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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prüfanordnung und ein entsprechendes Prüfverfahren zur Überprüfung des Inhalts einer geschlossenen, nicht-metallischen Fototasche auf das Vorhandensein eines optischen Datenträgers, insbesondere einer optischen Disk.
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Das Dokument
DE 689 17 136 T2 offenbart ein Verfahren zum Nachweisen von Oberflächenschutzfolien, die beim Laminieren von Verbundmaterialien vorhanden sein können. Insbesondere wird eine Detektion von Wirbelstromfeldern verwendet, um festzustellen, ob sich in einer Oberflächenschutzfolie Metall befindet.
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Das Dokument
DE 15 74 563 A offenbart, dass zum Erkennen von Gegenständen, die ganz oder teilweise aus Metall bestehen, ein induktiver Detektor verwendet werden kann, wobei der induktive Detektor einen Sender als Quelle für ein Magnetfeld und einen mit dem Sender über das Magnetfeld gekoppelten Empfänger aufweist, der in einem zum berührungslosen Vorbeiführen des Gegenstands geeigneten Abstand vom Sender angeordnet ist.
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Das Dokument
DE 38 50 596 T2 bezieht sich auf die Verwendung eines Näherungsschalters zum Detektieren eines elektrisch leitenden Gegenstands, wobei der Näherungsschalter eine Schwingungsspule enthaltende Schwingungsschaltung, eine Nachweisschaltung und eine Bestimmungsschaltung aufweist. Die Schwingungsschaltung dient als Resonanzelement und ist mit einer Resonanzfrequenz in einem Bereich zwischen 3 kHz und 15 kHz versehen. Eine Änderung eines Ausgangssignals der Schwingungsschaltung, die durch eine Änderung des Widerstands der Spule bewirkt wird, wird durch die Nachweisschaltung festgestellt, wobei die Bestimmungsschaltung basierend auf der festgestellten Änderung ermittelt, ob sich ein elektrisch leitender Gegenstand in der Nähe der Schwingungsspule befindet.
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Das Dokument
DE 38 40 532 A1 offenbart ein Verfahren zum induktiven Erzeugen eines elektrischen Messsignals zur Bestimmung eines Weges und/oder einer Position im Raum und/oder von Materialeigenschaften eines zu detektierenden, elektrisch leitfähigen Körpers unter Verwendung von wenigstens zwei induktiv gekoppelten Spulen, die als Treiberspule und Sensorspule bezeichnet werden. Die Treiberspule wird von einem Wechselstrom durchflossen, der in der Sensorspule eine von der zu messenden Größe abhängige Spannung induziert. Diese induzierte Spannung wird mit einer zu dem Strom in der Treiberspule proportionalen Spannung verknüpft, um das Messsignal zu erzeugen.
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Das Dokument
DE 21 49 371 A offenbart eine Vorrichtung zum Erfassen bestimmter Klassen von Metallgegenständen, die insbesondere ausgebildet ist, Handfeuerwaffen zu detektieren. Hierbei wird ein unterschiedliche Frequenzen aufweisendes anregendes magnetisches Feld zum Erzeugen von Wirbelströmen verwendet, wobei die Eindringtiefe in den jeweiligen metallischen Gegenstand von der jeweiligen Frequenz des Magnetfeldes abhängt. Diese frequenzabhängige Eindringtiefe in den metallischen Gegenstand wird verwendet, um beispielsweise zu ermitteln, ob der metallische Gegenstand eine Handfeuerwaffe sein könnte.
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In dem Dokument
DE 695 08 594 T2 ist beschrieben, dass Abfälle beispielsweise in Bezug auf Größe, Dichte/Gewicht, Metallgehalt anhand des Wirbelstromeffektes und insbesondere in Bezug auf den Eisenmetallgehalt mittels magnetischer Trennung sortiert werden können.
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Trotz der zunehmenden Digitalisierung von Bilddaten und der Zunahme von Möglichkeiten, Fotoentwicklungsentwicklungsaufträge über das Internet an ein Fotoentwicklungslabor zu übermitteln, gelangt derzeit noch immer die mit Abstand größte Anzahl an Fotoentwicklungsaufträgen auf konventionellem Wege von einem Kunden (zumeist über einen Fotohändler) an das Fotoentwicklungslabor. Das bedeutet, dass jegliche Art von Bildmaterial in jeglicher physikalischer Form und auf jeglicher Art von Datenträger mittels einer zumeist und in überwiegendem Anteil aus Papier bestehenden Fototasche an das Fotoentwicklungslabor gesandt wird. Dort werden die (noch geschlossenen) Fototaschen einer Sortieranlage zugeführt, deren Aufgabe es ist, die Fototaschen je nach Inhalt und Auftrag unterschiedlichen Bearbeitungsketten zuzuführen. So werden beispielsweise Fototaschen, in denen sich Filmpatronen befinden, einer ersten Bearbeitungskette zugeführt, in der zunächst der Film entwickelt wird, bevor Fotoabzüge erstellt werden. Fototaschen, in denen sich Filmnegative befinden, werden dagegen einer Nachbestellungs-Bearbeitungskette zugeführt, in der dann direkt Fotoabzüge (oder sonstige gewünschte Fotoprodukte) erstellt werden.
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Aufgrund der rasanten Zunahme der digitalen Fotografie nimmt derzeit die Anzahl der Fototaschen, in der sich irgendwelche Datenträger mit digitalen Bilddaten befinden, stark zu. Insbesondere werden immer häufiger CDs oder DVDs mit gespeicherten digitalen Bilddaten an das Fotoentwicklungslabor gesandt mit dem Auftrag, Fotoabzüge von den gespeicherten Bilddaten zu erstellen. Bislang ist es jedoch noch nicht gelungen, maschinell und automatisch das Vorhandensein derartiger optischer Datenträger in geschlossenen Fototaschen mit großer Sicherheit festzustellen, weshalb innerhalb der oben beschriebenen Sortieranlage in Fotoentwicklungslabors zumindest die Fototaschen mit undefiniertem Inhalt noch manuell auf das Vorhandensein eines optischen Datenträgers geprüft werden. Dies verursacht einen hohen Zeit-, Arbeits- und Kostenaufwand, insbesondere aufgrund der zunehmenden Anzahl an Fototaschen mit eingelegtem optischen Datenträger.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Prüfanordnung und ein entsprechendes Prüfverfahren anzugeben, die mit hoher Sicherheit eine automatische Überprüfung des Inhalts von Fototaschen auf das Vorhandensein eines optischen Datenträgers ermöglichen, ohne die Fototaschen öffnen zu müssen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Prüfanordnung gemäß Anspruch 1 zur Überprüfung des Inhalts einer geschlossenen, nicht-metallischen Fototasche auf das Vorhandensein eines optischen Datenträgers, insbesondere einer optischen Disk, mit einer nicht-ferromagnetischen Metallschicht mit:
- - Magnetfelderzeugungsmitteln zur Erzeugung eines die Fototasche durchsetzenden hochfrequenten Magnetfeldes, so dass sich Wirbelströme in der nicht-ferromagnetischen Metallschicht des optischen Datenträgers ausbilden, die Veränderungen des hochfrequenten Magnetfeldes hervorrufen,
- - Detektormitteln zur Detektion der Veränderungen des hochfrequenten Magnetfeldes beim Einbringen der Fototasche in das hochfrequente Magnetfeld und zur Erzeugung von Detektorsignalen und
- - Auswertungsmitteln zur Auswertung der Detektorsignale und Ausgabe einer Information, ob in der Fototasche ein optischer Datenträger vorhanden ist oder nicht,
wobei die Prüfanordnung eine Verknüpfung mit einem Dicken-Sensor und einem Metallsensor aufweist, um mit einem anderen Prüfschritt zu ermitteln, ob in der Fototasche ein optischer Datenträger und insbesondere keine Filmpatrone, Diametallrahmen oder Polaroid-Bild vorhanden ist, und wobei die Prüfanordnung ein Förderband zum Bewegen der Fototasche durch das hochfrequente Magnetfeld aufweist.
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Ein entsprechendes Prüfverfahren ist in Anspruch 8 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass jeder optische Datenträger eine nicht-ferromagnetische Metallschicht aufweist, mittels derer der einfallende Laserstrahl des entsprechenden Lesegeräts reflektiert wird. Wenn eine solche Metallschicht mit einem stabilen hochfrequenten Magnetfeld beaufschlagt wird, bilden sich Wirbelströme aus, die auswertbare Veränderungen des hochfrequenten Magnetfeldes hervorrufen, die detektierbar sind. Dieses Prinzip wird erfindungsgemäß dazu benutzt, festzustellen, ob sich in dem Behältnis (also bei dem geschilderten Anwendungsbeispiel in der Fototasche) ein optischer Datenträger befindet oder nicht.
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Je nach Auslegung und Ausgestaltung, insbesondere des hochfrequenten Erzeuger-Magnetfeldes und der Detektormittel, kommt es natürlich vor, dass auch andere metallische Gegenstände und auch ferromagnetische Metalle, erkannt werden, wie beispielsweise bei dem geschilderten Anwendungsfall die Filmpatrone, Diametallrahmen oder Polaroid-Bilder. Insbesondere durch Kombination mit anderen Prüfschritten und Prüfverfahren, beispielsweise durch Verknüpfung mit einem Dicken-Sensor und einem Metallsensor, lassen sich jedoch die meisten Gegenstände bei geschlossenem Behältnis voneinander unterscheiden. Die Erfindung bietet somit eine sichere, einfache und kostengünstige Möglichkeit, optische Datenträger in einem geschlossenen, nicht-metallischen Behältnis zu erkennen. Insbesondere kann das erfindungsgemäße System einfach einjustiert und parametriert werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Magnetfelderzeugungsmittel ein Hall-Element aufweisen. Solche Hall-Elemente sind weit verbreitet und sehr empfindlich. Störende magnetische Einflüsse im Umfeld sollten allerdings weitgehend eliminiert werden, um ein sicheres Arbeiten zu gewährleisten. Dies schränkt die Anwendungsmöglichkeiten von Hall-Elementen bei der erfindungsgemäßen Prüfanordnung deutlich ein. Zur Feststellung sich ändernder elektromagnetischer Einflüsse beim Vorhandensein eines optischen Datenträgers im hochfrequenten Magnetfeld wird zumeist ein separater Erzeugerschwingkreis verwendet zur externen Felderzeugung.
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Bevorzugt wird jedoch erfindungsgemäß in einer weiteren Ausgestaltung ein Wirbelstromsensor als Magnetfelderzeugungsmittel und als Detektormittel verwendet. Derartige Wirbelstromsensoren sind grundsätzlich bekannt und werden oft als Buntmetallsensor (bei Einsatz zur Erkennung von Nicht-Eisenmetallen) oder als induktiver Annäherungsschalter bezeichnet. Solche Sensoren registrieren elektromagnetische Einflüsse auf ihr Erregerfeld, welche durch Erzeugung von Wirbelströmen in Nicht-Eisenmetallen generiert werden. Sie sind berührungs- und kontaktlos arbeitende Sensoren, die häufig zur Überwachung von Antrieben und Maschinenelementen verwendet werden, die keinem mechanischen Verschleiß unterliegen. Ein induktiver Annäherungsschalter, der für den erfindungsgemäßen Zweck verwendet werden kann, ist beispielsweise in dem Datenblatt „Induktive Annäherungsschalter“, ALIA, Ausgabe 10.01 der Firma Klaschka GmbH & Co. KG, beschrieben.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Wirbelstromsensor einen Schwingkreis zur Erzeugung des hochfrequenten Magnetfeldes, Sensormittel zur Detektion von Veränderungen der Schwingfrequenz des Schwingkreises und Schwingungsauswertungsmittel zur Erzeugung des Detektorausgangssignals anhand des Sensorsignals der Sensormittel auf. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass der Schwingkreis einen Oszillator zur Erzeugung einer hochfrequenten Schwingung des Schwingkreises aufweist, und dass die Sensormittel zur Detektion von Veränderungen, insbesondere eines Abreißens der Oszillatorschwingung, ausgestaltet sind. Allerdings verändern im wesentlichen nur eisenhaltige Metalle den Schwingkreis, dass ein Abriss erfolgt (Ummagnetisierungsverluste). Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein frequenz- und amplitudenstabiler Oszillator eine Wechselstrombrücke speist, in deren einem Zweig ein Schwingkreis liegt. Die Brückenspannung wird verstärkt und über einen Komparator in ein Schaltsignal gewandelt. Kommt nun ein optischer Datenträger in das Wechselfeld des Schwingkreises, wirken die erzeugten Wirbelströme mit dem Störfeld entdämpfend und frequenzerhöhend auf dem Schwingkreis, so dass sich die Brückenspannung ändert, was letztlich zu einer Veränderung des Schaltsignals führt, wodurch das Vorhandensein des optischen Datenträgers angezeigt wird.
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Bevorzugt wird die Erfindung angewendet zur Erkennung von optischen Datenträgern, insbesondere CDs oder DVDs, in Fototaschen, die im wesentlichen aus Papier oder Pappe bestehen. Grundsätzlich ist die Erfindung jedoch auch bei vielen anderen Anwendungen einsetzbar, beispielsweise bei Postsortieranlagen zur Erkennung des Inhalts von Briefen. Erkannt werden können ferner dünne Nichtmetallfolien (z.B. Kupfer, Aluminium), im direkten Sensorfeld 80mm-Speicherchips wie Sony-Memorystick, SD-Karte, CF-Karte, SM-Karte und XD-Karte, auch Antistatikfolie in geeigneter Anwendung (IC-Verpackung). Hier kann auch eine direkte Ausrichtung erfolgen.
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Bei der Anwendung zur Überprüfung des Inhalts einer Fototasche ist weiter bevorzugt vorgesehen, dass die Prüfanordnung so ausgestaltet ist, dass bei beliebiger Lage des optischen Datenträgers in der Fototasche das Vorhandensein des optischen Datenträgers festgestellt wird. Insbesondere wird die Größe des Detektorfeldes entsprechend groß gewählt, und die Lage der Fototasche zu dem Detektorfeld wird entsprechend so ausgewählt, dass der optische Datenträger immer zielsicher erfasst wird. Die Magnetfelderzeugungsmittel und die Detektormittel haben beide ein begrenztes Feld und müssen einjustiert werden, da ja der Datenträger jede beliebige Lage in der Fototasche aufweisen kann. Insbesondere wird die Lage der Fototasche auf einem Förderband vorzugsweise fixiert, und auch der Abstand zwischen Fototasche und Magneterzeugungsmitteln und Detektormitteln wird geeignet eingestellt. Bei Verwendung eines Wirbelstromsensors kann durch Beeinflussung des Sensorfeldes mit Aluminiumstücken eine fast vollständige Detektion unterschiedlicher Höhen und Nicht-Eisen(NE)-Metall-Schichtdicken erreicht werden.
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Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines Wirbelstromsensors zur Überprüfung des Inhalts eines geschlossenen, nicht-metallischen Behältnisses wie oben beschrieben, insbesondere zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Prüfanordnung.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Prüfanordnung und
- 2 eine schematische Darstellung eines Wirbelstromsensors zur Verwendung bei der erfindungsgemäßen Prüfanordnung.
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Das Blockschaltbild gemäß 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Prüfanordnung zur Anwendung in einem Fotoentwicklungslabor, um dort innerhalb der Sortieranlage der eingehenden Fototaschen zu erkennen, ob eine solche Fototasche einen optischen Datenträger, insbesondere eine CD oder DVD, enthält oder nicht. Gezeigt ist zunächst eine Fototasche 1, die in dem gezeigten Fall eine CD 2 enthält. Die Fototasche 1 befindet sich auf einem (nicht gezeigten) Förderband, das die Fototasche 1 durch ein stabiles hochfrequentes Magnetfeld 3 eines Wirbelstromsensors 4 hindurchbewegt. Dieses hochfrequente Magnetfeld 3 wird von einer Magnetfelderzeugungseinheit 41 erzeugt, auf die später noch im Detail näher eingegangen wird.
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In der CD 2 wird nun in der dort vorhandenen nicht-ferromagnetischen Metallschicht, deren Dicke sich beispielsweise im Bereich von 10µm bewegt, ein Wirbelstrom erzeugt, der wiederum ein schwaches elektromagnetisches Störfeld 5 generiert. Dieses Störfeld 5 bzw. dessen Einfluss auf das Erzeugerfeld 3 und somit die Veränderungen des hochfrequenten Magnetfeldes können von einer Detektoreinheit 42 detektiert werden, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Wenn dagegen keine CD in der Fototasche 1 enthalten ist, bleibt das Erregerfeld 3 unbeeinflusst und es gibt keine Veränderungen des hochfrequenten Magnetfeldes. Die Detektoreinheit 42 ist also in der Lage, diese beiden Zustände zu unterscheiden und jeweils ein entsprechendes Detektorsignal 6 auszugeben.
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Dieses Detektorsignal 6 wird einer Auswerteschaltung 7 zugeführt. Mittels eines Spannungsteilers 71 wird dort das analoge Signal in einen digitalen Pegel (z.B. 0V/5V als Flanke) aufbereitet. Mittels eines Mikrocontrollers 72 wird dieses digitale Eingangssignal dann in einen seriellen String, z.B. einen bei Fotoentwicklungslaboren häufig verwendeten vierstelligen Codabar-Barcode 8 gewandelt. Bevorzugt wird dabei eine Verzögerung T eingeführt, weil aus einbautechnischen Gründen der Selektionsort mit Signalgenerierung nicht der Absendezeitpunkt mit den anderen gescannten Barcodes jeder Fototasche sein kann und damit Fehlsortierungen vermieden werden.
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In einer PC-Kameraeinheit 9, insbesondere einem Rechner, der die Videokamera steuert und auswertet, wird der serielle String 8 an eine freie Schnittstelle übergeben und dann in die allgemeine Bearbeitungslogik übernommen. Über ein bestehendes Programmmodul wird der Barcode 8 beispielsweise in eine Tabelle mit weiteren Daten bezüglich der gerade bearbeiteten Fototasche 1 übernommen. In der Logikeinheit 10 wird schließlich aus dem generierten Code eine Variable erzeugt, die sich in die Struktur der sonstigen Bearbeitungslogik einarbeiten lässt und die indiziert, dass die Fototasche 1 einen optischen Datenträger enthält.
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Ein erfindungsgemäß bevorzugt verwendeter Wirbelstromsensor 4 ist näher in 2 dargestellt. Ein solcher Wirbelstromsensor 4, der auch als induktiver Annäherungsschalter bezeichnet wird, weist einen Schwingkreis 43, einen Oszillator 44, einen Gleichrichter 45 und einen Ausgangsverstärker 46 auf. Die Spule L des Schwingkreises 43 besitzt im allgemeinen einen einseitig offenen Ferritkern, dessen freie Seite die „aktive Fläche“ des Wirbelstromsensors bildet. Ferner weist der Schwingkreis 43 eine Kapazität C auf. Vom Oszillator 44 wird eine hochfrequente Schwingung erzeugt, deren Wechselfeld 3 auf der offenen Seite des Ferritkerns austritt. Taucht ein (eisenhaltiges) Metallstück in dieses Feld 3 ein, wird dem Schwingkreis 43 durch Wirbelstrom- und Ummagnetisierungsverluste im Metall Energie entzogen. Dadurch reißt bei hinreichender Annäherung des Metallstückes die Oszillatorschwingung ab, der Schwingkreis ist somit „bedämpft“. Als Folge verschwindet die Spannung hinter dem Gleichrichter 45, und der Schaltverstärker 46 ändert den Schaltzustand am Ausgang des Sensors 4, also den Zustand des Detektorsignals 6.
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Eine interne (nicht gezeigte) Rückführung sorgt für Kippverhalten und Hysterese des Umschaltvorgangs.
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Wenn ein nicht-eisenhaltiges Metallstück in das Feld 3 eintritt, wirken die erzeugten Wirbelströme mit dem Störfeld 5 entdämpfend und frequenzerhöhend auf den Schwingkreis 43, so dass sich Brückenspannung einer Wechselstrombrücke, die der Oszillator 44 bevorzugt speist und in deren einem Zweig der Schwingkreis 43 liegt, verstärkt wird. Dies führt letztlich zu einer Veränderung des Schaltsignals am Ausgang des Schaltverstärker 46, wodurch das Vorhandensein des nicht-eisenhaltigen Metallstücks angezeigt wird.
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Die Abmessungen des Wechselfeldes und damit auch die Abmessungen des Sensors bestimmen die Reichweite und damit den Schaltabstand des Sensors.
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Die beschriebene Prüfanordnung gewährleistet eine einfache, kostengünstige und sichere Möglichkeit der Erkennung von optischen Datenträgern in Fototaschen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf den beschriebenen Anwendungsfall und nicht auf die gezeigte Ausführungsform, weder des in 2 gezeigten Wirbelstromsensors noch der in 1 gezeigten Anordnung und Ausgestaltung, beschränkt. Vielmehr lässt sich die Erfindung allgemein für verschiedene Anwendungszwecke einsetzen, wenn auf sichere und einfache Weise erkannt werden soll, ob in einem nicht-metallischen Behältnis ein optischer Datenträger vorhanden ist, ohne dass das Behältnis selbst geöffnet werden soll.
