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Die
Erfindung betrifft einen Behälter
zur Aufbewahrung von Compact Discs (CDs) und Digital Versatile Disks
(DVDs) gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Ein
solcher Behälter
umfasst einen Träger mit
zumindest einem, ein magnetisches Material umfassenden Trägermagnetelement
und einen Deckel mit zumindest einem, ein magnetisches Material
umfassenden Deckelmagnetelement. Wird der Träger auf den Deckel gelegt,
so befindet sich zwischen den beiden Elementen ein Hohlraum, der
sich zur Aufnahme mindestens einer CD oder DVD eignet.
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Als
magnetisches Material werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung
zum einen Magnetwerkstoffe verstanden, die sich zur Herstellung
von Permanentmagneten eignen. Zum anderen fallen unter magnetische
Materialien auch solche, die die sich mittels Permanentmagneten
magnetisieren lassen. Diese Materialien bestehen aus reinen Metallen
oder Legierungen ferromagnetischer Werkstoffe oder weisen Anteile
dieser Metalle oder Legierungen auf.
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Das
Trägermagnetelement
oder das Deckelmagnetelement oder beide Magnetelemente weisen einen
Permanentmagneten derart auf, dass sich der Träger und der Deckel in einer
magnetisch fixierten Position aneinander fixieren lassen. In dieser
magnetisch fixierten Position sind das Trägermagnetelement und das Deckelmagnetelement
auf den beiden Seiten einer Trennebene einander gegenüberliegend angeordnet.
Die einander gegenüber
liegenden Magnetelemente ziehen sich gegenseitig magnetisch an und
fixieren auf diese Weise den Deckel am Träger. Träger und Deckel können dabei
einen derartigen Aufbau aufweisen, dass diese in der magnetisch
fixierten Position einen geschlossenen Behälter bilden.
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Über die
Auswahl und Positionierung der Magnetelemente an Träger und
Deckel lässt
sich die Kraft beeinflussen, die dazu notwendig ist, Träger und
Deckel insbesondere in einer Richtung senkrecht zur Trennebene voneinander
zu trennen. Dies ist notwendig um einen solchen Behälter zu öffnen. Die
Realisierung einer magnetisch wirkenden Verschlusskraft hat unter
anderem den Vorteil, dass die Magnetkraft während der gesamten Lebensdauer des
Behälters
zuverlässig
zur Verfügung
steht.
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Aus
der
DE 2 064 615 A ist
ein Behälter
bekannt, der den vorangehend beschriebenen Aufbau von Träger und
Deckel aufweist und grundsätzlich dazu
geeignet ist, eine CD/DVD aufzunehmen. Dieser Behälter weist
jedoch den Nachteil auf, dass sich der Deckel in einer Vielzahl
von Raumrichtungen vom Träger
trennen lässt.
Dies erhöht
beispielsweise die Gefahr eines ungewollten Aufspringens des Behälters beim
Aufprall nach einem Sturz.
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Aus
der
US 2006/0136959
A1 ist ein weiterer Behälter
bekannt, der am Träger
mechanisch wirkende Trägerführungsmittel
und am Deckel mechanisch wirkende Deckelführungsmittel derart vorsieht,
dass in der magnetisch fixierten Position eine translatorische Verschiebung
des Deckels relativ zum Träger entlang
der Trennebene im Wesentlichen blockiert ist. Träger und Deckel lassen sich
mittels einer Scharniervorrichtung mechanisch miteinander koppeln.
Auf diese Weise lässt
sich der Behälter
durch eine Rotationsbewegung um eine parallel zur Trennebene orientierte
Drehachse öffnen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Behälter zur Aufbewahrung von CDs/DVDs
bereit zu stellen, der möglichst
simpel ausgebildet ist, gleichzeitig eine hohe Sicherheit gegen
ungewolltes Öffnen
bietet und einfach in der Handhabung ist.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Behälter
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass die Trägerführungsmittel
(11) und die Deckelführungsmittel
(21) als ein Drehlager derart zusammenwirken, dass der
Deckel (2) aus der magnetisch fixierten Position heraus
gegenüber
dem Träger
(1) um eine im Wesentlichen senkrecht zur Trennebene (A)
orientierte Drehachse (RA) zumindest entlang eines Kreisabschnittes
drehbar gelagert ist, wobei das Trägermagnetelement (10)
und das Deckelmagnetelement (20) einen Permanentmagneten
umfassen oder das Trägermagnetelement
(10) einen Permanentmagneten aufweist und der Deckel (2)
ferromagnetisches Material derart umfasst, dass der Deckel (2)
abschnittsweise das Deckelmagnetelement (20) bildet oder
das Deckelmagnetelement (20) einen Permanentmagneten aufweist
und der Träger
(1) ferromagnetisches Material derart umfasst, dass der
Träger (1)
abschnittsweise das Trägermagnetelement
(10) bildet.
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An
Träger
oder am Deckel angreifende Kräfte,
die eine translatorische Relativbewegung dieser beiden Bauelemente
entlang der Trennebene bewirken, werden, zumindest im Umfang ihrer
in dieser Ebene liegenden Kraftkomponente, in den mechanisch wirkenden
Trägerführungsmitteln
und Deckelführungsmitteln
aufgenommen. Die Zahl der mechanischen Freiheitsgrade zur Trennung
von Deckel und Träger
aus der magnetisch fixierten Position ist auf diese Weise deutlich
eingeschränkt.
Dies hat den Vorteil, dass die Wahrscheinlichkeit eines unkontrollierten Öffnens des
Behälters
herabgesetzt wird. Das Merkmal „im Wesentlichen blockiert” ist in
diesem Zusammenhang so auszulegen, dass ein mechanisches Spiel zwischen
Träger
und Deckel auch in der magnetisch fixierten Position nicht ausgeschlossen ist.
Dieses Spiel ermöglicht
eine sehr geringe translatorische Relativbewegung ohne dass dabei
der Zustand der magnetischen Fixierung wesentlich beeinflusst wird.
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In
der Trennebene betracht sind somit sämtliche translatorischen Freiheitsgrade
einer Relativbewegung zwischen Träger und Deckel zur die Führungsmittel
blockiert. Einzig und allein ein rotatorischer Freiheitsgrad besteht,
um Deckel und Träger
in der Trennebene aus der magnetischen Fixierung heraus zu bewegen.
Dabei wird die mechanische Führung
der Drehbewegung durch das Zusammenwirken von Träger- und Deckelführungsmitteln
realisiert. Die Führungsmittel übernehmen
hier also eine Doppelfunktion. Neben der Blockierung der translatorischen
Freiheitsgrade in der Trennebene definieren sie einen rotatorischen
Freiheitsgrad für
die Relativbewegung von Träger
und Deckel in der Trennebene.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung des Behälters zeichnet sich dadurch
aus, dass sich die Trägerführungsmittel
und/oder die Deckelführungsmittel
in der magnetisch fixierten Position in Richtung der Drehachse betrachtet
durch die Trennebene hindurch erstrecken. Träger und Deckel selbst sind
auf der einen bzw. anderen Seite der Trennebene angeordnet. Deren
Führungsmittel
können
sich jedoch abschnittsweise auf die andere Seite der Trennebene erstrecken
und somit seitlich versetzt ineinander greifen.
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Mit
Vorteil sind die Trägerführungsmittel und/oder
die Deckelführungsmittel
entlang eines Kreisumfangs mit einem Radius wenig größer als
der halbe Durchmesser einer CD/DVD angeordnet. Dadurch lässt sich
ein kompakter Aufbau des Behälters realisieren.
Außerdem
lassen sich Deckel und Träger beim
Anfassen des Behälters
problemlos erreichen, so dass die Verdrehung von Träger und
Deckel aus der magnetisch fixierten Position auch mit nur einer Hand
einfach durchgeführt
werden kann.
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Eine
erste Variante des Behälters
sieht vor, dass das Trägermagnetelement
und das Deckelmagnetelement einen Permanentmagneten umfassen. Dadurch
wird mindestens ein Paar zusammenwirkender Permanentmagneten gebildet.
Die Haltekraft zwischen zwei einander anziehender Permanentmagneten
ist stets höher
ist als die Anziehungskraft zwischen einem Permanentmagneten und
einem durch diesen magnetisierbaren ferromagnetischen Material.
Daher lassen sich bei einer gewünschten
Haltekraft die Magnetelemente am besten dann miniaturisieren, wenn
diese alle einen Permanentmagneten aufweisen. Dies gilt insbesondere
beim Einsatz von Permanentmagneten aus Selten-Erd-Legierungen wie
beispielsweise Kobalt-Samarium oder Neodym-Eisen-Bor. Hier stellen
selbst zwei Stabmagneten mit einem Durchmesser von nur einem Millimeter eine
hinreichende Haltekraft zur Verfügung.
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Die
erste Variante des Behälters
zeigt mit Vorteil mehrere entlang eines kreisringförmigen Abschnitts
der Trennebene angeordnete Magnetelementpaare, die jeweils ein Trägermagnetelement
und ein dem Trägermagnetelement
zugeordnetes Deckelmagnetelement umfassen. Dadurch kann zum einen
die Haltekraft des Deckels durch die Summe der zum Einsatz kommenden
Magnetelementpaare eingestellt werden. Zum anderen definieren Anzahl und
Verteilung der Magnetelementpaare auf dem kreisringförmigen Abschnitt
die Länge
des Kreisbogens auf der sich der Deckel in der Trennebene auf dem
Träger
verdrehen lässt,
bevor eine Verrastung in der magnetisch fixierten Position eintritt.
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Die
erste Variante des Behälters
ist bevorzugt so ausgebildet, dass die Magnetelementpaare entlang
des kreisringförmigen
Abschnitts der Trennebene in regelmäßigen Abständen zueinander angeordnet
sind, wobei der Mittelpunkt des kreisringförmigen Abschnitts auf einer
Drehachse angeordnet ist, um welche sich der Deckel gegenüber dem
Träger drehen
lässt.
Auf diese Weise lassen sich konzentrische Strukturen von Deckel
und Träger
realisieren. Als Spezialfälle
beispielsweise ein um die Drehachse rotationssymmetrischer oder
zur Drehachse punktsymmetrischer Aufbau.
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Mit
Vorteil zeigt die erste Variante des Behälters den kreisringförmigen Abschnitt
der Trennebene, der im Wesentlichen entlang eines Umfangs des Trägers und/oder
des Deckels verläuft.
Dadurch lässt sich
ein sehr kompakter Aufbau des Behälters realisieren.
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Die
zweite Variante des Behälters
sieht vor, dass das Trägermagnetelement
einen Permanentmagneten aufweist und der Deckel ferromagnetisches
Material derart umfasst, dass der Deckel abschnittsweise das Deckelmagnetelement
bildet.
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Die
dritte Variante des Behälters
sieht vor, dass das Deckelmagnetelement einen Permanentmagneten
aufweist und der Träger
ferromagnetisches Material derart umfasst, dass der Träger das Trägermagnetelement
bildet. Die zweite und die dritte Variante stellen Behälter dar,
die im Vergleich zur ersten Variante mit einer halb so großen Anzahl
an Permanentmagneten auskommt.
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Als
bevorzugte Weiterbildung aller drei Varianten des Behälters ist
vorgesehen, dass eine Trägermagnetoberfläche des
Trägermagnetelements und
eine Deckelmagnetoberfläche
des Deckelmagnetelements, die in der magnetisch fixierten Position zueinander
benachbart angeordnet sind, im Wesentlichen gleich große Querschnittsflächen aufweisen. Auf
diese Weise lässt
sich eine Art Selbstzentrierung der magnetisch fixierten Position
zwischen Deckel und Träger
realisieren. Dies hat bei der Verwendung des Behälters insbesondere den Vorteil,
beim Verdrehen des Deckels eine deutliche haptische Information über den
Verriegelungszustand des Behälters zu
erhalten.
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Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung aller drei Varianten des Behälters ist,
dadurch gekennzeichnet, dass am Träger und am Deckel Trennmittel angeordnet
sind, die bei einer Drehung des Deckels relativ zum Träger den
Deckel und den Träger
quer zur Trennebene durch eine Zwangsführung von Deckel und Träger voneinander
trennen. Diese Zwangsführung
kann sowohl mechanisch als auch magnetisch realisiert sein. In einer
mechanischen Variante lassen sich an Träger und Deckel Gewindeabschnitte vorsehen.
Diese sind derart angeordnet, dass sie beim Verdrehen des Deckels
aus der fixierten Position miteinander in mechanische Wechselwirkung
treten. Diese Wechselwirkung ist so ausgebildet, dass der Gewindeabschnitt
des Deckels an einer quer zur Trennebene ansteigenden Flanke des
Gewindeabschnitts des Trägers
herauf gleitet und somit den Deckel quer zur Trennebene vom Träger weg
bewegt. Eine weitere mechanische Variante der Trennmittel sieht
vor, dass diese als Bajonett-Verschlusseinrichtung
ausgebildet sind. Eine magnetische Variante zur Realisierung der
Trennmittel sieht vor, dass der oder die Permanentmagnete der Magnetelemente
mit zusätzlichen
Abstoß-Magnetelementen
in Wechselwirkung treten, wenn der Deckel aus der magnetisch fixierten
Position heraus verdreht wird. Die Abstoßmagnete sind räumlich derart
orientiert, dass diese auf die Permanentmagnete der Magnetelemente
eine abstoßende
Kraft ausüben.
Diese abstoßende
Kraft ist hauptsächlich
quer zur Trennebene orientiert, so dass der Deckel auf magnetische
Weise vom Träger entfernt
wird. Der Einsatz zusätzlicher
Trennmittel zeigt den Vorteil, dass der Vorgang des Öffnens des Behälters durch
die Zwangsführung
des Deckels unterstützt
wird.
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Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung aller drei Varianten des Behälters sieht
vor, dass das Deckelmagnetelement oder das Trägermagnetelement als Deckelführungsmittel
bzw. als Trägerführungsmittel
wirken. Durch diese Doppelfunktion lässt sich die Zahl der funktionalen
Bauelemente reduzieren, wodurch sich ein einfacherer Aufbau des
Behälters
ergibt.
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Bevorzugt
sind bei allen Varianten des Behälters
das Deckelmagnetelement und/oder das Trägermagnetelement in Abschnitte
der Deckelführungsmittel
bzw. in Abschnitte der Trägerführungsmittel
integriert. Die räumliche
Integration der Bauelemente trägt
wiederum zu einem kompakten Aufbau des Behälters bei.
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Bei
allen Varianten des Behälters
sind die Permanentmagnete bevorzugt als Stabmagnete ausgebildet,
deren Magnetachsen im Wesentlichen senkrecht zu der Trennebene angeordnet
sind. Dadurch wird gewährleistet,
dass die magnetischen Feldlinien zwischen den benachbarten Magnetelementen
in der magnetisch fixierten Position im Wesentlichen senkrecht durch
die Trennebene treten und somit in dieser Richtung eine maximale
Haltekraft des Deckels am Träger
gewährleisten.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung aller Varianten des Behälters zeigen
bevorzugt, dass der Träger und/oder
der Deckel eine flache zylindrische Grundform mit einer Zylinderoberfläche, einem
Zylinderradius und einer Zylindermantelfläche aufweist. Dadurch lässt sich
ein Träger
mit einer an die Form des optischen Datenträgers angepasste Gestalt realisieren.
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Weiterhin
ist es von Vorteil, dass die Trägerführungsmittel
mindestens einen konzentrisch angeordneten ringartigen Trägervorsprung
mit einem Innenradius und einem Außenradius aufweisen. Die sich
axial erstreckenden Flanken des Trägervorsprungs und die zumindest
als Abschnitt eines Kreisrings geformte Oberfläche bilden im Zusammenwirken
mit den Deckelführungsmitteln
das Drehlager zur Drehung des Deckels. Wenn der Deckel eine flache zylindrische
Grundform mit einer Zylindermantelfläche aufweist, so kann der Deckelvorsprung
entlang seines Außenradius
eine Erweiterung der Zylindermantelfläche des Deckels darstellen.
Dadurch lässt sich
ein Behälter
realisieren, der im zusammengesetzten Zustand eine rein zylindrische
Außenkontur aufweist.
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Korrespondierend
zum Trägervorsprung
ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Deckelführungsmittel mindestens einen
ringartigen Deckelvorsprung mit einem Innenradius entlang des Zylinderradius
des Deckels aufweisen, wobei der Innenradius der Deckelführungsmittel
wenig größer ist
als der Außenradius
des Trägervorsprungs.
In diesem Fall gleiten beim Drehen des Deckels die benachbarten
Führungsflanken
vom mindestens einen Trägervorsprung
und dem mindestens einen Deckelvorsprung aneinander und bilden somit
ein in radialer Richtung wirkendes Drehlager. Wenn nur ein Deckelvorsprung vorgesehen
ist, so ist dieser umlaufend ringförmig oder über einen Winkelbereich von
mindestens 180 Grad ausgeführt.
Dadurch ist gewährleistet,
dass die translatorischen Freiheitsgrade einer Relativbewegung zwischen
Deckel und Träger
in der Trennebene blockiert sind. Bei einer Mehrzahl von Deckelvorsprüngen ist
dafür Sorge
zu tragen, dass diese derart über
den Außenradius
der Deckelführungsmittel
verteilt sind und eine derartige kreisbogenförmige Erstreckung aufweisen,
dass ebenfalls die translatorischen Freiheitsgrade für die Relativbewegung
in der Trennebene blockiert sind.
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Als
Weiterbildung der vorangehenden Varianten ist bevorzugt vorgesehen,
dass das mindestens ein Trägermagnetelement
zwischen dem Außendurchmesser
und dem Innendurchmesser des Trägervorsprungs
in dem mindestens einen Trägervorsprung
angeordnet ist und der Trägervorsprung eine
konzentrisch angeordnete zumindest abschnittsweise kreisringförmige Trägergleitfläche aufweist.
Weiterhin bevorzugt weist der Deckel eine kreisringförmige, konzentrisch
ausgebildete Trägerauflagefläche auf,
auf der die Trägergleitfläche des Trägers bei
einem konzentrischen Zusammenfügen von
Träger
und Deckel zu liegen kommt. Die Trägergleitfläche oder die Trägergleitflächen gleiten
bei einer Drehung des Trägers
auf der zur Deckelführungsflanke
des Deckelvorsprungs benachbart angeordneten kreisringförmigen Trägerauflagefläche ab. Bevorzugt
ist eine Mehrzahl von Trägermagnetelementen
derart in den Trägerführungsmitteln
angeordnet, dass die Trägermagnetelemente
nicht aus der Trägergleitfläche herausragen.
Aus dem mit der Trägergleitfläche beispielsweise
bündigen
Integrieren der Trägermagnetelemente
resultiert eine klare und gleichmäßige optische Formgebung des
Trägers.
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Alle
vorangehend umschriebenen Varianten des Behälters sehen bevorzugt eine
Halteeinrichtung für
das Fixieren einer CD/DVD im Träger
vor. Dadurch ist sicher gestellt, dass sich der oder die optischen
Datenträger
auch bei einem Entfernen des Deckels nicht unkontrolliert vom Träger bewegen.
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Weiterhin
sind Träger
und Deckel des Behälters
bevorzugt flächig
ausgebildet, so dass der Träger
und der Deckel wenig größere Maße als der Durchmesser
einer CD bzw. DVD aufweisen. Dies kann sich auf die Standardgröße dieser
Datenträger aber
auch auf so genannte Mini-CDs oder Mini-DVDs oder Sonderformen beziehen.
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Für den Träger und
Deckel des Behälters
ist eine Vielzahl von Werkstoffen geeignet. Transparente Werkstoffe
für den
Deckel ermöglichen,
die Einsicht auf die enthaltenen Datenträger. Nicht-ferromagnetische
metallische Werkstoffe oder Kunststoffe lassen sich bei rotationssymmetrischen
Varianten des Behälters
als Drehteile ausbilden. Eine preisgünstigere Variante stellt die
Herstellung von Deckel und Träger
durch Spritzgießen
dar. Bei einer Herstellung von Drehteilen müssten die Magnetelemente in einem
nachgeordneten Verfahrensschritt an Deckel und Träger angebracht
werden. Bei einer Herstellung im Spritzguss ließen sich die Magnetelemente
in der Kavität
des Spritzgusswerkzeugs anordnen, so dass das Anbringen der Magnetelemente
bei der Herstellung entfällt.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der
Beschreibung dreier beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform des Behälters in
geöffneter
Darstellung;
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2 eine
Aufsicht auf die Innenfläche
des Trägers
der ersten Ausführungsform
des Behälters;
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3 eine
Querschnittsansicht des Trägers aus 2 entlang
der Linie III-III;
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4 eine
Aufsicht auf die Innenfläche
des Deckels der ersten Ausführungsform
des Behälters;
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5 eine
Querschnittsansicht des Deckels aus 4 entlang
der Linie V-V;
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6 den
Träger
einer Abwandlung der ersten Ausführungsform
des Behälters;
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7 eine
Schnittdarstellung des Trägers aus 6 entlang
der Schnittlinie VII-VII;
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8 eine
Seitenansicht des Trägers
aus 6;
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9 eine
Aufsicht auf den Deckel passend zum Träger aus 6;
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10 eine
Aufsicht auf den Träger
einer zweiten Ausführungsform
des Behälters;
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11 eine
Schnittdarstellung des Trägers aus 10 entlang
der Linie XI-XI;
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12 eine
vergrößerte Darstellung
eines in 11 gezeigten Bereichs des Trägers in
einer perspektivischen Darstellung;
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13 eine
Perspektivansicht der zweiten Ausführungsform des Behälters in
geschlossener Darstellung und
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14 eine
Aufsicht auf den Deckel der zweiten Ausführungsform des Behälters.
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Die 1 zeigt
eine Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform des Behälters in
geöffneter Darstellung.
Ein Träger 1 und
ein Deckel 2 haben jeweils eine flache zylindrische Grundform
mit Zylinderoberflächen 12, 22,
gleich großem
Zylinderradius 13, 23 und Zylindermantelflächen 14, 24.
Sowohl der Träger 1 als
auch der Deckel 2 sind im Hinblick auf Ihre Oberflächenkontur rotationssymmetrisch
ausgebildet. Folglich lassen sich beide Bauelemente als Drehteile
herstellen. Der Deckel 2 zeigt abweichend von der zylindrischen
Grundform Deckelführungsmittel 21,
die als konzentrisch angeordneter ringförmiger Deckelvorsprung ausgebildet
sind. Dieser Deckelvorsprung 21 weist einen Außenradius 23 auf,
der dem Zylinderradius 23 des Deckels entspricht. Insofern bildet
die Mantelfläche
des ringförmigen
Deckelvorsprungs 21 eine Erweiterung der Zylindermantelfläche 24 des
Deckels 2. Der ringförmige
Deckelvorsprung 21 weist einen um einige Millimeter kleineren Innenradius 23i auf
und schließt
nach innen hin mit einer zylindermantelförmigen Trägergleitfläche 210 ab. Zwischen
dem den Außenradius
darstellenden Zylinderradius 23 und dem Innenradius 23i weist
der Deckelvorsprung 21 eine kreisringförmige Deckelgleitfläche 25 auf.
Nach innen hin benachbart zum Deckelvorsprung 21 sind in
der Zylinderoberfläche 22 vier
Deckelmagnetelemente 20 aus magnetischem Material angeordnet.
Diese vier Deckelmagnetelemente 20 sind gleichmäßig beabstandet
auf einem Kreis angeordnet, der einen im Vergleich zum Innenradius 23i des
Deckelvorsprungs 21 etwas geringeren Radius aufweist. Die
Deckelmagnetelemente 20 sind derart in die Zylinderoberfläche 22 eingelassen,
dass die Deckelmagnetoberflächen 200 bündig mit
der Zylinderoberfläche 22 abschließen. Die
in dieser Perspektivdarstellung nicht erkennbare Rück- bzw.
Außenseite
des Deckels 2 ist als glatte Fläche ausgebildet.
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Der
Träger 1 umfasst
zusätzlich
zur zylindrischen Grundform mit einer Zylinderoberfläche 12,
einem Zylinderradius 13, einer Zylindermantelfläche 14 und
Trägerführungsmittel 11 in
Form eines konzentrisch angeordneten, ringförmigen Trägervorsprungs. Dieser Trägervorsprung 11 weist
einen Außenradius 13a auf,
der einige Millimeter kleiner ist als der Zylinderradius 13.
Dadurch wird eine kreisringförmige
Deckelauflagefläche 18 gebildet,
die bevorzugt so dimensioniert ist, dass sie mit einer Toleranz
von deutlich weniger als einem Millimeter der Breite der Deckelgleitfläche 25 entspricht.
Der Trägervorsprung 11 schließt somit
nach außen
hin unter dem Außenradius 13a mit
einer zylindermantelförmigen
Trägerführungsflanke 110 ab.
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Zwischen
Außenradius 13a und
Innenradius 13i des Trägervorsprungs 11 ist
eine kreisringförmige Trägergleitfläche 15 ausgebildet.
Die Breite dieser Trägergleitfläche 15 ist
derart gewählt,
dass sich darin Trägermagnetelemente 10 aus
magnetischem Material anordnen lassen. Bei dieser Ausführungsform
des Trägers
sind vier Trägermagnetelemente 10 im
Trägervorsprung 11 angeordnet.
Diese Trägermagnetelemente 10 schließen mit
Ihren Trägermagnetoberflächen 100 bündig mit
der Trägergleitfläche 15 ab.
Die Trägermagnetoberflächen 100 sind
dabei verglichen mit den Deckelmagnetoberflächen 200 gleich groß ausgebildet.
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In
der Mitte des Trägers
ist eine konzentrisch angeordnete Halteeinrichtung 16 für CDs bzw.
DVDs vorgesehen. Diese Halteeinrichtung 16 umfasst mittig
angeordnete Fixiermittel 160 und einen konzentrisch angeordneten
Auflagesockel 161. Die Fixiermittel 160 greifen üblicherweise
in die mittig in den optischen Datenträgern vorgesehene kreisförmige Mittelöffnung ein.
Der die Fixiermittel konzentrisch umgebende Auflagesockel 161 stellt
eine auf der Zylinderoberfläche 12 des
Trägers
ausgebildete Erhöhung
dar. Gegenüber
der Zylinderoberfläche 12 ist der
Auflagesockel 161 über
eine kreisförmige
Auflagesockelkante 162 abgegrenzt. Ein kreisringförmiger Lagerabschnitt
um die Mittelöffnung
eines optischen Datenträgers
ist üblicherweise
nicht mit Daten versehen. Dieser kreisförmige Lagerabschnitt des optischen
Datenträgers
kommt auf dem Auflagesockel 161 zu liegen. Auf diese Weise
wird gewährleistet, dass
weiter außen
auf dem optischen Datenträger liegende
berührungsempfindliche
Datenspeicherbereiche nicht in mechanischen Kontakt mit der Zylinderoberfläche 12 des
Trägers
gelangen können.
Der Durchmesser des kreisförmigen
Lagerabschnitts beträgt
bei CDs mit einem Außendurchmesser
von rund 12 cm üblicherweise
4 cm. Bei 12 cm DVDs oder bei CDs/DVDs mit nur 8 cm Außendurchmesser
kann dieser Durchmesser auch kleiner sein, er beträgt dann
beispielsweise nur 3,5 cm. Es ist selbstverständlich, dass eine entsprechende
Anpassung des Durchmessers vom Auflagesockel erfolgt.
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Die
Fixiermittel 160 können
jede zur Fixierung des Datenträgers
geeignete Form aufweisen. Aus dem Stand der Technik ist hier eine
Vielzahl von Varianten bekannt. Im einfachsten Fall handelt es sich
um einen Zylinder aus einem elastischen Werkstoff, der einen im
Vergleich zur Mittelöffnung
des Datenträgers
etwas größeren Durchmesser
aufweist. Durch Kraftausübung
auf einen aufgelegten Datenträger
lässt sich
die Mittelöffnung über den
Zylinder aus elastischem Werkstoff zwingen. Dabei wird der Zylinder
in seinem Umfang leicht gestaucht und hält dabei durch die Rückstellkraft
des gestauchten elastischen Werkstoffs den Datenträger fest.
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Die
in 1 nicht zu erkennende Unterseite des Trägers 1 ist
wie die Oberseite des Deckels 2 gleichmäßig flach ausgebildet.
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2 zeigt
eine Aufsicht auf die Innenfläche des
Trägers 1 der
ersten Ausführungsform
des Behälters,
wobei ein optischer Datenträger
CD in Form einer CD/DVD in den Träger 1 eingelegt ist.
Gleiche Bereiche des Trägers 1 sind
mit gleichen Bezugszeichen versehen, und es wird zur Vermeidung
von Wiederholungen auf die vorangehenden Ausführungen verwiesen. Weiterhin
ist in dieser Darstellung klar zu erkennen, dass die Trägermagnetelemente 10 gleichmäßig im Winkelabstand
von je 90° über den Umfang
der Trägergleitfläche 15 auf
dem Trägervorsprung 11 angeordnet
sind. Varianten mit einer geringeren oder einer größeren Anzahl
von Trägermagnetelementen 10 sind
selbstverständlich
möglich. Ebenso
ist eine gleichmäßige Verteilung über einen Vollkreis
nicht zwingend.
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3 zeigt
eine Querschnittsansicht des Trägers 1 mit
dem optischen Datenträger
CD aus 2 entlang der Linie III-III. Gleiche Bereiche
sind wiederum mit gleichen Bezugszeichen versehen. In der Schnittdarstellung
ist zu erkennen, dass die Trägermagnetelemente 10 eine
zylindrische Bauform aufweisen. Die zylindrischen Trägermagnetelemente 10 sind
bündig
in den Trägervorsprung 11 eingebettet.
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4 zeigt
eine Aufsicht auf die Innenfläche des
Deckels 2 der ersten Ausführungsform des Behälters. Es
ist zu erkennen, dass die vier Deckelmagnetelemente 20 entlang
einer kreisringförmigen
Trägerauflagefläche 28 gleichmäßig mit
90° Winkelabstand
verteilt sind.
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5 zeigt
eine Querschnittsansicht des Deckels 2 aus 4 entlang
der Linie V-V. Die Deckelmagnetelemente 20 weisen ähnlich wie
die Trägermagnetelemente
eine zylindrische Grundform auf.
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Nachdem
der Aufbau der einzelnen Bauelemente dargestellt worden ist, wird
nachfolgend deren mechanisch magnetisches Zusammenspiel beschrieben.
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Wenn
der Deckel 2 auf den Träger 1 aufgelegt
wird, übergreift
der Deckelvorsprung 21 den Trägervorsprung 11 und
kommt mit seiner Deckelgleitfläche 25 auf
der im Wesentlichen als identische Fläche ausgebildeten Deckelauflagefläche 18 des
Trägers 1 zu
liegen. Die Bezeichnung „im
Wesentlichen als identisch” ist
als der Maßtoleranzbereich
zu sehen, der für
das jeweils eingesetzte Produktionsverfahren und der jeweils eingesetzten
Werkstoffe zur Herstellung von Träger 1 und Deckel 2 üblich ist.
Je geringer die Toleranzen umso weniger Spiel besteht in radialer Richtung
zwischen Deckel 1 und Träger 2.
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Die
axiale Höhe
des Trägervorsprungs 11 und
des Deckelvorsprungs 21 lässt sich in einer ersten Aufbauvariante
so wählen,
dass, wie vorangehend dargestellt, die Deckelgleitfläche 25 auf
der Deckelauflagefläche 18 des
Trägers
zu liegen kommt und diese beiden Flächen in axialer Richtung als Drehlager
wirken. In diesem Fall wäre
darauf zu achten, dass zwischen der Trägergleitfläche 15 und der Trägerauflagefläche 28 ein
Spalt von mindestens einigen Hundertstel Millimetern besteht, um
eine Doppelpassung zu verhindern. In einer zweiten Aufbauvariante
ist sind die axialen Maße
der Vorsprünge 11, 21 umgekehrt
so gewählt,
dass die Trägergleitfläche 15 auf
der Trägerauflagefläche 28 des
Deckels zu liegen kommt. Diese beiden Flächen wirken dann in axialer
Richtung als Drehlager zwischen Deckel 2 und Träger 1.
Bei dieser zweiten Variante wäre
ein Spalt von mindestens einigen Hundertstel Millimetern zwischen Deckelgleitfläche 25 und
Deckelauflagefläche 18 zur
Vermeidung der Doppelpassung erforderlich.
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Durch
das Aufeinanderfügen
von Deckel 2 und Träger 1 bildet
sich zwischen den nach innen gewandten Zylinderoberflächen 12, 22 von
Träger 1 und
Deckel 2 auf diese Weise ein Hohlraum aus, der sich zur
Aufnahme mindestens eines optischen Datenträgers eignet. Deckel 2 und
Träger 1 kommen
im geschlossenen Zustand des Behälters
benachbart zueinander zu liegen. Deckel 2 und Träger 1 sind
dabei auf den beiden Seiten einer Trennebene A einander gegenüberliegend
angeordnet. Die fiktive Trennebene A verläuft im Wesentlichen parallel
zu den Zylinderoberflächen 12, 22 von
Träger 1 und
Deckel 2 und ist in axialer Richtung zwischen der Trägergleitfläche 15 und
der Deckelgleitfläche 25 angeordnet. Die
als Vorsprünge 11, 21 ausgebildeten
Träger-
und Deckelführungsmittel
weisen aus Richtung in der Trennebene A betrachtet die zueinander
radial benachbarte Trägerführungsflanke 110 und
Deckelführungsflanke 210 auf.
Diese beiden Flanken stoßen zwangsläufig aufeinander,
sobald in der Trennebene A eine translatorische Relativbewegung
zwischen Deckel 2 und Träger 1 vorgenommen
werden soll. Sämtliche
translatorischen Freiheitsgrade in der Trennebene A sind im geschlossenen
Zustand des Behälters
blockiert. Der einzige verbleibende Freiheitsgrad einer Relativbewegung
zwischen Deckel 2 und Träger 1 in der Trennebene
A ist eine Rotation des Deckels 2 und/oder des Trägers 1 um
eine Drehachse RA. Die Drehachse RA entspricht der Symmetrieachse
der im Hinblick auf ihre Oberflächenkontur rotationssymmetrisch
ausgebildeten Bauelemente Träger 1 und
Deckel 2.
-
Bei
einer entsprechenden Ausgestaltung oder Behandlung der aufeinander
gleitenden Flächen
(Trägergleitfläche 15 auf
Trägerauflagefläche 28 oder
Deckelgleitfläche 25 auf
Deckelauflagefläche 18)
lässt sich
ein eine sehr geringe Gleitreibung dieser Bewegung realisieren.
Kommen nun die vier Deckelmagnetelemente 20 und die vier
Trägermagnetelemente 10 bei
einer entsprechenden Winkelstellung des Deckels zum Träger übereinander
zu liegen, so verrasten Deckel 1 und Träger 2 in dieser als
magnetisch fixierte Position bezeichneten Stellung. Damit dies passiert,
muss von den paarweise übereinander zu
liegen kommenden Magnetelementen mindestens eines der beiden einen
Permanentmagnet aus einem Magnetwerkstoff aufweisen. Das andere
Magnetelement kann dann entweder einen magnetisierbaren ferromagnetischen
Werkstoff umfassen oder ebenfalls einen Permanentmagneten aufweisen,
dessen Pole so orientiert sind, dass sich die benachbart zu liegen
kommenden Permanentmagneten anziehen. Bei der vorliegenden Ausführungsform
des Behälters sind
alle Magnetelemente als stabförmige
Permanentmagnete ausgebildet. Dadurch wird die Anziehungskraft zwischen
den Magnetelementen 10, 20 maximiert, was das
Erreichen der magnetisch fixierten Position haptisch deutlich spürbar werden
lässt. Außerdem sind
die benachbart zueinander zu liegen kommenden Magnetoberflächen 100, 200 im
Wesentlichen gleich groß ausgebildet.
Dadurch ist die magnetisch fixierte Position zwischen Deckel 2 und Träger 1 räumlich klar
definiert. Es sind insbesondere Permanentmagneten aus Selten-Erd-Legierungen erhältlich,
die auch bei einem Durchmesser von rund einem Millimeter und wenigen
Millimetern axialer Erstreckung eine hinreichend große Magnetkraft
in der magnetisch fixierten Position aufweisen. Bei den hier beschriebenen
Ausführungsformen
des Behälters sind
derartige Permanentmagneten eingesetzt. Wenn sich die Magnetelemente 10, 20 in
der magnetisch fixierten Position mit ihren Magnetoberflächen 100, 200 fast
berühren,
sind beim Einsatz von vier Magnetelementpaaren mit Ausdehnungen
im Bereich weniger Millimeter axiale wirkende Haltekräfte von
mehr als fünf
Newton realisierbar. Diese Haltekraft reicht aus, um das axiale
Abheben des Deckels 2 vom Träger 1 deutlich zu
erschweren. Für
eine Verdrehung des Deckels 2 aus der magnetisch fixierten Position
heraus sind deutlich geringere Kräfte notwendig. Dies liegt in
erster Linie daran, dass bei einer Trennung zweier Magnetelemente
durch deren Verschiebung in radialer Richtung die zu überwindenden magnetischen
Anziehungskräfte
kleiner sind als bei einem axialen Auseinanderbewegen.
-
6 zeigt
den Träger 1 einer
Abwandlung der ersten Ausführungsform
des Behälters
in einer Aufsicht. Gleiche Bauelemente sind mit gleichen Bezugszeichen
versehen und es wird auf die vorangehenden Ausführungen verwiesen. In 7 ist
eine Schnittdarstellung des Trägers 1 aus 6 entlang der
Schnittlinie VII-VII dargestellt. 8 zeigt
eine Seitenansicht des Trägers 1 aus 6.
-
Abweichend
von dem in 2 gezeigten Träger 1 sind
in der Trägerführungsflanke 110 zwei Verschlussnuten 17 vorgesehen,
die in der Oberfläche
der Trägerführungsflanke
ausgebildet sind. Diese Nut verläuft
ausgehend vom oberen Rand des Trägers 1 zunächst in
axialer Richtung, um dann vor Erreichen der Deckelauflagefläche 18 in
einem rechten Winkel abzuknicken und in einem im Vergleich zur axialen
Erstreckung längeren
Verschlussabschnitt zu enden. In 9 ist der
zugehörigen
Deckel 2 in einer Aufsicht gezeigt. Dieser weist auf der
Oberfläche
seiner Deckelführungsflanke 210 zwei
Verschlusszapfen 27 auf. Diese sind derart angeordnet und
dimensioniert, dass sie sich beim Heranführen des Deckels 2 in
axialer Richtung in den axial erstreckten Teil der Verschlussnuten 17 im
Träger 1 einführen lassen.
Die Verschlusszapfen 17 bewirken somit eine mechanische
Zwangsführung
des Deckels im Träger 1.
Wird der Deckel in der Verschlussnut 17 bis zum Ende des
Verschlussabschnitts der Verschlussnut 17 bewegt, gelangen
Deckelmagnetelemente 20 und Trägermagnetelemente 10 in
eine magnetisch fixierte Position.
-
10 zeigt
eine Aufsicht auf den Träger 1 einer
zweiten Ausführungsform
des Behälters.
In 11 ist eine Schnittdarstellung des Trägers aus 10 entlang
der Linie XI-XI dargestellt. 12 zeigt
eine vergrößerte Darstellung
eines in 11 gezeigten Bereichs des Trägers in
einer perspektivischen Darstellung. In 13 ist
schließlich
eine Perspektivansicht der zweiten Ausführungsform des Behälters in
geschlossener Darstellung zu sehen und 14 zeigt
eine Aufsicht auf die Innenseite des Deckels der zweiten Ausführungsform
des Behälters. Gleiche
Bauelemente sind wieder mit gleichen Bezugszeichen versehen. Nachfolgend
werden ausschließlich
die Unterschiede zur ersten Ausführungsform
des Behälters
beschrieben. Ansonsten gelten die vorangehenden Ausführungen
entsprechend.
-
Anders
als bei der ersten Ausführungsform des
Behälters
weist der Träger 1 keinen
als Trägerführungsmittel 11 wirkenden
ringförmigen
Trägervorsprung
auf. Bei dieser Variante erfüllen
die Trägermagnetelemente 10 eine
Doppelfunktion und wirken gleichzeitig mechanisch als Trägerführungsmittel 11. Dies
ist dadurch realisiert, dass die vier Trägermagnetelemente 10 mit
ihren Außenrändern entlang
eines Kreises positioniert sind, der dem Innenradius 23i des
Deckels 2 entspricht. Alle translatorischen Freiheitsgrade
einer Relativbewegung zwischen Deckel und Träger sind mechanisch durch die
sich an der Deckelführungsflanke 210 des
Deckelvorsprungs 21 abstützenden Trägermagnetelemente 10 blockiert.
Die Deckelmagnetelemente sind, wie in 14 dargestellt,
auf identischen Positionen angeordnet. Diese können in der Zylinderfläche 22 bündig eingelassen
sein. Dann müssen
die zugeordneten Deckelmagnetelemente 20 so lang ausgebildet
sein, dass diese an die Zylinderfläche 22 des Deckels
im geschlossenen Zustand des Behälters
heranreichen. Bei der vorliegenden zweiten Ausführungsform ragen die Deckelmagnetelemente 20 jedoch
ein Stück
weit aus der Zylinderfläche 22 des
Deckels 2 heraus. Der Deckelvorsprung 21 ist in
axialer Richtung so dimensioniert, dass die Deckelmagnetelemente 20 und
die Trägermagnetelemente 10 bündig übereinander
zu liegen kommen.
-
Die
beschriebenen Ausführungsformen
des Behälters
weisen im geschlossenen Zustand eine rein zylindrische Außenkontur
auf. Selbst wenn die von außen
sichtbare Grenzfläche
zwischen Deckelgleitfläche 25 und
Deckelauflagefläche 18 einen Spalt
aufweist, so kann dieser im Beriech von Hundertsteln von Millimetern
so klein ausgeführt
werden, dass erst aus nächster
Nähe sichtbar
wird. Die rein zylindrische Außenkontur
ist eine klare geometrische Grundform und gleichzeitig ein sehr
funktionaler und praktischer Behälter
zur Aufbewahrung von CDs bzw. DVDs. Es ist selbstverständlich,
dass die Schutzansprüche
auch Behälter
mit völlig
andersartigen Außenkonturen
erfassen. Entscheidend ist einzig und allein, ob die im unabhängigen Anspruch
genannten Merkmale vorhanden sind; die äußere Form von Träger und
Deckel sind im Anspruchswortlaut in keiner Weise eingeschränkt. Dem
Fachmann ist klar, dass es einzig und allein um das mechanisch-magnetische
Zusammenwirken von Deckel und Träger geht.
Das Merkmal des Behälters
ist hier auch nicht derart auszulegen, dass eine vollkommene Umschließung realisiert
sein muss. Selbstverständlich können Träger und/oder
Deckel mit Öffnungen
für den
Behälter
vorgesehen sein.
-
- 1
- Träger
- 10
- Trägermagnetelement
- 100
- Trägermagnetoberfläche
- 11
- Trägerführungsmittel,
Trägervorsprung
- 110
- Trägerführungsflanke
- 12
- Zylinderoberfläche
- 13
- Zylinderradius
- 13a
- Außenradius
des Trägervorsprungs
- 13i
- Innenradius
des Deckelvorsprungs
- 14
- Zylindermantelfläche
- 15
- Trägergleitfläche
- 16
- Halteeinrichtung
für CDs/DVDs
- 160
- Fixiermittel
- 161
- Auflagesockel
für CDs/DVDs
- 162
- Auflagesockelkante
- 17
- Verschlussnuten
- 18
- Deckelauflagefläche
- 2
- Deckel
- 20
- Deckelmagnetelement
- 200
- Deckelmagnetoberfläche
- 21
- Deckelführungsmittel,
Deckelvorsprung
- 210
- Deckelführungsflanke
- 22
- Zylinderoberfläche
- 23
- Zylinderradius,
Außenradius
des Deckelvorsprungs
- 23i
- Innenradius
des Deckelvorsprungs
- 24
- Zylindermantelfläche
- 25
- Deckelgleitfläche
- 27
- Verschlusszapfen
- 28
- Trägerauflagefläche
- A
- Trennebene
- RA
- Drehachse
- CD
- optischer
Datenträger
(CD/DVD)