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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Flugzeug mit Flügel-Rumpf-Verkleidung.
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Es
ist bekannt, dass bestimmte Flugzeuge, die mit einem Flugzeugrumpf
und einem starren Tragwerk ausgestattet sind, das zwei Flügel umfasst, die
im Verhältnis
zum Flugzeugrumpf einander gegenüberliegen,
eine im allgemeinen überstehende Flügel-Rumpf-Verkleidung in Form
einer Wiege aufweisen, die an dem unteren Teil des Flugzeugrumpfes
befestigt ist, wo das Tragwerk an den Flugzeugrumpf anschließt, um den
Fahrwerkkasten abzuschließen,
wobei man gegebenenfalls das Volumen nach unten hin vergrößert, und
die über
zwei Längsränder verfügt, die
seitlich über
die Länge
des Flugzeugrumpfes nach oben gezogen sind, wobei die Ränder jeweils
mit einer Öffnung
für den
Durchlass des entsprechenden Flügels
ausgestattet sind. Solch eine Verkleidung ergänzt das aerodynamische Profil des
Flügelanschlussbereiches,
und ihre Form ist so ausgelegt, dass der aerodynamische Widerstand, den
sie verursacht, minimiert wird.
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Bei
einigen bekannten Flugzeugen bewirkt die Art und Weise, in der diese
Flügel-Rumpf-Verkleidung
am Flugzeugrumpf befestigt ist, die Ausbildung eines ersten peripheren
Spaltes um die Flügel-Rumpf-Verkleidung
herum, zwischen dieser und dem Flugzeugrumpf, und eines zweiten
peripheren Spaltes um jeden Flügel
herum, zwischen diesem und dem Umfang der entsprechenden Öffnung in
der Verkleidung. Um diese beiden Spalte abzudichten, sieht man daher
eine langgestreckte Dichtung vor, die am Umfang der Flügel-Rumpf-Verkleidung
und am Umfang jeder Öffnung
der Flügel-Rumpf-Verkleidung
befestigt ist.
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Man
wird bemerken, dass die Dichtung, zusätzlich zu ihrer Abdichtfunktion,
den stufenlosen Übergang
der Oberflächen
gewährleisten
muss, um zu verhindern, dass ein großer Widerstand auftritt, und
die relativen Bewegungen zwischen der Verkleidung einerseits und
dem Tragwerk und dem Flugzeugrumpf andererseits zu absorbieren.
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Zu
diesem Zweck weisen die derzeit verwendeten Dichtungen zwei längliche,
elastische Lippen auf, die in der Lage sind, mit der Innenseite
ihres freien Endes am Flugzeugrumpf beziehungsweise am Tragwerk
anzuliegen, wobei die eine dieser Lippen – nachstehend als End-Lippe
bezeichnet – den
Rand des freien Endes der Dichtung bildet, während die andere – nachstehend
als Innenlippe bezeichnet – von
der Innenseite dieser Dichtung getragen wird und gegenüber der
End-Lippe rückspringend
angeordnet ist. Das Dokument FR-A-2 789 144 fegt diesen Stand der
Technik dar.
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Solch
eine Dichtung weist zahlreiche Nachteile auf. Erstens kann sich
die Innenlippe, die von der Dichtung selbst und/oder von der Verkleidung verdeckt
wird, bei ihrem Einbau verdrehen, so dass anstelle ihrer Innenseite
ihre Außenseite
zum Anliegen an den Flugzeugrumpf oder das Tragwerk kommt. In diesem
Fall kann die Dichtung ihre Funktion nicht mehr erfüllen und
verschleißt
sehr schnell.
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Außerdem beginnt
während
dem Flug aufgrund des Druckunterschiedes, der zwischen der Flügelunterseite
(Überdruck)
und der Flügeloberseite (Unterdruck)
des Tragwerkes herrscht, zwischen der Unterseite und der Oberseite
jedes Flügels
im Inneren der Verkleidung Luft durch diesen ersten und zweiten
Spalt zu zirkulieren, was insbesondere an der Flügeloberseite dazu führt, dass
sich das freie Ende der elastischen Lippen der Dichtung vom Flugzeugrumpf
oder vom Tragwerk löst.
Die elastischen Lippen der Dichtung beginnen daraufhin zu vibrieren, und
zwar in einem Frequenzbereich, der im Inneren der Kabine perfekt
zu hören
ist, was sich für
die Fluggäste
als unangenehm erweist. Diese Vibrationen überfragen sich auf den Flugzeugrumpf
und seine Bauteile (Boden, Träger,
etc.) und verursachen eine Dauerbelastung der Struktur dieser Bauteile.
Ferner bewirken die Vibrationen, die mit den aerodynamischen Belastungen
zusammenhängen,
denen die Lippen ausgesetzt sind, eine vorzeitige Abnutzung der
Lippen, was sich durch einen schnellen Verschleiß äußert, der bis zum Reißen der
Lippen führen kann.
Schließlich
resultiert aus diesen Vibrationen die Entstehung eines unerwünschten
aerodynamischen Widerstandes.
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Ziel
der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu überwinden.
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Zu
diesem Zweck schlägt
die Erfindung eine Ausstattung gemäß des unabhängigen Anspruches vor.
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Dank
der vorliegenden Erfindung erhält
man somit zahlreiche Vorteile:
- – die radial
elastische Wulst, die von der Innenseite der Dichtung getragen wird,
liegt bei ihrem Einbau im Verhältnis
zum Flugzeugrumpf stets richtig und kann sich nicht verdrehen, wie
es bei der Innenlippe der Fall war, die sie ersetzt; und
- – wenn
die radial elastische Wulst gegen den Rumpf des Flugzeuges gedrückt wird,
verformt sie sich und wird plattgedrückt, wodurch sie eine große Auflagefläche bietet
und nicht in der Lage ist, zu vibrieren, wie es bei der Innenlippe
der Fall war. Des Werteren gewährleistet
diese große
Auflagefläche
eine hervorragende Dichtigkeit, so dass das Ablösen und der Beginn des Vibrierens des
freien Endes der End-Lippe wenn nicht vollständig verhindert, so doch zumindest
stark reduziert werden.
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Um
die Vibrationen der End-Lippe noch weiter zu reduzieren und sogar
komplett abzustellen, ist es gemäß einer
weiteren Besonderheit der vorliegenden Erfindung, die durch die
Tatsache der ausgezeichneten, von der radial elastischen Wulst gewährten Dichtigkeit
möglich
ist, von Vorteil, dass die Innenseite des freien Endes der End-Lippe
zumindest an einem Teil der Dichtung mindestens einen Anschlagkörper aufweist,
der in der Lage ist, die End-Lippe örtlich vom Flugzeugrumpf entfernt
zu halten, um ein gesteuertes Entweichen der Luft herbeizuführen, die
im Falle einer eventuellen, gelegentlichen und/oder vorübergehenden
Undichtigkeit der Wulst durch die Spalte strömen kann.
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Selbstverständlich werden
die Höhe
jedes Anschlagkörpers
und die Anzahl der Anschlagkörper sowie
ihre Verteilung entweder durch Rechnung oder anhand von Erfahrungswerten
so bestimmt, dass der Durchfluss der entweichenden Luft zwischen
den Anschlagkörpern
einen geringen unerwünschten
Widerstand erzeugt und gleichzeitig gewährleistet ist, dass die End-Lippe
der Dichtung nur schwach vibriert.
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Je
nach der Geometrie des Flugzeugrumpfes, des Tragwerkes und der Flügel-Rumpf-Verkleidung
des Flugzeuges kann der Druckkoeffizient bestimmter Teile der Flügeloberseite
sehr negativ sein, was gleichbedeutend mit einem hohen Unterdruck ist,
so dass die eventuellen Vibrationen des freien Endes der elastischen
End-Lippe an diesen Stellen eine große Amplitude haben könnten. Es
ist daher von Vorteil, die erfindungsgemäße Dichtung zumindest gegenüber der
Teile der Flügeloberseite,
an denen der Wert des Druckkoeffizienten stark negativ ist, anzubringen.
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Um
die richtige Lage der radial elastischen Wulst während des Einbaus der Dichtung
und gleichzeitig eine gute Dichtigkeit der Wulst nach dem Einbau
zu gewährleisten,
ist es vorzuziehen, dass die Steifigkeit der radial elastischen
Wulst an der Innenseite der Dichtung größer ist als an dem freien Teil der
Wulst, der am Flugzeugrumpf oder am Tragwerk anliegt.
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Insbesondere
zu diesem Zweck ist es von Vorteil, dass die radial elastische Wulst
rohrförmig
ist. Um ein korrektes Anliegen der Wulst am Flugzeugrumpf oder am
Tragwerk zu gewährleisten,
kann es in diesem Fall von Vorteil sein, dass die beiden Seitenteile
der rohrförmigen
Wulst, die jeweils die Innenseite der Dichtung an den freien Teil
der Wulst anfügen,
der am Flugzeugrumpf anliegt, unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen.
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Derartige
Variationen der Steifigkeit können durch
unterschiedliche Stoffbeschaffenheit erreicht werden oder durch
unterschiedliche Dicken der Wand der rohrförmigen Wulst, wobei diese unterschiedlichen
Dicken wiederum aus der Exzentrizität und/oder der wechselseitigen
Unrundheit des Innendurchgangs der rohrförmigen Wulst im Verhältnis zu ihrer
Wand resultieren können.
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In
einem ersten Ausführungsbeispiel
weist die Dichtung einen flachen, länglichen Teil auf, der an der
Flügel-Rumpf-Verkleidung
befestigt ist, und dieser flache, längliche Befestigungsteil ist
an dem Ende der Dichtung angeordnet, das der länglichen, elastischen End-Lippe
gegenüberliegt,
wobei sich die radial elastische Wulst in einer intermediären Position zwischen
der länglichen,
elastischen End-Lippe und dem flachen, länglichen Befestigungsteil befindet.
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Als
Variante hierzu weist die erfindungsgemäße Dichtung in einem zweiten
Ausführungsbeispiel
ebenfalls einen flachen, länglichen
Teil auf, der an der Flügel-Rumpf-Verkleidung befestigt
ist, aber dieser flache, längliche
Befestigungsteil ist in einer intermediären Position zwischen der länglichen,
elastischen End-Lippe und der radial elastischen Wulst angeordnet.
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Unabhängig von
der Art der Ausführung
ist es von Vorteil, dass die Dichtung eine längliche Aussparung in Form
einer Klinge aufweist, die in die Außenseite des flachen, länglichen
Befestigungsstückes
eingelassen ist und zur Aufnahme des entsprechenden Außenrandes
der Flügel-Rumpf-Verkleidung
dient.
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Vorzugsweise
ist die Dichtung der Erfindung, durch Extrudieren oder durch Formguss,
in Form eines Profils oder einer monolithischen geschlossenen Schleife
ausgebildet und beispielsweise aus einem faserverstärkten Elastomer
hergestellt.
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Aus
den Figuren der Zeichnungen im Anhang ist ersichtlich, wie die Erfindung
ausgeführt
sein kann. Ähnliche
Elemente sind in diesen Figuren mit gleichen Bezugszeichen beschriftet.
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1 ist
eine schematische perspektivische Ansicht von unten eines Flugzeuges,
das mit einer Flügel-Rumpf-Verkleidung
ausgestattet ist.
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2 ist
eine schematische perspektivische Ansicht von oben der Flügel-Rumpf-Verkleidung, die vom
Flugzeug getrennt und ohne die Innenelemente, aus denen sie besteht,
dargestellt ist.
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3 ist
eine schematische Seitenansicht in größerem Maßstab der Flügel-Rumpf-Verkleidung, die
an dem Flugzeug angebracht ist und durch die ein Flügel hindurchführt, vor
dem Einbau der erfindungsgemäßen Dichtung.
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4 ist
eine schematische, vergrößerte Schnittansicht
eines Ausschnitts entlang der Linie IV-IV von 3,
vor dem Einbau der Dichtung.
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Die 5 bis 9 zeigen
in vergrößerter, schematischer
Schnittansicht fünf
Ausführungsbeispiele
der Dichtung.
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10 zeigt
in vergrößerter,
schematischer Schnittansicht die Dichtung von 6,
die an der Flügel-Rumpf-Verkleidung
angebracht ist, um den Spalt zwischen der Flügel-Rumpf-Verkleidung und einem Flügel des
Flugzeuges abzudichten.
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11 zeigt
in vergrößerter,
schematischer Schnittansicht die Dichtung von 7,
die an der Flügel-Rumpf-Verkleidung
angebracht ist, um den Spalt zwischen der Flügel-Rumpf-Verkleidung und dem Rumpf des
Flugzeuges abzudichten.
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12 stellt
in Draufsicht die in den 6 und 10 gezeigte,
aber noch nicht an der Flügel-Rumpf-Verkleidung
befestigte Dichtung dar.
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13 entspricht
einer Vorderansicht entlang des Pfeils XIII von 10.
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Das
Flugzeug 1, das in 1 schematisch dargestellt
ist, weist in bekannter Weise einen Flugzeugrumpf 2, ein
starres Tragwerk 3, das zwei Flügel 4 und 5 umfasst,
die im Verhältnis
zum Flugzeugrumpf 2 einander gegenüberliegen, eine Flügel-Rumpf-Verkleidung 6 in
Form einer Wege, die an dem unteren Teil des Flugzeugrumpfes 2,
wo das Tragwerk 3 an den Flugzeugrumpf anschließt, befestigt
ist, und die im Verhältnis
zum Bauch des Flugzeugs nach unten hin übersteht. Solch eine Wiege besitzt
zwei Längsränder 7 und 8,
die seitlich über
die Länge
des Flugzeugrumpfes 2 nach oben gezogen sind (siehe auch 2),
wobei die Ränder 7 und 8 jeweils
mit einer Öffnung 9 oder 10 für den Durchlass des
entsprechenden Flügels 4 oder 5 versehen
sind.
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Nach
der Befestigung der Flügel-Rumpf-Verkleidung 6 am
Flugzeugrumpf 2, existieren:
- – ein peripherer
Spalt 11 um jeden Flügel 4 oder 5 herum,
zwischen dem Flügel
und dem Umfang 12 oder 13 der Öffnung 9 oder 10,
wie in 3 dargestellt; und
- – ein
peripherer Spalt 14 um die Flügel-Rumpf-Verkleidung 6 herum,
zwischen dem Umfang 15 der Flügel-Rumpf-Verkleidung und dem
Flugzeugrumpf 2, wie in 4 dargestellt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine langgestreckte Dichtung 16, die gegebenenfalls
eine geschlossene Schleife bildet und beispielsweise aus einem verstärkten Elastomer
hergestellt ist, am Umfang 15 der Flügel-Rumpf-Verkleidung 6 befestigt, um
den peripheren Spalt 14 abzudichten.
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In
den 5 bis 9 sind im Querschnitt fünf Ausführungsbeispiele 16.1 bis 16.5 der
Dichtung 16 dargestellt. Wie in diesen Figuren zu sehen
ist, weist die Dichtung 16 unabhängig von der Art der Ausführung 16.1 bis 16.5 Folgendes
auf:
- – eine
längliche,
elastische End-Lippe 17, die einen der Längsränder der
Dichtung bildet, wobei die Lippe 17 in der Lage ist, wie
in den 10 und 11 veranschaulicht,
mit der Innenseite 18 ihres freien Endes am Tragwerk 3, 4, 5 oder
am Flugzeugrumpf 2 anzuliegen;
- – eine
radial elastische Wulst 19, die von der Innenseite 20 der
Dichtung 16 getragen wird, gegenüber der End-Lippe 17 rückspringend
angeordnet ist und ebenfalls in der Lage ist, am Flugzeugrumpf 2 oder
am Tragwerk 3 anzuliegen, wobei sie plattgedrückt wird
und dadurch eine große Aufliegefläche (siehe
die 10 und 11) und somit
eine ausgezeichnete Dichtigkeit bietet;
- – einen
flachen, länglichen
Teil 21, der für
die Befestigung der Dichtung 16 an der Flügel-Rumpf-Verkleidung 6 bestimmt
ist.
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Man
wird bemerken, dass der Befestigungsteil 21 in den Ausführungsbeispielen 16.1 und 16.2 den
Rand der Dichtung bildet, der der Lippe 17 gegenüberliegt,
wobei sich die Wulst 19 dann in einer intermediären Position
zwischen der Lippe und dem Befestigungsteil 21 befindet.
In den Ausführungsbeispielen 16.3, 16.4 und 16.5 hingegen
ist der Befestigungsteil 21 in einer intermediären Position
zwischen der Lippe 17 und der Wulst 19 angeordnet.
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Ferner
weist der Befestigungsteil 21 an seiner Außenseite
eine längliche
Aussparung in Form einer Klinge 22 auf, die in der Lage
ist, zur Aufnahme des entsprechenden Außenrandes 12, 13 oder 15 der
Flügel-Rumpf-Verkleidung 6 zu
dienen. Die Befestigung der Dichtung 16 an der Flügel-Rumpf-Verkleidung 6 erfolgt
mit Schrauben oder ähnlichen
Mitteln 23, die den Außenrand 12, 13, 15 und
den Befestigungsteil 21 durchdringen (siehe die
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10 und 11).
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In
den Ausführungsbeispielen 16.2 und 16.5, die
in den 6 und 9 dargestellt sind, weist die Innenseite 18 der
Lippe 17 voneinander beabstandete Anschlagkörper 24 auf,
die dazu bestimmt sind, gegenüber
mindestens einem Teil des Flugzeugrumpfes 2 oder des Tragwerkes 3 positioniert
zu werden. Derartige Anschlagkörper 24 halten
den Außenrand 25 der
Lippe 17 örtlich
vom Flugzeugrumpf 2 oder vom Tragwerk 3 entfernt,
um Räume 26 einzurichten,
die für
ein gesteuertes und kalibriertes Entweichen der Luft sorgen, die
im Falle einer eventuellen Undichtigkeit der Wulst 19 (siehe 13)
durch den Spalt 11 oder 14 strömt.
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Da
der Druckkoeffizient an einigen Teilen der Flügeloberseite des Tragwerkes 3 stark
negative Werte annehmen kann, ist es gerade an diesen Teilen von
Vorteil, solch eine Dichtung anzubringen. Wenn dann der Druck der
Luft zwischen der Flügelunterseite
und der Flügeloberseite
des Tragwerkes 3 einen ausreichend großen Wert erreicht, um die Wulst 19 zu
lösen,
strömt
Luft zwischen der Wulst und dem Flugzeugrumpf und/beziehungsweise
dem Tragwerk hindurch und entweicht, was dank der Räume 26 in
kalibrierter und gesteuerter Weise erfolgt. Die Höhe der Anschlagkörper 24,
ihre Anzahl und ihre Verteilung entlang des freien Endes 25 werden so
bestimmt, dass der Durchfluss der durch die Räume 26 entweichenden
Luft einen geringen unerwünschten
Widerstand erzeugt und gleichzeitig gewährleistet ist, dass die Lippe 17 nur
schwach vibriert.
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Um
die richtige Lage der Wulst 19 gegenüber dem Flugzeugrumpf 2 oder
dem Tragwerk 3 während dem
Einbau der Wulst in die Spalte 11 und 14 zu gewährleisten,
ist es von Vorteil, dass die Wulst in der Nähe der Innenseite 20 der
Dichtung 16 eine relativ große Steifigkeit aufweist. Um
eine gute Dichtigkeit zu gewährleisten,
ist hingegen der freie Teil 27 der Wulst, der dazu bestimmt
ist, am Flugzeugrumpf 2 oder am Tragwerk 3 anzuliegen,
relativ weich.
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Um
diesen Anforderungen bezüglich
unterschiedlicher Steifigkeiten gerecht werden zu können, ist
es vorzuziehen, dass die Wulst 19, die jedoch massiv sein
könnte,
rohrförmig
ist und einen Innendurchgang 28 aufweist.
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Indem
man die Form und/oder die Exzentrizität des Innendurchgangs 28 verändert, kann
man also problemlos örtlich
die Dicke der Wand der rohrförmigen
Wulst 19 und damit ihre Steifigkeit variieren, wie in den 5 bis 9 dargestellt.
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Um
beispielsweise die Lage der Wulst 19 beim Einbau und die
durch sie erzielte Dichtigkeit noch weiter zu verbessern, weisen
die beiden Seitenteile 29 und 30 der Wulst 19, die
jeweils die Innenseite 20 der Dichtung 16 an den
freien Teil 27 der Wulst anfügen, unterschiedliche Steifigkeiten
auf.
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Es
ist leicht nachzuvollziehen, dass die Dichtung 16 entweder
die Form eines Bands (Profils) oder einer geschlossenen Schleife
aufweisen kann.