies sorgt für
eine beson ders gute Stütze
der Bereiche mit einem großen Bogenradius,
da die Rippen, die diese Bereiche stützen, an ihren Enden von den
Zwischenrippen gestützt
werden.
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Insbesondere,
wenn der zusammenklappbare Kern einen eiförmigen Querschnitt aufweist,
kann er in vorteilhafter Weise so konstruiert sein, dass die erste
Gruppe von Versteifungsrippen durch Rippen gebildet ist, die an
dem spitzen Ende des eiförmigen Querschnitts
befestigt sind, und das der Schlitz und das dazugehörige Keilelement
dem spitzen Ende gegenüber
angeordnet sind, wobei die zweite Gruppe von Versteifungsrippen
an dem eiförmigen
Querschnitt zwischen dem Schlitz und dem spitzen Ende befestigt
ist. Dadurch können
das Keilelement und die Mittel, um die beiden gegenüberliegenden
Seitenränder
der Ummantelung auf einander zu in die zurückgezogene Stellung des Keilelements
zu ziehen, auf einfache Weise an dem Ende angeordnet werden, das
von dem spitzen Ende weg weist, wodurch ein maximaler Raum für diese
bereitgestellt wird.
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Wenn
daher die Mittel, um das Keilelement zu bewegen, aus einem oder
mehreren linearen Stellgliedern bestehen, deren eines Ende im Verhältnis zu
dem zusammenklappbaren Kern dem Schlitz gegenüber befestigt ist, und deren
anderes Ende an dem Keilelement befestigt ist, und die Mittel, um
die beiden gegenüberliegenden
Seitenränder
der Ummantelung auf einander zu in die zurückgezogene Stellung des Keilelements
zu ziehen, aus einem Umschaltmechanismus bestehen, der sich zwischen
den gegenüberliegenden
Seitenrändern
der Ummantelung, die den Schlitz festlegen, erstreckt, und der an der
Umschaltung im Verhältnis
zu dem anderen Ende des linearen Stellglieds befestigt ist, wird
eine besonders kompakte Struktur maximaler Festigkeit erhalten,
da die linearen Stellglieder entlang der größten Hauptachse des eiförmigen Querschnitts
ausrücken können und
somit relativ groß im
Verhältnis
zu den anderen Dimensionen des zusammenklappbaren Kerns sein können.
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Wenn
der zusammenklappbare Kern so konstruiert ist, dass das eine Ende
der linearen Stellglieder in dem spitzen Ende des zusammenklappbaren Kerns
derart fest an den Rippen angebracht ist, dass die Hauptachse der
linearen Stellglieder in der Symmetrieebene des zusammenklappbaren
Kerns gehalten wird, wird garantiert, dass der Kern sowohl in seiner
Gießstellung
als auch in seiner Ausschalstellung drehstabil ist, so dass der
Formkern in der Gießstellung
nicht unerwünscht
verdreht wird, weil vielleicht Fremdsubstanz zwischen das keilförmige Element und
die Lippen eindringt, und weil vielleicht während des Ausschalvorganges
ein schiefer Zug ausgeübt wird.
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Die
Erfindung wird in der Folge unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben,
in welcher:
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1 einen
Querschnitt durch einen zusammenklappbaren Kern gemäß der Erfindung
in der Gießstellung
des zusammenklappbaren Kerns zeigt.
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2 den
Querschnitt von 1 in der Ausschalstellung des
zusammenklappbaren Kerns zeigt.
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3 einen
Schnitt durch einen zusammenklappbaren Kern, wie in 1 und 2 darstellt, von
der Seite betrachtet zeigt.
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1 zeigt
somit einen Querschnitt durch einen eiförmigen zusammenklappbaren Kern
gemäß der Erfindung.
Es wird gezeigt, dass der zusammenklappbare Kern eine äußere Ummantelung
hat, die aus einer Platte 1 besteht, die sich rund um den Großteil des
Umfangs des Querschnitts erstreckt. Die Platte endet jedoch in zwei
Lippen 2, die zueinander weisen, wobei zwischen den zwei
Lippen ein keilförmiges
Element 3 liegt.
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Das
keilförmige
Element 3 hält
dadurch die zwei Lippen 2 auseinander und die Platte 1 bildet
gemiensam dem keilförmigen
Element 3 die Wand des Formkerns, die die inneren Konturen
des gegossenen Artikels während
des Gießens
bildet. 1 zeigt somit die Stellung,
die von der Platte 1 mit den Lippen 2 beziehungsweise
von dem keilförmigen
Element 3 in der Gießstellung
des Formkerns eingenommen wird.
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Gemäß der Erfindung
ist der Formkern mit Versteifungsrippen 4 an den Bereichen
mit dem größten Bogenradius
bereitgestellt und mit einer weiteren Versteifungsrippe 5 an
dem spitzen Ende des eiförmigen
Querschnitts, wo sich der Bereiche des kleinsten Bogenradius befindet.
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Wie
dargestellt, hat die Versteifungsrippe 5 an dem spitzen
Ende Flanschteile 6, die in das Innere des Formkerns ragen
und mit Eingriffsflächen 7 bereitgestellt
sind, die nach außen
zu der Platte 1 weisen. Dementsprechend sind die Versteifungsrippen 4 an
den Bereichen mit dem größten Bogenradius
mit Flanschteilen 8 bereitgestellt, die sich zwischen der Platte 1 und
den Flanschteilen 6 an der Versteifungsrippe 4 an
dem spitzen Ende erstrecken. Wie dargestellt, haben die Flanschteile 8 auch
Eingriffsflächen 9,
die mit den Eingriffsflächen 7 an
den Flanschteilen 6 an den Rippen 4 in der in 1 dargestellten
Stellung des Formkerns in Eingriff stehen.
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Die
Eingriffsflächen 7, 9 garantieren
dadurch, dass die Rippen 4 in den Bereichen mit dem größten Bogenradius
an der Platte 1 in diesen Bereichen befestigt sind, und
somit den Formkern in der dargestellten Stellung versteifen.
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Zusätzlich ist
ein hydraulischer Zylinder 10 im Inneren des Formkerns
bereitgestellt, und dieser Zylinder ist an einem Ende an der Rippe 5 an
dem spitzen Ende befestigt und an dem anderen Ende an dem keilförmigen Element 3,
so dass der hydraulische Zylinder des keilförmige Element 3 in
den und aus dem Schlitz zwischen den Lippen 2 in bestimmten
und einstellbaren Stellungen bewegen und führen kann. Diese Funktion wird
unter Bezugnahme auf 2 ausführlicher beschrieben.
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Der
hydraulische Zylinder 10 ist durch einen Befestigungsflansch 14 mit
Hilfe von Schrauben mit Abstand zu beiden Seiten des hydraulischen
Zylinders 10 starr an der Rippe 5 befestigt, so
dass die Hauptachse 15 des hydraulischen Zylinders 10 immer
die Symmetrieebene des Formkerns festlegt, unabhängig davon, ob sich der Formkern
in seiner Gießstellung
oder Ausschalstellung befindet.
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Ferner
sind zwei Stäbe 11 an
ihrem einen Ende über
drehbare Verbindungen an dem anderen Ende des Hydralischen Zylinders
befestigt. Die Stäbe 11 sind
ferner an ihrem anderen Ende im Verhältnis zu den Lippen 2 befestigt,
so dass die Stäbe 11 einen Umschaltmechanismus
bilden wobei der hydraulische Zylinder 10 an der Umschaltung
selbst befestigt ist.
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Der
hydraulische Zylinder 10 kann dadurch die Lippen 2 auseinander
und zueinander und zu dem Keil 3 hin und von diesem weg
bewegen und die Breite des Schlitzes zwischen den Lippen 2 verändern, während das
keilförmige
Element 3 in den und aus dem Schlitz bewegt wird.
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Es
ist ferner erkennbar, dass der hydraulische Zylinder 10 an
der Rippe 5 an dem spitzen Ende über ein Trägerelement 12 befestigt
ist.
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2 zeigt
denselben Querschnitt wie in 1, aber
mit dem Unterschied, dass das keilförmige Element 3 vom
hydraulischen Zylinder 10 in den Formkern gezogen wurde,
und die Lippen 2 mit Hilfe der Umschaltung, die durch die
Stäbe 11 gebildet wird,
zueinander gezogen sind, so dass der Formkern verformt ist, um einen
geringeren Querschnittsbereich einzunehmen, wobei der schwarz gekennzeichnete
Bereich zeigt, wie sehr der Formkern durch diese Verformung zusammengeklappt
wird.
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Gemäß der Erfindung
konzentriert sich die Verformung auf die Bereiche A, da die Platte 1 in
diesen Bereichen A weder an den Rippen 4 noch an der Rippe 5 am
spitzen Ende befestigt ist.
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3 zeigt
eine Schnittansicht in Längsrichtung
durch den zusammenklappbaren Kern von 1 und 2,
wobei erkennbar ist, dass zwei identische Gruppen von Rippen mit
zugehörigen
hydraulischen Zylindern 10 vorhanden sind. Zwischen diesen
sind drei weitere Gruppen von Rippen montiert, die im Prinzip auf
dieselbe Weise arbeiten, wie die Rippen 4, 5 von 1 und 2,
was zusätzlich zu
einer Versteifung der Form beiträgt.
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Zusätzlich zu
der dargestellten Ausführungsform
kann die Erfindung natürlich
in Verbindung mit Formkernen mit anderen Querschnitten verwendet werden,
wie kreisförmigen
und kantigen Querschnitten. Ferner kann die Umschaltung, die durch
die Stäbe 11 gebildet
wird, auf viele andere Weisen konstruiert werden als in der Darstellung
und kann wahlweise durch eine vollkommen andere Struktur ersetzt werden,
wahlweise durch eine vollkommen andere separater Stellglieder zum
Bewegen des keilförmigen
Elements 3 beziehungsweise der Lippen 2.
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Angesichts
der vorliegenden Erfindung ist der Fachmann auch imstande, die Versteifungsrippen
auf ver schiedene Weisen zu konstruieren, abhängig von der Gebrauchssituation,
wie z. B. der Querschnittsgeometrie des Formkerns. Es wird auch davon
ausgegangen, dass es zweckmäßig ist, über mehr
separate Rippen zu verfügen
als bei der fraglichen Ausführungsform
dargestellt ist, die jedoch für eiförmige Querschnittsgeometrien
als optimal erachtet wird.