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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft Verstellmechanismen für Fahrzeugsitzanordnungen und insbesondere manuell betätigte Verstellmechanismen.
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2. Hintergrund
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Fahrzeugsitze beinhalten üblicherweise eine Sitzbasis und eine Sitzlehne, die durch einen Verstellmechanismus verbunden sind, der eine Positionierung der Sitzlehne ermöglicht, um verschiedenen Körpertypen und den persönlichen Bedürfnissen von Insassen gerecht zu werden. Verstellmechanismen für Fahrzeugsitze ermöglichen, dass die Sitzlehne schwenkt, damit ein Fahrgast den Sitz verstellen oder kippen kann.
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Manuell betätigte Verstellmechanismen verfügen über eine arretierte Position, in der die Sitzlehne nicht schwenken kann, sowie eine entarretierte Position, in der die Sitzlehne geschwenkt werden kann. Der Verstellmechanismus wird manuell von einer arretierten Position in eine entarretierte Position bewegt. Ein vollständiger Eingriff des Verstellmechanismus muss in der arretierten Position nach dem Einstellen des Verstellmechanismus sichergestellt sein.
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Verstellmechanismen müssen Leistungsanforderungen genügen oder diese übertreffen und zudem für Benutzer einfach zu verwenden sein. Die Bauteile von Verstellmechanismen müssen mit geringen Toleranzen hergestellt werden, um ein akzeptables Leistungsvermögen sicherzustellen. Bauteile, die den Toleranzanforderungen für Bauteile nicht genügen, können zu unzulänglichen Ergebnissen, unannehmbaren Mengen von Ausschuss und anderen Problemen bei der Herstellung führen.
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Verstellmechanismen beinhalten im Allgemeinen eine Verzahnungsplatte und eine Führungsplatte, die sich relativ zueinander drehen. Beide Platten können aus einem Metall mittels Metallfeinschneiden bzw. Metallfeinstanzen gefertigt werden, um die geforderten geringen Toleranzen zu erreichen. Die Verzahnungsplatte und die Führungsplatte können ein Kratzgeräusch erzeugen, wenn der Versteller verwendet wird, um die Position der Sitzlehne einzustellen. Das Kratzgeräusch wird durch den zwischen zwei Metallen bestehenden Kontakt zwischen der Verzahnungsplatte und der Führungsplatte erzeugt. Weist die Führungsplatte eine Anlageoberfläche in der Nähe der Verzahnungszähne der Verzahnungsplatte auf, so ist sehr wahrscheinlich, dass ein derartiges Kratzgeräusch dadurch erzeugt wird, dass die Führungsplatte in Kontakt mit den Verzahnungszähnen gelangt.
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Verstellmechanismen werden einem Aufpralltest unterzogen, um das Leistungsvermögen des Mechanismus zu überprüfen. Manuelle Verstellmechanismen beinhalten Arretierelemente, die in einen Eingriff mit den Zähnen von einer der Verzahnungsplatten durch eine Feder vorgespannt sind, um den Sitz in einer gewünschten Orientierung zu halten. Der Sitz wird durch Verschieben der Arretierelemente in eine Position ohne Eingriff, in der die Arretierelemente nicht mit den Zähnen in Eingriff sind, und anschließendes Bewegen der Sitzlehne in die gewünschte Position eingestellt. Ein Kriterium bei einem Aufpralltest für derartige Verstellmechanismen besteht darin, dass diese kein Lösen des Eingriffs der Arretierelemente bei dem Test zulassen sollten.
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Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die vorbeschriebenen Probleme wie auch weitere Probleme, die bei der Erfindung gemäß nachstehender Zusammenfassung auftreten, zu überwinden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Bereitgestellt wird ein Verstellmechanismus für einen Fahrzeugsitz, der eine Führungsplatte aufweist, die dafür ausgelegt ist, an einem von einer Sitzbasis oder einer Sitzlehne gesichert zu sein, sowie eine Verzahnungsplatte, die dafür ausgelegt ist, an dem anderen von der Sitzbasis oder der Sitzlehne angebracht zu sein. Die Verzahnungsplatte ist um eine Schwenkachse schwenkbar mit der Führungsplatte verbunden. Die Verzahnungsplatte ist mit einer Mehrzahl von Verzahnungszähnen versehen. Eine Nocke ist vorgesehen, die schwenkbar mit der Verzahnungsplatte verbunden ist. Die Nocke weist wenigstens zwei Nockenoberflächen auf. Wenigstens zwei Arretierelemente sind vorgesehen, die mit der Führungsplatte und der Nocke für eine Translation relativ zu der Führungsplatte zusammenwirken. Die Arretierelemente weisen jeweils an einem radial nach außen orientierten Abschnitt jedes Arretierelementes ein Außenverzahnungssegment auf, das mit Verzahnungszähnen zusammenwirkt. Die Arretierelemente stellen jeweils ein Eingriffselement bereit, das mit der Nockenklinke zusammenwirkt. Eine Drehung der Nocke bewirkt, dass die Eingriffselemente der Nockenoberflächen die Arretierelemente radial nach innen bewegen. Die Außenverzahnungszähne werden von jedem der Innenverzahnungszähne entarretiert, wenn die Arretierelemente radial nach innen bewegt werden. Zwei Federn sind an der Führungsplatte vorgesehen, um die Nocke zu drängen, damit diese die Außenverzahnungszähne in einen Eingriff mit den Innenverzahnungszähnen treibt. Eine Verbindung ist in eine Öffnung eingebaut, die einen Innendurchmesser der Verzahnungsplatte bildet. Die Verbindung bildet eine kegelstumpfförmige Anlageoberfläche, an der sich eine einen frustonischen bzw. stumpfartigen Innendurchmesser aufweisende Anlageoberfläche der Verzahnungsplatte relativ zu der Führungsplatte dreht. Die Verbindung ist von der Nocke beabstandet. Die kegelstumpfförmigen Anlageoberflächen wirken zusammen, um eine Keilwirkung zu erzielen, die verhindert, dass die Verbindung mit der Nocke in Kontakt kommt und die Arretierelemente bei einem Aufpralltest freigibt.
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Bereitgestellt wird zudem ein Verstellsystem zur Verwendung in einem Fahrzeug, das über ein Paar von Verstellmechanismen verfügt. Jeder Verstellmechanismus von dem Paar beinhaltet eine Führungsplatte, die dafür ausgelegt ist, an einem von einer Sitzbasis oder einer Sitzlehne gesichert zu sein, sowie eine Verzahnungsplatte, die dafür ausgelegt ist, an dem anderen von der Sitzbasis oder der Sitzlehne gesichert zu sein. Die Verzahnungsplatte ist mit der Führungsplatte für eine Schwenkung um eine Schwenkachse verbunden. Die Verzahnungsplatte ist mit Innenverzahnungszähnen versehen. Eine Nocke ist mit wenigstens zwei Nockenoberflächen versehen. Zwei Arretierelemente wirken mit der Führungsplatte und der Nocke zusammen. Die Arretierelemente weisen jeweils ein radial nach außen orientiertes Verzahnungssegment auf, das mit den Innenverzahnungszähnen in Eingriff tritt. Jedes der Arretierelemente weist ein Eingriffselement auf, das mit einer von den Nockenoberflächen zusammenwirkt. Die Nocke wird gedreht, um zu bewirken, dass die Nockenoberflächen mit den Eingriffselementen der Arretierelemente in Kontakt gelangen, um die Außenverzahnungszähne von den Innenverzahnungszähnen zu entarretieren. Es sind Federn vorgesehen, die mit der Führungsplatte und der Nocke zusammenwirken, um die Nocke zu einer Translation des Arretierelementes zu drängen, was einen Eingriff der Außenverzahnungszähne mit den Innenverzahnungszähnen der Verzahnungsplatte bewirkt. Eine Laufbuchse bewirkt, dass die sich Nocke um die Schwenkachse dreht. Die Laufbuchse ist derart ausgestaltet, dass sie einen Schaft aufnimmt, der den einen von den Verstellmechanismen mit dem zweiten Verstellmechanismus verbindet. Eine Verbindung ist zwischen der Laufbuchse und der Verzahnungsplatte eingebaut. Die Verbindung stellt eine Anlageoberfläche für die Verzahnungsplatte bereit, die die Verbindung innerhalb eines Innendurchmessers einer Öffnung in der Verzahnungsplatte aufnimmt. Die Verbindung verfügt über eine teilweise kegelförmige Anlageoberfläche, an der sich eine einen teilweise kegelförmigen Innendurchmesser aufweisende Anlageoberfläche der Verzahnungsplatte relativ zu der Führungsplatte dreht. Die teilweise kegelförmigen Anlageoberflächen wirken zusammen, um zu verhindern, dass die Verbindung mit der Nocke in Kontakt gelangt oder die Arretierelemente freigegeben werden.
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Bereitgestellt wird zudem eine Sitzanordnung zur Verwendung in einem Fahrzeug mit einer Sitzbasis, einer Sitzlehne, einem Paar von Verstellmechanismen und einem Schaft. Eine Laufbuchse nimmt einen Schaft auf, der das Paar von Verstellmechanismen verbindet. Jeder von den Verstellmechanismen verfügt über eine Führungsplatte, die dafür ausgelegt ist, an der Sitzbasis gesichert zu sein, und eine Verzahnungsplatte, die dafür ausgelegt ist, an der Sitzlehne gesichert zu sein, die um eine Schwenkachse schwenkbar mit der Führungsplatte verbunden ist. Jede Verzahnungsplatte ist mit Innenverzahnungszähnen versehen und weist einen Innendurchmesser auf. Eine Nocke ist vorgesehen, die wenigstens zwei Nockenoberflächen aufweist. Zwei Arretierelemente werden von der Nocke relativ zu der Führungsplatte bewegt. Die Arretierelemente weisen jeweils ein Außenverzahnungssegment auf, das radial nach außen weist, um mit einem von den Innenverzahnungszähnen zusammenzuwirken. Die Nocke tritt mit jedem Arretierelement an zwei Kontaktpunkten in Eingriff, um die Außenverzahnungszähne in die Innenverzahnungszähne zu treiben, wenn das Paar von Verstellmechanismen in einer arretierten Position befindlich ist. Die Arretierelemente weisen jeweils ein Eingriffselement auf, das mit der Nockenklinke zusammenwirkt. Die Nocken drehen sich, um zu bewirken, dass die Nockenoberflächen mit den Eingriffselementen an einem Kontaktpunkt in Eingriff treten, um die Arretierelemente zu bewegen. Die Nocke wird gedreht, um die Außenverzahnungszähne von den Innenverzahnungszähnen zu entarretieren. Zwei Federn wirken mit der Führungsplatte und der Nocke zusammen, um die Nocke dahingehend zu drängen, dass sich die Außenverzahnungszahne in einen Eingriff mit den Innenverzahnungszähnen bewegen. Eine Halteverbindung ist an der Laufbuchse angebracht und weist eine Anlageoberfläche auf, die den Innendurchmesser der Verzahnungsplatte aufnimmt. Die Verbindung bildet eine Anlageoberfläche, die an ihrem äußeren axialen Ende breiter als an ihrem inneren axialen Ende ist. Die Verzahnungsplatte legt eine einen Innendurchmesser aufweisende Anlageoberfläche fest, die an dem äußeren axialen Ende einen größeren Durchmesser aufweist, als der Durchmesser an dem inneren axialen Ende ist. Die Verzahnungsplatte dreht sich relativ zu der Führungsplatte, wobei sich die einen Innendurchmesser aufweisende Anlageoberfläche der Verzahnungsplatte an der Anlageoberfläche der Verbindung dreht.
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Diese und weitere Merkmale der Erfindung erschließen sich besser bei Betrachtung der beigefügten Zeichnung und der nachfolgenden Detailbeschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispieles.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Sitzanordnung.
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2 ist eine Innenaufrissansicht eines Ausführungsbeispieles einer Verzahnungsplatte eines Verstellmechanismus.
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3 ist eine Innenaufrissansicht der Führungsplatte, der Nocke, der Arretierelemente und Federn des Verstellmechanismus von 2.
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4 ist eine Querschnittsansicht durch den Verstellmechanismus entlang der Linie 4-4 von 3.
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Detailbeschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung
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In 1 ist eine Sitzanordnung dargestellt und allgemein mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet. Die Sitzanordnung 20 beinhaltet eine im Allgemeinen horizontale Sitzbasis 22. Die Sitzanordnung 20 beinhaltet darüber hinaus eine hochstehende Sitzlehne 24. Ein Paar von Verstellmechanismen 26, 26 verbindet die Sitzbasis 22 mit der Sitzlehne 24. Die Verstellmechanismen 26, 26' sind miteinander über eine Welle 28 verbunden. Die Welle 28 verbindet die Verstellmechanismen 26, 26' derart, dass ein Griff 29 verwendet werden kann, um die Sitzlehne 24 relativ zu der Sitzbasis 22 zu arretieren oder zu entarretieren.
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In 2 ist eine Innenoberfläche einer Verzahnungsplatte 30 gezeigt, die einen Teil des Verstellmechanismus 26 bildet. Die Verzahnungsplatte 30 verfügt über einen Ring von Innenverzahnungszähnen 32, die nach innen orientierte Zähne darstellen, die an einer sich axial erstreckenden zylindrischen Oberfläche der Verzahnungsplatte 30 vorgesehen sind. Ein Innendurchmesser 36 oder eine Anlageoberfläche ist durch die Verzahnungsplatte 30 festgelegt. Der Innendurchmesser 36 umfasst eine kegelstumpfförmige Anlageoberfläche einer Zentralöffnung, die in der Verzahnungsplatte 30 vorgesehen ist. Eine Mehrzahl von Schweißstellen 38 ist feldartig um den Innendurchmesser 36 herum angeordnet. Die Schweißstellen 38 sollen an einer Sitzlehne oder Sitzbasis angeschweißt werden und können mittels eines MIG-Schweißers, eines Laserschweißers oder dergleichen angeschweißt werden. Ein Gehäuse 40 erstreckt sich über die Breite der Verzahnungsplatte 30, um den Verstellmechanismus 26 zusammenzuhalten, was nachstehend unter Bezugnahme auf 3 und 4 noch deutlicher wird.
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In 3 ist gezeigt, dass das Innere einer Führungsplatte 42 eine Mehrzahl von Führungsmerkmalen 44 oder Führungsabschnitten aufweist. Die Führungsmerkmale 44 werden in der Führungsplatte 42 durch einen Metallpressvorgang gebildet. Die Führungsmerkmale 44 führen die Translationsbewegung der Arretierelemente 46. Die Arretierelemente 46 werden von einer Nocke 48 in Eingriff genommen. Die Nocke 48 beinhaltet eine Nockenoberfläche 50, die dafür ausgelegt ist, mit einer Nockeneingriffsoberfläche 52 in Eingriff zu treten, die an einer Seite der Arretierelemente 46 ausgebildet ist. Die Nocke 48 wird geschwenkt, um zu bewirken, dass die Nockenoberfläche 50 mit der Nockeneingriffsoberfläche 52 der Arretierelemente 46 in Eingriff tritt, um die Arretierelemente radial nach innen und außen zu bewegen. Jedes von den Arretierelementen 46 verfügt über eine Mehrzahl von Außenzähnen 53, die mit den Innenzähnen 32 in Eingriff treten, wenn die Arretierelemente radial nach außen bewegt werden.
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Eine Nabe 54 nimmt die Verzahnungsplatte 30, die Führungsplatte 42 und die Nocke 48 auf. Federn 56 sind an Federhaltern 58 gesichert, die integral an der Führungsplatte 42 ausgebildet sein können. Die Federn 56 treten mit Federeingriffsnasen 60 in Eingriff, die an der Nocke 48 vorgesehen sind. Die Federn 46 spannen die Nocke 48 hin zu der in 3 gezeigten Position vor, wobei die Arretierelemente 46 erstreckt sind und die Außenzähne 53 mit den Innenzähnen 32, siehe 2, in Eingriff sind.
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Was die Nockenoberfläche 50 und die Nockeneingriffsoberfläche 52 angeht, so ist ein Paar von Schultern 62 an der Nocke 48 an entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Seiten eines Nockenhakens 64 ausgebildet. Die Schultern 62 treten mit der Nockeneingriffsoberfläche 52 der Arretierelemente 46 an zwei beabstandeten Eingriffspunkten 68 in Eingriff. Ein Hakenaufnehmer 70 ist zwischen den zwei beabstandeten Eingriffspunkten 68 zur Aufnahme eines der Nockenhaken 64 vorgesehen. Die Nockenhaken 64 werden in einen Eingriff mit dem Hakenaufnehmer 70 gedreht, um die Arretierelemente 46 während einer Führung durch die Führungsmerkmale 44 radial nach innen zu ziehen.
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In 4 ist eine Verbindung 74 gezeigt, die eine kegelstumpfförmige Anlageoberfläche 76 bereitstellt, an der der Innendurchmesser/die kegelstumpfförmige Anlageoberfläche 36 anliegt, wenn der Verstellmechanismus 26 manipuliert wird. Der Begriff „kegelstumpfförmig” bezeichnet im Sinne der vorliegenden Offenbarung eine Oberfläche, die wenigstens teilweise die Form eines Kegelstumpfes aufweist. Der breitere Abschnitt der Anlageoberflächen 76, 36 ist an dem axial auswärtigen Ende der Verbindung 74 und Verzahnungsplatte 30 befindlich. Das axial innere Ende der Verbindung 74 ist von der Nocke 48 bei Einbau und unter normalen Betriebsbedingungen beabstandet. Die von der Grenzfläche der beiden kegelstumpfförmigen Anlageoberflächen erzeugte Keilwirkung verhindert, dass die Verbindung eine seitliche Belastung auf die Nocke 48 bei Aufpralltests ausübt. Die Verbindung 74 beinhaltet eine Lippe 80, die in einer in der Nabe 54 ausgebildeten Nut 82 aufgenommen ist. Die Lippe 80 hält den Verstellmechanismus 26 an der Nabe 54 durch Ergreifen des Verstellmechanismus 26 zwischen der Verbindung 74 und einem Radialflansch 84, der derart ausgebildet ist, dass er sich von der Nabe 54 einwärts von der Führungsplatte 42 radial nach außen erstreckt.
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Eine Anlageoberfläche 86 ist an der Nabe 54 vorgesehen, die durch einen Innendurchmesser 88 der Führungsplatte 42 in Eingriff genommen wird. Der Führungsplatte 42 ist eine Drehung relativ zu der Nabe 54 möglich, wobei der Innendurchmesser 88 der Führungsplatte 42 an der an der Nabe 54 ausgebildeten Anlageoberfläche 86 entlang fährt.
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Ein Nockenaufnahmering 90 ist an der Nabe 54 zur Aufnahme der Nocke 48 vorgesehen. Die Nocke 48 ist nichtdrehbar an dem Nockenaufnahmering 90 mittels Kerbungen bzw. Nutungen (splines) oder mittels anderer Verbindungselemente gesichert, sodass bei einer Schwenkung der Nabe 54 die Nocke 48 positiv von der Nabe 54 in Eingriff genommen wird.
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Der Griff 29 wird verwendet, um die Nabe 54 zu schwenken. Der Griff 29 kann an der Nabe 54 mittels Kerbungen bzw. Nutungen (splines; nicht gezeigt) gesichert sein, was aus dem Stand der Technik bekannt ist.
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Die Verzahnungsplatte 30 ist an der Führungsplatte 42 mittels des Gehäuses 40 gesichert. Das Gehäuse 40 ist ein schalenförmiges, ringförmiges Glied, das eine sich axial erstreckende Berandung 94 und einen sich radial nach innen erstreckenden Flansch 96 aufweist. Die sich axial erstreckende Berandung 94 ist an der Führungsplatte 42 angeschweißt oder auf andere Weise gesichert. Der sich radial nach innen erstreckende Flansch 96 des Gehäuses 40 erstreckt sich an der anderen Seite der Verzahnungsplatte 30 von der Führungsplatte 42 aus und ergreift die Führungsplatte zwischen dem sich radial nach innen erstreckenden Flansch 96 und der Führungsplatte 42. Ein Kunststoffring kann innerhalb des sich radial nach innen erstreckenden Beines vorgesehen sein, um die Reibung zu verringern. Der Ring kann aus Polytetrafluorethylen (PTFE) gebildet sein, um die Reibung weiter zu verringern und eine ruckfreie Bewegung der Verzahnungsplatte 30 relativ zu der Führungsplatte 42 beim Einstellen des Verstellers 26 zu fördern.
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Wie in 4 gezeigt ist, ist ein merklicher Raum zwischen den Führungen 44 und den Zähnen 32 bereitgestellt, um ein unerwünschtes Geräusch zu vermeiden, das durch die Zähne 32 verursacht wird, die mit den Führungen 44 in Eingriff treten, wenn die Verzahnungsplatte 30 relativ zu der Führungsplatte 42 gedreht wird. Der Innendurchmesser 36 der Verzahnungsplatte 30 tritt mit der Anlageoberfläche 76 der Verbindung 74 dicht in Eingriff, sodass sich die Verzahnungsplatte 30 relativ zu der Führungsplatte 42 ruckfrei drehen kann.
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Obwohl Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und beschrieben worden sind, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsbeispiele sämtliche möglichen Ausführungen der Erfindung darstellen und beschreiben sollen. Vielmehr sind die in der vorliegenden Offenbarung verwendeten Worte zur Beschreibung und nicht zur Beschränkung gedacht, wobei einsichtig sein sollte, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
