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Title:
ENERGY TRANSMISSION DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/057626
Kind Code:
A1
Abstract:
An energy transmission device comprises a pressure distribution unit, which translates the tension and pressure forces acting in various directions on energy carrier elements (2, 13, 22, 42, 43) into a unidirectional, rotational or translational movement. According to the invention, a drive unit comprises one or several such devices.

Inventors:
Holzgethan, Alexander (Deutsch Schützen 96, A-7474, AT)
Application Number:
PCT/AT2002/000016
Publication Date:
July 25, 2002
Filing Date:
January 16, 2002
Export Citation:
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Assignee:
Holzgethan, Alexander (Deutsch Schützen 96, A-7474, AT)
International Classes:
F03G7/00; H02K7/065; H02K35/02; F03G7/10; (IPC1-7): F03G3/06; H02N11/00
Foreign References:
GB2248525A1992-04-08
GB1588752A1981-04-29
US4422530A1983-12-27
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 007, no. 112 (M - 215) 17 May 1983 (1983-05-17)
Attorney, Agent or Firm:
Puchberger, Rolf (PUCHBERGER, BERGER & PARTNER Reichsratsstrasse 13, Wien, A-1010, AT)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Energieübertragungsvorrichtung, dadurch gekennzeich net, dass die Vorrichtung eine Druckverteilungseinheit aufweist, die die auf mehrere Energieträgerelemente (2, 13,22,42,43) in unterschiedliche Richtungen wirkende Zugund Druckkräfte in eine in eine Richtung gehende Rotationsoder Schubbewegung umsetzt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckverteilungseinheit mit einer Welle (4) ex zentrisch verbundene Bügel (3) beinhaltet, an deren der Welle (4) abgewandten Enden die Energieträgerelemente (2, 22) angeordnet sind, sodaß bei Zugoder Druckkraft auf die Energieträgerelemente (2,22) die Bügel (3) die Vor richtung in Rotation um die Welle (4) versetzen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieträgerelemente (2,22) Magneten sind und daß die Zugoder Druckkraft durch Anlegen von Spannung im Falle von Elektromagneten bzw. durch Eisenelemente (5, 5a) im Falle von Permanentmagneten erzeugt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Magneten (22) einander gegenüberliegend angeordnet sind, die sich bei Aktivierung gegenseitig an ziehen oder einander abstoßen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieträgerelemente (2) in mit der Welle (4) verbundenen Führungszylindern (1) radial beweglich angeordnet sind und daß die Bügel (3) vorzugs weise über die Führungszylinder (1) mit der Welle (4) verbunden sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die Energieträgerelemente als Kolben (2) ausgebildet sind und durch Überoder Unterdruck in den Führungszylindern (1) bewegt werden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckverteilungseinheit aus einem im Querschnitt halbringoder halbkreisförmigen Gehäuse (10) besteht, in dem die Energieträgerelemente (32,33) entlang einer Halbkreislinie parallel zum äußeren Umfang des Gehäuses (10) verschiebbar sind und die Zugund Druckkräfte, ins besondere zur besseren Kraftverteilung über ein federndes Element (11, lla), auf die Stirnseiten (6) des Gehäuses (10) übertragen werden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieträger Magneten (32) sind, die beider seits der Symmetrielinie des halbringoder halbkreisför migen Gehäuses (10) angeordnet sind und bei Aktivierung der Magneten (32) durch Anlegen von Spannung bei Elektro magneten oder Vorbeibewegen von Eisenelementen bei Perma nentmagneten einander abstossen und vorzugsweise gegen die Kraft der federnden Elemente (11, lla) zu den Stirn seiten (6) hin verschoben werden.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der Schubbewegung eine Bleizwischen platte (8) zwischen die Magneten (32) einbringbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieträgerelemente in einem oder mehreren Zy lindern (34) bewegliche Kolben (33) sind, die durch Unteroder Überdruck betätigt werden und deren Kolbenst angen (35) an Platten (36) angelenkt sind, die die Zug oder Druckkraft vorzugsweise über die federnden Elemente (11) auf die Stirnseiten (6) des Gehäuses (20) übertra gen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieträgerelemente Magneten (13, 42,43) sind, von denen mindestens ein erster Magnet (42) an ei ner linear verschiebbaren Stirnwand (26) angeordnet ist und mindestens ein zweiter (13,43) in einer Druckvertei lungseinheit angeordnet ist, welche mindesten einen Trä ger (14,25,27) aufweist an dem der zweite Magnet (13, 43) gegen die Kraft eines federnden Elementes von der Stirnwand (26) weggeschoben werden kann, wobei der zweite Magnet (13,43) dem ersten Magneten (42) in regelmäßig wiederkehrenden Zeitabständen abstoßend gepolt gegenüber liegt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Magnet (43) auf einem um eine Achse ro tierenden Schwungrad (30) gegen die Kraft eines federnden Elementes (9) verschiebbar angeordnet ist und bei jeder Umdrehung des Schwungrades (30) um die Achse dem ersten Magneten (42) gegenüber liegt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (42) und/oder der zweite Magnet (43) mit Intervallstromstößen betrieben wird.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Träger (14) an seinem stirnwandseitigen Ende von der Achse beabstandet ist und sich ausgehend von die sem Ende gegen die Achse hin biegt und schließlich mit seinem anderen Ende an der Achse befestigt ist und dass jeder Träger (14) durch ein federndes Element (9) vom Ma gneten (43) beabstandet eine Schwungmasse (15) trägt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Magneten (13) an einer Achse angelenkte Schwungmassen sind oder mit solchen verbunden sind, die bei Rotation der Achse achsferne Positionen einnehmen.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwungmasse (13) mit einer Feder (25) verbunden ist, die der Annäherung der Schwungmasse (13) an die Stirnwand (26) entgegenwirkt.
17. Triebwerk, dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere der Vorrichtungen gemäß einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche aufweist.
18. Triebwerk nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass es mehrere Vorrichtungen gemäß Anspruch 7,8,9 oder 10 enthält, die auf einem um eine Achse (40) rotierenden Träger montiert sind, wobei die beiden Stirnwände (6) je des halbringoder halbkreisförmigen Gehäuses (10) auf einer Radialen zur Achse (40) liegen.
Description:
Energieübertragungsvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Energieübertragungs- vorrichtung, die z. B. als Elementarenergietriebwerk, ab- gekürzt EET genannt, verwendet werden kann.

Aufgabe ist es vorhandene Energie möglichst verlustfrei und ohne Masseausstoss, also umweltfreundlich in Rota- tionsenergie oder Schubenergie umzuwandeln.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Energieübertra- gungsvorrichtung geschaffen wird, die eine Druckvertei- lungseinheit aufweist, die die auf mehrere Energieträger- elemente in unterschiedliche Richtungen wirkende Zug-und Druckkräfte in eine in eine Richtung gehende Rotations- oder Schubbewegung umsetzt.

Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung ist man in der Lage, mittels der Druckverteilungseinheit als Koordinator die Zug-oder die Druckkraft eines Energieträgerelementes in eine rotierende oder schubartige Bewegungsenergie ohne Masseausstoss, also umweltfreundlich umzusetzen.

Die Vorrichtung als solche kann für jeden Zweck im Haus- halt, Medizinbereich, in der Industrie, Landwirtschaft und Verkehrswesen sowie als Antrieb von beweglichen Ob- jekten zu Wasser, Land in der Atmosphäre und darüberhin- aus im leeren Raum eingesetzt werden. Die Erfindung zeichnet sich im wesentlichen als eine Energieumsetzungsanlage und gleichzeitig als ein umwelt- freundliches Triebwerk aus. Sie hat die Aufgabe, auf ein- fachem Weg mittels eines Koordinators die gegensätzlich wirkenden Zug-oder Druckkräfte mehrerer Energieträger- elemente, welche Kräfte durch Vakuum oder Gasdruck, Zy- linder, Federn oder Magnetfelder erzeugt werden in eine Richtung zu bündeln, d. h. z. B. in Fig. 1 auf die Welle 4 der Vorrichtung in die gewünschte Drehrichtung zu über- tragen und dadurch eine rotierende Bewegung zu gewährlei- sten, wobei nicht der Inhalt bzw. das Element selbst als Energie verwendet wird, sondern dessen Spannungskraft für die Umsetzung einer Bewegung massgebend ist. Nur bei ei- ner Leistungs-oder Bewegungsänderung wird der Inhalt mittels eines Pumpverfahrens in Anspruch genommen.

Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Druckvertei- lungseinheit mit einer Welle exzentrisch verbundene Bü- gel, an deren der Welle abgewandten Enden die Energieträ- gerelemente angeordnet sind, sodaß bei Zug-oder Druck- kraft auf die Energieträgerelemente die Bügel die Vor- richtung in Rotation um die Welle versetzen.

Dabei können die Energieträgerelemente Magnete sein und die Zug-oder Druckkraft durch Anlegen von Spannung im Falle von Elektromagneten bzw. durch Eisenelementen im Falle von Permanentmagneten erzeugt werden.

Insbesondere können jeweils zwei Magneten einander gegen- überliegend angeordnet sein, die sich bei Aktivierung ge- genseitig anziehen oder einander abstoßen.

Die Energieträgerelemente sind vorzugsweise in mit der Welle verbundenen Führungszylindern radial beweglich an- geordnet und die Bügel sind vorzugsweise über die Füh- rungszylinder mit der Welle verbunden.

Alternativ können die Energieträgerelemente als Kolben ausgebildet sein und durch Über-oder Unterdruck in den Führungszylindern bewegt werden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform besteht die Druckver- teilungseinheit aus einem im Querschnitt halbring-oder halbkreisförmigen Gehäuse, in dem die Energieträgerele- mente entlang einer Halbkreislinie parallel zum äußeren Umfang des Gehäuses verschiebbar sind und die Zug-und Druckkräfte, insbesondere zur besseren Kraftverteilung über ein federndes Element, auf die Stirnseiten des Ge- häuses übertragen werden.

Vorzugsweise sind die Energieträger Magneten, die beider- seits der Symmetrielinie des halbring-oder halbkreisför- migen Gehäuses angeordnet sind und bei Aktivierung der Magneten durch Anlegen von Spannung bei Elektromagneten oder Vorbeibewegen von Eisenelementen bei Permanentmagne- ten einander abstossen und vorzugsweise gegen die Kraft der federnden Elemente zu den Stirnseiten hin verschoben werden.

Zur Steuerung der Schubbewegung ist eine Bleizwischen- platte zwischen die Magneten einbringbar.

Alternativ können die Energieträgerelemente in einem oder mehreren Zylindern bewegliche Kolben sein, die durch Unter-oder Überdruck betätigt werden und deren Kolbenst- angen an Platten angelenkt sind, die die Zug-oder Druck- kraft vorzugsweise über die federnden Elemente auf die Stirnseiten des Gehäuses übertragen.

Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Energieträ- gerelemente Magneten, von denen mindestens ein erster Ma- gnet an einer linear verschiebbaren Stirnwand angeordnet ist und mindestens ein zweiter in einer Druckverteilungs- einheit angeordnet ist, welche mindesten einen Träger aufweist an dem der zweite Magnet von der Stirnwand weg- geschoben werden kann, wobei der zweite Magnet dem ersten Magneten in reglmäßig wiederkehrenden Zeitabständen ab- stoßend gepolt gegenüberliegt.

Dabei ist vorzugsweise der zweite Magnet auf einem um eine Achse rotierenden Schwungrad auf einem Träger gegen die Kraft eines federnden Elementes verschiebbar angeord- net und liegt bei jeder Umdrehung des Schwungrades um die Achse dem ersten Magneten gegenüber.

Dabei ist insbesondere jeder Träger an seinem stirnwand- seitigen Ende von der Achse beabstandet und biegt sich ausgehend von diesem Ende gegen die Achse hin und ist schließlich mit seinem anderen Ende an der Achse befe- stigt und jeder Träger trägt eine durch ein federndes Element vom Magneten beabstandet Schwungmasse.

Alternativ kann der erste und/oder der zweite Magnet mit Intervallstromstößen betrieben werden.

Die zweiten Magneten können aber auch an einer Achse an- gelenkte Schwungmassen sein oder mit solchen verbunden sein, die bei Rotation der Achse achsferne Positionen einnehmen.

Vorzugsweise ist die Schwungmasse mit einer Feder verbun- den, die der Annäherung der Schwungmasse an die Stirnwand entgegen wirkt.

Ein erfindungsgemässes Triebwerk weist eine oder mehrere der vorgenannten Vorrichtungen auf.

Insbesondere können Vorrichtungen zur Umwandlung in Schubbewegung quer zu Stirnwänden der Vorrichtung auf ei- nem um eine Achse rotierenden Träger montiert sein, wobei die Stirnwände auf einer Radialen zur Achse liegen.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausfüh- rungsbeispiele nochmals erläutert werden. Dabei zeigt Fig. lA eine Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungs- form der Erfindung, die Fig. lB einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. lA. Die Fig. 2A zeigt eine zweite Aus- führungsform, die Fig. 2B zeigt schematisch die Anordnung aus Fig. 2A. Die Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform, die Figur 3A zeigt eine Variante der Fig. 3 und Fig. 3B zeigt eine mögliche Kombination mehrerer Vorrichtungen nach der Fig. 3 oder 3A. Die Fig. 4A zeigt eine weitere Ausführungsform, die Fig. 4B zeigt eine Variante der zu- letzt genannten Ausführungsform. Die Fig. 5 zeigt ein Triebwerk, in dem Vorrichtungen gemäß den Figuren 1 bis 4 miteinander kombiniert sind.

Die schematisch gehaltenen Skizze, Fig. 1A und 1B zeigen eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit vier Führungszy- lindern 1 und mit vier Energieträgerelementen 2, die z. B.

Magneten sind. Die Druckverteilungseinheit enthält Bügel 3. Bei Aktivierung des Dipols 2 als Elektromagnet (bei Permanentmagneten erfolgt dies mittels eines verschiebba- ren Eisenringes 5, der über den Kraftfeldern liegt oder mittels eines verschiebbaren Eisenkernes 5a, der im Hohl- raum der Welle 4 ruht) werden die Magnete 2 in die Füh- rungszylinder hineingezogen und der Druck wird durch den als Bügel 3 ausgebildeten Koordinator auf die Welle 4 übertragen und die Vorrichtung in Bewegung gesetzt. Bei der gezeigten Vorrichtung kann alternativ zur magneti- schen Betätigung der Hohlraum mit Vakuum oder Gasdruck verschiedenster Art beschickt werden, so dass die Ener- gieträgerelemente 2 wie Kolben fungieren, um den Vorgang mit demselben Effekt zu erreichen. Voraussetzung bei die- sem Umwandlungsprozess ist, dass sämtliche Bestandteile der Druckverteilungseinheit auf die Welle 4 wirken und sich als eine kompakte Einheit mitbewegen. Dadurch ist eine vorteilhafte Übertragung der potentiellen Energie in Bewegungsnergie mit einer dynamischen Leistungsabgabe so- wie reibungs-und geräuscharm gewährleistet und dies ist für die Wirtschaftlichkeit sowie für die Umwelt von gros- ser Bedeutung.

Die schematisch dargestellte Vorrichtung in den Fig. 2A und 2B zeigt ebenfalls einen Bügel 3 als Koordinator, dessen Enden jeweils mit Magneten 22 versehen sind und der auf der linken sowie rechten Seite der Welle 4 des Triebwerkes angeordnet ist. Bei Aktivierung des Dipols 22 (bei ungleichnamigen Polen anziehend und linksdrehend, bei gleichnamigen Polen abstossend und rechtsrehend) wird der Druck mittels des Bügels 3 auf die Welle 4 übertragen und die Vorrichtung reibungs-sowie geräuscharm in Rota- tion versetzt. Die Leistungsänderung erfolgt durch elek- tronische Steuerung.

Die schematisch dargestellte Vorrichtung in Fig. 3 kann die zweite Stufe eines Triebwerkes für den Schubkraft- trieb im geschlossenen Motorraum und ohne Masseausstoss sein und ist für alle in Frage kommenden Wasser-, Flug- sowie Bodenfahrzeuge vorgesehen, wobei zwei gleichnamige Magnete 32 in einem halbkreisförmigen Zylinder als Gehäu- se 10 angeordnet und beide Magnete 22 zur besseren Kraft- verteilung mit einer starken Spiralfeder 11 oder federn- den Klammern lla verbunden sich gegenüberstehen. Bei Ak- tivierung des Magnetfeldes stossen sie sich gegenseitig ab, der Druck wird mittels der Spiralfeder 11 auf die Stirnwand 6 des Triebwerkes übertragen und eine schubar- tige Bewegung wird hervorgerufen. Bei grösserer Leistung werden mehrere Einheiten hintereinander oder nebeneinan- der geschaltet. Die Elektromagnete 32 werden je nach Lei- stungsbedarf elektronisch gesteuert.

Bei Anwendung von Permanentmagneten für kleine und mitt- lere Leistungen im Bereich der Feinmechanik bis zu Klein- fahrzeugen wird die Leistungs-oder Geschwindigkeitsände- rung mittels einer Bleizwischenplatte 8 oder durch Ma- gnetfeldverschiebung geregelt.

Das selbe Prinzip ist in Fig. 3A gezeigt. Die Tätigkeit des Gehäuses 20 wird hier mittels Vakuum bzw. pneumatisch oder durch Verbrennungsverfahren erreichen, in dem in ei- nem ZYlinder 34 Kolben 33 vorgesehen sind die bei Unter- oder Überdruck bewegt werden und diese Bewegung über eine Kolbenstange 36 und Federn 11 an die Stirnwände 6 des Ge- häuses 20 übertragen.

Zur Umsetzung in eine Rotationsbewegung ist eine Anord- nung mehrerer halbkreisförmiger Zylinder 10 gemäss Fig. 3 denkbar, bei der Vorrichtungen gemäß Fig. 3 oder 3A so auf einem um eine Achse 40 drehbarem Trägerelement angeordnet sind, dass die Stirnwände 6 jedes Gehäuses 10 (bzw. 20) radial zur Achse 40 ausgerichtet sind.

Die schematisch dargstellte Zeichnung 4A zeigt ein ähnli- ches Schubkraftsystem wie Fig. 3, wobei die Stirnwand 26 des Triebwerkes einem naheliegenden Schwungrad 30 gegen- übersteht und sowohl die Stirnwand 26 als auch das Schwungrad 30 mit mehreren Magneten 42,43 versehen sind.

Werden das Schwungrad 30 und die Dipole 42,43 aktiviert, so stossen sich die gleichnamigen Magnete 42 und 43 bei jeder Bewegung einer Umdrehung ab. Der entstehende Druck wird einerseits von der Stirnwand 26 für den Vortrieb aufgefangen und andererseits wird der Gegendruck an die auf dem Schwungrad 30 angeordneten beweglichen Magnete 43 abgegeben, die auf einem gebogenen Träger 14 mit einer Schwungmasse 15 sowie einer Feder 9 versehen sind. Durch die Zentrifugalkraft wird der Gegendruck elastisch aufge- hoben (und als scheinbarer Masseabstoss gewertet), so dass eine einseitige, in eine Richtung gesteuerte schub- artige Bewegung entsteht.

Beim Verlassen des Magnetfeldes jedoch kehren die am Schwungrad 30 befindlichen Magnete 43 durch die Zentrifu- galkraft sowie durch die Auffangfeder 9 in ihre ursprüng- lichen Positionen wieder zurück und der Vorgang wieder- holt sich bei jeder Umdrehung. Darüberhinaus lässt sich durch Intervallstromstösse als Impulsschub und ohne Schwungrad 30 der selbe Effekt erzielen.

In der Vorrichtung gemäß Fig. 4B wird der Vortrieb durch die Zentrifugalkraft erzeugt, indem die als Schwungmassen ausgebildeten Magnete 13 gemeinsam mit dem nicht magneti- sierbaren Schwungrad 16 rotieren und sich zur Stirnwand 26 hin bewegen, sodas wie zuvor die Magnet 13 bei jeder Umdrehung den Magneten 42 gegenüberliegen und die Magnete 13,42 einander abstossen. Die Spannfeder 25 bzw. ein Bolzen 13 verhindern eine zu grosse Annäherung der Magne- te 13 an die Stirnwand 26.

Die schematisch in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung zeigt das Gesamtbild des kombinierbaren Energieumsetzungssy- stems als Triebwerk für eine rotierende und schubartige Bewegung. Insbesondere wenn ein grosser Leistungsbedarf besteht, kann man die Vorrichtungen gemäss den Fig. 1 bis 4 dementsprechend verstärken und je nach Verwendungszweck mit mehreren Einheiten eine Kombination eingehen. Wenn man bedenkt, dass die bereits angeführten Energieträger ein grosses Energiepotential darstellen, dass sich durch diese Umwandlungsvorrichtungen (Fig. 1 bis Fig. 4) in ki- netische Energie mit grosser Leistungsabgabe ohne schäd- liche Stoffe umwandeln lässt, so erkennt man, dass Ener- gie wirtschaftlich sowie umweltfreundlich auf allen Ge- bieten nutzbar gemacht werden kann.

Bei der Gesamtkombination der Vorrichtung gemäss Fig. 5 dient die Konstruktion gemäss den Fig. 1 bis 2 für die rotierende Bewegung, die Konstruktion gemäss den Fig. 3 bis 4 dient dagegen für den Schubkraftbetrieb, jedoch von den Vorrichtungen gemäss den Fig. 1 und 2 abhängig. Die Kombination ist für alle beweglichen Objekte, insbesonde- re für die Raumfahrt bis in den interstellaren Raum ein- setzbar.

Darüberhinaus ist sie einsetzbar bei der Wasserversorgung sowie bei der Wasserstoffproduktion, zur Umrüstung der komplexen Kernkraftwerke oder individuell als kleine Ge- neratoren für alle Haushalte und Industrieanlagen sowie Bahnen, um die lästigen Fernleitungen einzustellen. Im senkrechten Zustand zur Aufhebung der Schwerkraft g um zukünftig Schubkraftschiffe (ohne Schraube) oder Flugob- jekte vor dem Sinken oder Absturz zu bewahren, oder um bewegliche Objekte aller Art mit Schubkrafttriebwerk ohne Massenausstoss auszustatten. Dadurch können bei Fahrzeu- gen im Schlamm, Schnee oder Eis die Räder nicht durchdre- hen. Es bedarf keinerlei Übersetzung und vieles mehr.