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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wahl von in
einem Stapel enthaltenen Kapseln. Die Erfindung betrifft insbesondere
die Versorgung und die Abgabe von Nahrungsmittelkapseln beispielsweise
in Ausgabeeinrichtungen, Getränkemaschinen
wie Kaffeemaschinen oder anderen Arten von Maschinen.
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Im
Nahrungsmittelbereich ist die Verwendung von Systemen zur Herstellung
von Nahrungsmittelprodukten aus Kapseln, wie Getränkeabgabemaschinen,
sehr in Expansion begriffen, da diese Systeme im Allgemeinen zahlreiche
Vorteile mit sich bringen. Diese Systeme können beispielsweise Getränkeabgabemaschinen
sein, die unter Verwendung von Kapseln, die eine Getränkegrundlage
enthalten, arbeiten. Der Verbraucher kann sich ein Getränk zubereiten,
indem er diese Kapsel auf sehr einfache und schnelle Weise und die
meiste Zeit mit einem Minimum an Arbeitsaufwand für die Zubereitung und/oder
die Reinigung verwendet.
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Diese
Kapseln können
beispielsweise Portionspackungen mit sehr unterschiedlichen Ausbildungen,
Größen und/oder
Beschaffenheiten sein. Es kann sich dabei um Kapseln aus Kunststofffolie,
aus Filterpapier, aus Aluminium oder Verbundlaminat handeln, und
diese können
linsenförmig,
becherförmig
sein oder andre Formen besitzen.
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Im
Fall einer intensiven Verwendung dieser Maschinen besteht ein Bedarf
daran, über
ausreichende Kapselvorräte
zu verfügen,
um Speicherunterbrechungen zu vermeiden und/oder um eine größere Auswahl
an verschiedenen Kapseln für
die Herstellung von verschiedenen Produkttypen zu bieten. Zu diesem
Zweck kann ein Kapselvorrat in der Form eines Stapels in einem reservierten
Raum gebildet werden, um zur Versorgung mit Kapseln je nach den Anforderungen
dienen.
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Das
Patent
US 6,595,106 betrifft
beispielsweise ein Magazin für
Kapseln, das die Speicherung von mehreren übereinander gestapelten Kapseln
gestattet. Die Kapseln können
dabei bei Bedarf aus dem Magazin über eine an der Basis des Magazins vorgesehene Öffnung abgezogen
werden. Ein Nachteil besteht dabei darin, dass die Kapseln manuell
herausgezogen werden müssen.
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Es
besteht deshalb ein Bedarf daran, über eine Vorrichtung zur Wahl
von Kapseln aus einem Kapselstapel zu verfügen, die automatisiert arbeitet. Eine
solche Vorrichtung muss jedoch die Freigabe jeder Kapsel auf zuverlässige Weise
und auf einer großen
Anzahl von Zyklen gestatten. Sie muss ferner einfach aufgebaut sein,
schnell betätigbar
sein, muss sich aber an Kapseln von verschiedenen Formen und Größen anpassen
können.
Manche Kapseln von abgeflachter Form neigen dazu, Fehlstellungen
einzunehmen, und die Freigabe dieser Kapseln aus einem Stapel verursacht
Probleme. Die Vorrichtung muss die Freigabe der Kapseln auch so
durchführen
können,
dass Verklemmungen und Querstellungen der Kapsel vermieden werden.
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Die
Patentanmeldung US 2004/0031810 betrifft einen Spender für flache
Artikel, wie Deckel, aus einem Stapel. Der Zweck des Prinzips besteht
darin, die gestapelten Artikel zu trennen, ohne den ersten Artikel
zu isolieren, der durch Schwerkraft herunterfallen soll. Auf diese
Weise umfasst die Vorrichtung Sperrmittel von geringer Länge, wie
kurze Nadeln und Lamellen, deren Ausschlag auf die Ränder des Ar tikels
begrenzt ist. Die Sperrmittel sind unabhängig mit einem am Umfang des
zentralen Durchgangs vorgesehenen Ring verbunden.
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wahl von Kapseln aus einem
in einem Behälter
enthaltenen Kapselstapel gemäß Anspruch
1.
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Eine
solche Ausbildung entspricht den Anforderungen, die an eine zuverlässig arbeitende
Vorrichtung gestellt werden. Hierbei wird nämlich die erste Kapsel an mehreren
verteilten Stellen stabil gehalten, was das Kippen bei der Freigabe
der Kapseln und das mögliche
Verklemmen der Kapsel verhindert.
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Die
ersten Sperrmittel sind vorzugsweise mindestens in der Anzahl von
drei oder vier vorgesehen und sind auf dem Umfang des Durchgangs gleichmäßig verteilt.
Die Stabilität
der Kapseln wird nämlich
stark verbessert, wenn die Sperrmittel in ausreichender Anzahl vorgesehen
sind. Außerdem begünstigen
die Anzahl und die Verteilung dieser Sperrmittel um den Durchgang
herum, dass die Abwärtsbewegung
der Kapsel so stattfindet, dass die Querstellungen und Verklemmungen
vermieden werden, die insbesondere bei Austritt aus der Vorrichtung
auftreten können.
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Ferner
kommt der Form der Sperrmittel eine große Bedeutung zu, um insbesondere
einen guten Halt in einer horizontalen Ebene zu gewährleisten und
auf diese Weise eine Freigabe der Kapsel in Querstellung zu vermeiden.
Zu diesem Zweck sind die ersten Sperrmittel von Fingern gebildet,
die so ausgebildet sind, dass Auflagelinien oder -flächen unter
der Kapsel gebildet werden, die sich in der Sperrstellung im Wesentlichen
auf die Mitte des Durchgangs zu erstrecken.
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Die
ersten Sperrmittel besitzen vorzugsweise freie Enden, die so beweglich
sind, dass sie einen Kreisbogenabschnitt beschreiben. Auf diese
Weise bewegen sich die Sperrmittel ähnlich wie eine Blende, so
dass die Anlage an der Kapsel sich bei der Freigabe der Kapsel progressiv
und um die Kapsel herum verteilt reduziert. Dies trägt dazu
bei, dass die Kapsel stabil gehalten wird und dass sie freigegeben wird,
indem der Austritt der Kapsel in einer Schrägstellung vermieden wird.
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Jedes
erste Sperrmittel ist vorzugsweise an einer Übertragungsstange befestigt,
die auf dem Körper
in Nähe
des Umfangs des Durchgangs drehbar montiert ist. Eine solche Montage
ist besonders einfach und zuverlässig.
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Die
Vorrichtung umfasst ferner zweite Sperrmittel, die ausgebildet sind,
um die zweite, über
der ersten Kapsel angeordnete Kapsel in dem Stapel zu dem Zeitpunkt
zurückzuhalten,
zu dem die ersten Sperrmittel in Freigabestellung sind, um die erste Kapsel
freizugeben. Auf diese Weise wirken die ersten und zweiten Sperrmittel
synchronisiert zusammen, um die erste Kapsel selektiv freizugeben,
indem der Halt der anderen Kapsel in dem Stapel gewährleistet
wird. Diese Synchronisierung trägt
zur Sicherheit des Systems bei und garantiert ihren einwandfreien
Betriebs, was ihre Verwendung in jedem Abgabesystem einschließlich einem
automatisierten System mit oder ohne Zahlsystem gestattet.
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Auf
dieselbe Weise wie bei den ersten Sperrmitteln werden die zweiten
Sperrmittel in Querrichtung auf das Innere des Durchgangs zu gleichzeitig
in Sperrstellung ausgefahren, um mehrere unter der zweiten Kapsel
verteilte Auflagepunkte zu bilden. Es ist nämlich auch von Bedeutung, dass
der Stapel von Kapseln über
der ersten Kapsel so stabil wie möglich gehalten wird und vermieden
wird, dass dieser sich querstellt. Eine schlechte Positionierung
kann nämlich
die freie Abwärtsbewegung
der Kapseln in dem für
sie vorgesehenen Raum, beispielsweise einem Rohr, beeinträchtigen.
Eine schlechte Positionierung der zweiten Kapsel kann auch zu einer
unkorrekten Abwärtsbewegung
zu den ersten Sperrmitteln führen.
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Auf
dieselbe Weise wie bei den ersten Sperrmitteln sind die zweiten
Sperrmittel mindestens in der Anzahl von drei oder vier vorgesehen
und auf dem Umfang des Durchgangs regelmäßig verteilt.
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Ebenso
besitzen die zweiten Sperrmittel vorzugsweise freie Enden, die beweglich
sind, indem sie einen Kreisbogenabschnitt beschreiben. Auf diese Weise
findet die Abwärtsbewegung
der zweiten Kapsel durch einen Blendeneffekt statt, der eine horizontale
Abwärtsbewegung
gewährleistet
und die Gefahr der Verklemmung reduziert.
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Ferner
ist jedes zweite Sperrmittel an einer Übertragungsstange befestigt,
die an dem Körper
in Nähe
des Umfangs des Durchgangs drehbar montiert ist, wobei diese Stange
dieselbe wie bei jedem ersten Sperrmittel ist. Eine solche Anordnung
trägt gleichzeitig
dazu bei, eine einwandfreie Synchronisierung der Bewegungen der
ersten und zweiten Sperrmittel zu gewährleisten. Außerdem sind
jedes erste und jedes zweite Sperrmittel auf diese Weise an einer Übertragungsstange
befestigt, indem sie zusammen quer zum Durchgang ein "L" bilden, so dass sie gegenphasige Sperrstellungen
einnehmen. Ein solcher Aufbau hat zur Wirkung, dass eine gute Synchronisierung
bei der Freigabe und der Übernahme der
Kapseln gewährleistet
wird, wobei gleichzeitig die An zahl von verwendeten Teilen so niedrig
wie möglich
gehalten wird.
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Gemäß einem
vorteilhaften Konstruktionsprinzip werden die Übertragungsstangen gemeinsam mit
Hilfe eines am Umfang des Durchgangs angeordneten Rings betätigt, der
zwischen den Sperrstellungen der ersten und der zweiten Sperrmittel
hin- und herbewegt
wird. Dieses Prinzip gewährleistet,
dass alle ersten Sperrmittel gleichzeitig betätigt werden und dass alle zweiten
Sperrmittel gleichzeitig betätigt werden,
aber um sich gegenphasig zu den Bewegungen der ersten Sperrmittel
zu bewegen.
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Eine
solche Vorrichtung kann durch Betätigungsmittel jedes beliebigen
Typs betätigt
werden. Bei einer möglichen
Ausführungsform
umfassen die Betätigungsmittel
elektrische Mittel vom Typ Zylinderspule. Bei einer möglichen
Ausführungsform
umfassen die Betätigungsmittel
auch mechanische Mittel vom Typ Kurbelmittel. Natürlich können die
elektrischen Mittel auch durch eine manuelle Steuerung mittels Hebel,
Schieber oder dergleichen ersetzt werden.
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Zum
besseren Verständnis
dieser Merkmale und ihrer Vorteile sowie anderer möglicher
dienen die folgende Beschreibung und die beiliegende Zeichnung.
In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Wahlvorrichtung ohne Kapseln,
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2 eine
Darstellung der Vorrichtung von 2 ohne dem
Körper,
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3 eine
perspektivische Ansicht der Vorrichtung mit einer durch die ersten
Sperrmittel zurückgehaltenen
ersten Kapsel,
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4 eine
Darstellung der Vorrichtung von 3 ohne den
Körper,
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5 eine
perspektivische Ansicht der Vorrichtung mit einer durch die zweiten
Sperrmittel gehaltenen zweiten Kapsel,
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6 eine
Darstellung der Vorrichtung von 5,
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7 eine
Darstellung der Vorrichtung bei der Freigabe einer ersten Kapsel
durch die ersten Sperrmittel.
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8 zeigt
eine Schnittansicht eines Kapselabgabemoduls, das die erfindungsgemäße Vorrichtung
umfasst.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wahl von Kapseln
von dem in den 1 und 2 dargestellten
Typ, die ein bevorzugtes Beispiel darstellen und mit 1 bezeichnet
sind. Jede Kapsel enthält
eine Dosis eines Nahrungsmittelprodukts, wie beispielsweise gemahlenen
Kaffee. Die Vorrichtung 1 umfasst einen Körper 1,
an dem die wichtigsten Elemente montiert sind. Der Körper 10 begrenzt einen
Durchgang 20, dessen Querschnitt eine Größe und eine
Form besitzt, die an den Durchgang der Kapseln angepasst sind. Der
Durchgang 20 ist typischerweise vor einem Kapselvorrat
angeordnet, der über
dem Durchgang angeordnet ist und zu diesem koaxial ist. Ein solcher
Kapselvorrat kann in der Form eines Kapselstapels vorliegen, der
in einem Behälter enthalten
ist, wie ihn 8 zeigt, wie in der Beschreibung
später
ausführlich
beschrieben wird.
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Die
Vorrichtung umfasst erste Sperrmittel 3 und zweite Sperrmittel 4;
diese Mittel 3, 4 sind in zwei verschiedenen Höhen in dem
Durchgang 20 angeordnet. Die ersten Sperrmittel 3 dienen
dazu, die erste Kapsel in dem Stapel vor ihrer Freigabe an ihrem Platz
zu halten. Mit erster Kapsel wird die Kapsel bezeichnet, die durch
die ersten Sperrmittel freigegeben werden kann. Die zweiten Sperrmittel 4 dienen dazu,
die auf diese erste Kapsel folgende Kapsel zu halten, wenn die erste
Kapsel von den ersten Sperrmitteln freigegeben wird. Die folgende
Kapsel wird also in der vorliegenden Anmeldung aus Gründen der Klarheit "zweite Kapsel" genannt.
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Die
ersten Sperrmittel 3 umfassen eine Reihe von Sperrelementen
in Form von Fingern 30, 31, 32, 33,
die auf dem Umfang des Durchgangs 20 verteilt sind. Diese
Elemente sind mindestens in der Anzahl von drei oder vier vorgesehen,
um eine ausreichende Stabilität
und einen ausreichenden Halt der Kapseln zu gewährleisten. Die Anzahl der Sperrelemente
ist von der Größe und/oder
der Form der Kapsel abhängig.
Beispielsweise bei relativ breiten linsenförmigen Kapseln mit einem Durchmesser
von etwa 40 mm oder mehr sind vorzugsweise mindestens vier Sperrelemente
vorgesehen, die auf dem Umfang des Durchgangs beispielsweise in
etwa 90 Grad zwischen zwei Elementen regelmäßig angeordnet sind. Die Sperrelemente
verschaffen der Kapsel eine Auflage auf einer Fläche 300 oder einer
Linie, die sich in ausgefahrener Stellung auf das Innere des Durchgangs
zu erstreckt.
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Zweite
Sperrmittel 4 in Form von Sperrelementen 40, 41, 42, 43 im
Wesentlichen von gleicher Form sind in einem vertika len Abstand
von etwa einer Kapseldicke über
den Sperrmitteln 30, 31, 32, 34 der ersten
Mittel vorgesehen. Die ersten und die zweiten Sperrmittel sind jeweils
in Paaren 30, 40; 31, 41; 32, 42; 33, 43 auf Übertragungsstangen 50, 51, 52, 53 montiert.
Jedes Paar ist so montiert, dass ein "L" gebildet
wird, das zum Durchgang quer gerichtet ist. Die Übertragungsstangen 50, 51, 52, 53 sind
bezüglich des
Körpers
um eine durch ihren Mittelpunkt O verlaufende Achse drehbar montiert.
Alle Übertragungsstangen
sind ferner durch einen Übertragungsring 6 verbunden,
der so ausgebildet ist, dass er die Stangen in Drehung versetzt,
wenn der Ring selbst bezüglich
des Mittelpunkts des Durchgangs hin und her geschwenkt wird. Zu
diesem Zweck umfassen die Stangen eine Basis 501, die an
dem Ring durch einen Schwenkpunkt mit einer Achse O' befestigt ist, die
bezüglich
der Achse O nach außen
versetzt ist, was gestattet, die Drehbewegung auf die Stange bei der
Schwenkbewegung des Rings zu übertragen. Jede
Stange ist schließlich
in einem Langloch 60 des Rings montiert, der die Führung der
Stange in Drehung gewährleistet.
Wie 4 zeigt, besitzt der Ring, um ihn bezüglich des
Körpers
korrekt zu halten, eine Reihe von Langlöchern 61, die von
Befestigungselementen 150 durchquert werden, die mit dem
Körper verbunden
sind. Der Ring kann auf diese Weise, geführt bezüglich der Elemente 50, 51, 52, 150,
um eine Amplitude verschwenkt werden, die durch die Länge der
Langlöcher
bestimmt ist. Diese Amplitude ist auf diese Weise von der Amplitude
der Bewegungen der ersten und zweiten Sperrelemente abhängig, um
ihre Funktionen der Sperrung und der Freigabe der Kapseln zu erfüllen.
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Die
Schwenkbewegung des Rings 6, die die Übertragung der Drehung auf
die Stangen gestattet, wird durch Betätigungsmittel 8 gesteuert,
die ein elektrisch gesteuertes System, wie eine Zylinderspule 80 umfassen
können.
Ein solches Sys tem ist in der Lage, nach Empfang eines elektrischen
Impulses mit Hilfe eines Kolbens 81 eine geradlinige Hin-
und Herbewegung zu übertragen.
Dieser Kolben 81 ist an einer Kurbel 82 angelenkt,
die diese lineare Bewegung des Kolbens in eine kreisförmige Bewegung
umwandelt, die auf Höhe
der Achse O'' auf eine Welle 83 übertragen
wird. Diese kreisförmige
Bewegung der Welle 83 wird auf den Ring 6 durch
einen Hebelarm 84 übertragen,
der in der Achse O'' auf einer Ausdehnung 62 des
Rings 6 bezüglich
Drehung befestigt ist. Auf diese Weise bewirkt die Hin- und Herbewegung des
Kolbens 81 der Zylinderspule, dass der Ring, geführt in den
Langlöchern,
verschwenkt wird und eine Drehbewegung auf die Stangen überträgt, die
ihrerseits die Sperrmittel gegenphasig in zwei mögliche Stellungen bewegen.
Die Steuerung der Rückbewegung
des Kolbens der Zylinderspule kann entweder durch einen elektrischen
Impuls oder durch eine Rückholfeder
(nicht dargestellt) bewirkt werden.
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Es
ist zu bemerken, dass die ersten und die zweiten Sperrmittel freie
Enden 300 bzw. 400 besitzen, die denjenigen, die
auf der Übertragungsstange montiert
sind, entgegengesetzt sind und die sich deshalb auf einem Bogenabschnitt
bewegen. Dieser Bogenabschnitt schneidet den Rand 21 des
Durchgangs 20 und erstreckt sich in Richtung auf das Innere
des Durchgangs, so dass die Sperrmittel sich einziehen, indem sie
die Anlage an der Kapsel vom Inneren 22 auf den Rand 21 des
Durchgangs zu nach der Art einer Blende verkleinern.
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Die
Bewegung der Sperrmittel ist in den 3–7 deutlicher
dargestellt.
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Die 3 und 4 zeigen
die Zurückhaltung
einer ersten Kapsel 90 auf dem ersten Sperrmittel 3,
wenn diese auf das In nere des Durchgangs zu ausgefahren sind. In
dieser Stellung ist der Kolben der Zylinderspule nun in eingezogener
Stellung. Die zweiten Sperrmittel sind in Freigabestellung, was dem
Kapselstapel gestattet, mit der ersten Kapsel 90 in Kontakt
zu kommen. Aus Gründen
der Klarheit ist der Kapselstapel mit Ausnahme der ersten Kapsel nicht
dargestellt. Indem der Kolben in der Richtung T zieht, nimmt er
den Ring in der Schwenkrichtung A mit, was zur Wirkung hat, dass
auf die Übertragungsstangen
eine Drehbewegung R1 übertragen
wird und damit die ersten Sperrelemente 3 ausgefahren werden.
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Die 5 und 6 zeigen
die Zurückhaltung
einer zweiten Kapsel 91, während 7 die Freigabe
der ersten Kapsel 90 zeigt. Diese Figuren zeigen jedoch
die Vorrichtung bei derselben Konfigurierung der Sperrmittel. Bei
dieser Konfigurierung sind die ersten Sperrmittel 3 eingezogen,
was die zweiten Sperrmittel 4 in die ausgefahrene Stellung mitnimmt,
um die zweite Kapsel 91 zum Zeitpunkt der Freigabe der
ersten Kapsel 90 in dem Stapel zurückzuhalten. Der Übergang
in diese neue Konfigurierung wird durch Betätigung der Betätigungsmittel,
insbesondere des Kolbens, erhalten, der eine ausgefahrene Stellung
annimmt. Indem der Kolben in der Richtung P drückt, nimmt er den Ring in der
Schwenkrichtung B mit, was bewirkt, dass auf die Übertragungsstangen
eine Drehbewegung R2 übertragen
wird und dadurch die zweiten Sperrelemente 4 ausgefahren werden.
Dieses Ausfahren bewirkt, dass die Abwärtsbewegung des Kapselstapels
verhindert wird, während
die erste Kapsel 90 freigegeben wird. Nach Freigabe der
ersten Kapsel 90 kehrt die Vorrichtung durch Rückkehr des
Kolbens in die eingezogene Stellung in den Modus der 3 bis 4 zurück, um die
zweite Kapsel 91 bis zum Kontakt mit den ersten Sperrmitteln 3 herabfallen
zu lassen, wobei diese nun die neue erste Kapsel wird, die zum gewünschten
Zeitpunkt für
die Freigabe gewählt
werden kann. Die Rückkehr
des Kolbens kann beispielsweise durch eine Rückholfeder stattfinden. Diese
Zyklen wiederholen sich bei der individuellen Wahl der Kapseln im
Stapel.
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8 zeigt
eine Vorrichtung 2 zur Abgabe von Kapseln aus in einem
Nachladesystem gestapelten Kapseln, bei der die erfindungsgemäße Wahlvorrichtung 1 verwendet
wird. Die Abgabevorrichtung 2 umfasst ein Ladesystem 7,
das ein abnehmbares Rohr 70 umfasst, das mit einem Pufferrohrabschnitt 71 verbunden
ist, der auf dem Körper 10 der
Wahlvorrichtung bleibend montiert ist. Der Pufferrohrhalter 71 kann
eine gewisse Anzahl von Kapseln aufnehmen, so dass das abnehmbare
Rohr 70 die Kapselnachladung vornehmen kann. Das abnehmbare
Rohr 70 und der Rohrhalter 71 können durch
Ausrichtmittel 72 verbunden werden, die die Aufgabe haben,
die Verbindung des abnehmbaren Rohrs 70 mit dem Rohrhalter 71 schnell
und, ohne dass Kapseln aus dem System herausfallen, zu gestatten.
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Unter
dem Durchgang der Wahlvorrichtung 1 ist eine Kapselauffangvorrichtung 73 angeordnet,
die eine erste Rampe 74 umfasst, die dazu ausgebildet ist,
die Kapsel zu einer zweiten Rampe 75 zu lenken, die eine Öffnung 76 für die Entnahme
der Kapsel freilässt.
Die zweite Rampe umfasst einen abgewinkelten Rand 77, um
das Gleiten der Kapsel zu gestatten. Die Rampen 75 und 76 sind
so angeordnet, dass sie entgegengesetzte Gleitflächen besitzen, um einen besseren
Schutz der Vorrichtung zu gewährleisten. Die
Abgabevorrichtung kann mit einer Steuereinrichtung wie einem Bedienungsknopf
kombiniert sein, der die Betätigungsbewegungen
steuert, sowie mit einem Zahlsystem für die Aktivierung der Steuermittel
(nicht dargestellt). Das Zahlsystem kann mit einem Münzautomat
und/oder einem Magnetkarten- oder Chip karten-Zahlmodul oder mit
Fernzahlmitteln beispielsweise durch Telekommunikation und/oder Multimedia
arbeiten.
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Die
Abgabevorrichtung sowie das Ladesystem sind ausführlich in der am selben Tag
eingereichten, parallel anhängigen
europäischen
Patentanmeldung mit dem Titel "dispositif
de chargement en capsules pour alimenter une machine de distribution
en capsules et/ou produits alimentaires" beschrieben, deren vollständiger Inhalt
als durch Bezug in der vorliegenden Anmeldung aufgenommen gilt.
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Die
Erfindung wurde an bevorzugten Beispielen beschrieben. Natürlich kann
die Erfindung Abwandlungen und Äquivalente
umfassen, die im Bereich des Fachmanns liegen und die von den folgenden
Ansprüchen
gedeckt sind.