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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Schutzscheibe für den Schutz des oberen Abschnittes eines Haltesystems für Werkzeugpicken, und insbesondere auf eine Schutzscheibe, die eine polygonale Form hat, welche zu der Form des Mantels eines Pickenhalters passt, um den Verschleiß auf dem Pickenhalter zu vermindern, und auch auf eine Hülse, die verwendet wird, um die Werkzeugpicke in dem Pickenhalter zu halten.
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HINTERGRUND
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In der nachfolgenden Diskussion des technischen Hintergrundes wird Bezug genommen auf gewisse Strukturen und/oder Verfahren. Die vorliegenden Hinweise sollten jedoch nicht als Zugeständnis ausgelegt werden, dass diese Strukturen und/oder Verfahren Stand der Technik bilden. Die Anmelderin behält sich ausdrücklich das Recht vor nachzuweisen, dass derartige Strukturen und/oder Verfahren keinen Stand der Technik darstellen.
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Zerkleinerungs- und Fräsmaschinen weisen typischerweise mehrere Pickenhalter auf, die auf einer sich drehenden Trommel montiert sind. Die Pickenhalter sind für die Wartung und den Austausch von der Trommel abnehmbar. Jeder Pickenhalter hält eine drehbare Werkzeugpicke, die sich während des Betriebs innerhalb des Pickenhalters dreht. Der Pickenhalter hat eine Bohrung, um einen Schaft der Werkzeugpicke aufzunehmen, und an seinem vorderen Ende einen Zylinder bzw. Zylindermantel, auf welchem eine Schulter der Werkzeugpicke ihren Sitz haben kann. Ein üblicher Typ von Pickenhalter weist einen polygonförmigen (z. B. hexagonalen) Mantel auf, um die Installation und das Herausnehmen einer Picke zu erleichtern. Jede Werkzeugpicke hat einen Spitzenabschnitt, der mit der Oberfläche des zu zerkleinernden oder zu fräsenden Materials in Kontakt tritt. Um die Lebensdauer des Spitzenabschnitts und damit der Werkzeugpicke insgesamt maximal zu machen, kann der Schaft der Werkzeugpicke sich innerhalb der Bohrung des Pickenhalters drehen, so dass der Spitzenabschnitt der Werkzeugpicke im Wesentlichen gleichförmig verschleißt.
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Während des Betriebs der Maschine können das abgetragene Material, wie z. B. Feinteile, Staub, Abrieb, Geröll, Schmutz und dergleichen zwischen der Schulter der Werkzeugpicke und dem Mantel des Pickenhalters eindringen und abrasiv auf den Mantel und den Pickenhalter wirken. Während die Werkzeugpicke einfach austauschbar ist und aufgrund des Verschleißes des Spitzenabschnitts periodisch ausgetauscht werden muss, ist es jedoch vorteilhaft, den Pickenhalter nicht häufig austauschen zu müssen. Da das abgetragene Material auch bewirken kann, dass der Pickenhalter selbst in der Trommel verklemmt bzw. verkeilt, kann ein polygonförmiger Mantel am vorderen Ende des Pickenhalters vorgesehen werden, um die Benutzung eines Schraubenschlüssels oder anderen Werkzeugs zu ermöglichen, um den Pickenhalter zu drehen und aus der Trommel zu lösen.
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Das abgetragene Material bzw. Schutt kann auch in einen ringförmigen Spalt zwischen der Bohrung des Pickenhalters und dem Schaft der Werkzeugpicke eindringen und die Drehung der Werkzeugpicke behindern, was die Verschleißdauer des Spitzenbereichs der Werkzeugpicke vermindert. Um den Mantel des Pickenhalters zu schützen und um die Fähigkeit der Werkzeugpicke, sich während des Betriebs zu drehen, aufrecht zu erhalten, besteht deshalb ein Bedarf an einem Mechanismus, der den Reibungsverschleiß aufgrund von abgetragenem Material bzw. Schmutz an dem Mantel des Pickenhalters verhindert oder reduziert und der verhindert oder behindert, dass Schmutz bzw. Abraummaterial den ringförmigen Spalt zwischen dem Schaft der Werkzeugpicke und der Bohrung des Pickenhalters erreicht.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Eine beispielhafte Ausführungsform einer polygonförmigen Schutzscheibe für die Montage an einem Pickenhalter mit einem passenden, polygonförmigen Mantel weist ein Oberteil und einen Scheibenmantel auf. hat eine innere Öffnung und einen äußeren Umfang, welche durch eine Mehrzahl von Kanten bzw. Rändern definiert wird, wobei jedes Paar benachbarter Kanten bzw. Ränder an einer Ecke zusammentrifft. Der Scheibenmantel erstreckt sich von dem äußeren Umfang des Oberteils rückwärts und hat eine Mehrzahl von Kanten bzw. Rändern und Ecken, die mit den Kanten bzw. Rändern und Ecken des Oberteils ausgerichtet sind.
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Eine beispielhafte Ausführungsform eines Pickenaufbaus für die Montage in einem Pickenhalter, der einen polygonförmigen Mantel aufweist, weist eine Werkzeugpicke und eine polygonförmige Schutzscheibe auf. Die Werkzeugpicke hat eine Schulter, wobei eine Schneidspitze sich bezüglich der Schulter nach vorne erstreckt, und hat einen Schaft, der sich bezüglich der Schulter nach hinten erstreckt. Die polygonförmige bzw. polygonale Schutzscheibe liegt auf der Rückseite der Schulter der Werkzeugpicke, wobei die Scheibe eine obere Seite aufweist, die eine innere Öffnung hat, und einen äußeren Umfang, der durch eine Mehrzahl von Kanten definiert wird, wobei jedes Paar benachbarter Kanten an einer Ecke zusammentrifft bzw. sich verbindet. Die Scheibe weist einen Scheibenmantel auf, der sich von dem äußeren Umfang des Oberteils aus nach hinten erstreckt, wobei der Scheibenmantel eine Mehrzahl von Rändern und Ecken hat, die mit den Kanten und Ecken des Oberteils ausgerichtet sind.
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Eine beispielhafte Ausführungsform eines Picken- und Halteaufbaus weist einen Pickenhalter, eine Werkzeugpicke und eine polygonale bzw. polygonförmige Schutzscheibe auf. Der Pickenhalter hat eine durchgehende Bohrung und an seinem vorderen Ende einen polygonalen bzw. polygonförmigen Mantel. Die Werkzeugpicke hat eine Schulter, eine sich bezüglich der Schulter nach vorn erstreckende Schneidspitze und einen Schaft, der sich bezüglich der Schulter nach hinten erstreckt. Die polygonale Schutzscheibe ist so geformt, dass sie zu dem polygonalen Mantel des Pickenhalters passt. Die Scheibe liegt neben der Schulter der Werkzeugpicke auf deren Rückseite. Die Scheibe weist ein Oberteil auf, das eine innere Öffnung hat, und einen äußeren Umfang, der durch eine Mehrzahl von Kanten definiert ist, wobei jedes Paar benachbarter Kanten an einer Ecke zusammentrifft, und sie hat einen sich von dem äußeren Umfang des Oberteils rückwärtig erstreckenden Scheibenmantel, wobei der Scheibenmantel eine Mehrzahl von Rändern und Ecken hat, die mit den Kanten und Ecken des Oberteils ausgerichtet sind. Die Scheibe passt über einen vorderen Abschnitt des Mantels des Pickenhalters.
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Eine beispielhafte Ausführungsform einer Mahl- oder Fräsmaschine weist ein drehbares Teil und ein oder mehrere Picken- und Halteraufbauten auf, die an dem drehbaren Teil montiert sind. Jeder Picken- und Halteraufbau weist einen Pickenhalter, eine Werkzeugpicke und eine polygonale Schutzscheibe auf. Der Pickenhalter hat eine durchgehende Bohrung und einen polygonalen Mantel an einem vorderen Ende. Der Pickenhalter hat eine Schulter, wobei eine Schneidspitze sich bezüglich der Schulter nach vorn erstreckt, und einen Schaft, der sich bezüglich der Schulter nach hinten erstreckt. Die polygonale Schutzscheibe ist so geformt, dass sie zu der polygonalen Form des Mantels des Pickenhalters passt. Die Scheibe liegt an der Schulter der Werkzeugpicke auf deren Rückseite. Die Scheibe weist ein Oberteil auf, das eine innere Öffnung und einen äußeren Umfang, der durch eine Mehrzahl von Kanten definiert wird, wobei jedes Paar einander benachbarter Kanten an einer Ecke zusammentrifft, und sie hat einen Scheibenmantel, der sich von dem äußeren Umfang des Oberteils aus nach hinten erstreckt, wobei der Scheibenmantel eine Mehrzahl von Kanten bzw. Randflächen und Ecken hat, die bezüglich der Kanten und Ecken des Oberteils ausgerichtet sind. Die Scheibe passt über einen vorderen Abschnitt des Mantels des Pickenhalters.
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Es versteht sich, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende genaue Beschreibung beispielhaft und erläuternd sind und nur zur Bereitstellung einer weiteren Erläuterung der beanspruchten Erfindung vorgesehen sind.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die folgende genaue Beschreibung kann man in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen lesen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und in denen:
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1 eine Draufsicht von oben auf eine Ausführungsform einer Schutzscheibe für eine Werkzeugpicke ist,
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2 eine Draufsicht von oben auf eine Ausführungsform einer Schutzscheibe nach 1 ist,
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3 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Schutzscheibe mit einem Schnitt entlang der Linie 3-3 in 2 ist,
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4 eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Schutzscheibe gemäß 1 ist, die an einer Werkzeugpicke installiert ist,
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5 eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Schutzscheibe gemäß 1 ist, die an einer Werkzeugpicke installiert ist, welche in einem Pickenhalter montiert ist,
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6 eine seitliche Querschnittansicht einer Ausführungsform einer Schutzscheibe gemäß 1 ist, die an einer in einem Pickenhalter montierten Werkzeugpicke angebracht ist.
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GENAUE BESCHREIBUNG
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1–3 veranschaulichen eine Ausführungsform einer polygonalen Schutzscheibe 10, die ein Oberteil 12 und einen Scheibenmantel 20 hat, der sich von einem äußeren Umfang des Oberteils 12 aus nach hinten erstreckt. In der dargestellten Ausführungsform hat die Schutzscheibe 10 eine regelmäßige hexagonale Form mit sechs im Wesentlichen gleich langen Seiten, wobei es sich versteht, dass die Schutzscheibe 10 eine beliebige Anzahl von Seiten gleicher oder auch unterschiedlicher Längen haben kann, die zu einem Mantel eines Pickenhalters passt, der dieselbe Form hat, wie sie durch die Anzahl der Seiten und die Länge der jeweiligen Seite festgelegt wird.
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Die Schutzscheibe 10 ist so geformt, dass sie eine Werkzeugpicke 110 derart aufnehmen kann, dass sie einen Werkzeugpickenaufbau 100 bildet, wie er in 4 dargestellt ist. Der Werkzeugpickenaufbau 10 kann an einem Pickenhalter 210 installiert werden, um Picken- und Halteraufbau 200 zu bilden, in welchem die Schutzscheibe 10 zwischen der Werkzeugpicke 110 und dem Pickenhalter 210 gehalten wird.
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Die Schutzscheibe 10 kann mit irgendeiner konventionellen Werkzeugpicke 110 verwendet werden, die in typischer Weise von einem vorderen Ende 112 bis zu einem hinteren Ende 114 reicht. Die Werkzeugpicke 110 weist einen sich verjüngenden Kopfabschnitt 116, eine Schneidspitze 118, die von dem Kopfabschnitt 116 nach vorn weist, und eine Schulter 120 auf, die sich bezüglich des Kopfabschnitts 116 nach hinten erstreckt. Eine Auszugsnut 122 mit verringertem Durchmesser kann hinter und neben dem Kopfabschnitt 116 und nach vorn neben der Schulter 120 angeordnet sein, um das Entfernen der Werkzeugpicke 110 aus einem Halter zu ermöglichen bzw. zu erleichtern. Von der Schulter 120 erstreckt sich ein Schaft 126 nach hinten, der einen Durchmesser hat, welcher so bemessen ist, dass er in einer Bohrung in einem Pickenhalter 210 aufgenommen werden kann, wie es in 6 dargestellt ist. Ein sich verjüngender Abschnitt des Schafts 126 unmittelbar neben der Schulter 122 kann einen Durchmesser haben, der geringfügig größer ist als der des Schafts 126, um als ein Sitz 124 für eine Scheibe zu dienen.
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Der Schaft 126 kann eine Haltenut 128 aufweisen für den Eingriff einer federnden Haltehülse 130, welche die Werkzeugpicke 110 in einer Bohrung des Pickenhalters 210 hält.
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Wie in den 5 und 6 dargestellt, weist der Pickenhalter 210 einen Körper 218 auf, der dafür ausgelegt ist, in einer rotierenden Trommel einer Mahl- oder Fräsmaschine aufgenommen zu werden. Der Körper 218 erstreckt sich von einer Schulter 216 nach hinten, die auf einer Oberfläche der Trommel einer Mahl- oder Fräsmaschine ruht, wenn der Pickenhalter 210 installiert ist. Ein Mantel 212 erstreckt sich bezüglich Schulter 216 nach vorn, wobei der Mantel 212 schmaler ist als die Schulter 216. Ein Übergangsabschnitt 214 verbindet den Mantel 212 mit der Schulter 216. Eine im Wesentlichen zylindrische Bohrung 220 erstreckt sich über die Länge des Pickenhalters 210 hinweg, d. h. durch den Mantel 212, den Übergangsabschnitt 214, die Schulter 216 und den Hauptteil 218.
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Der Mantel 212 hat eine Vorderfläche bzw. Stirnfläche 224 und Seitenflächen 222. Die Seitenflächen 222 erstrecken sich um einen Abstand X1 von der Vorderfläche 224 zu einem Übergang des Mantels 212 zu dem Übergangsabschnitt 214. Bei Abwesenheit einer Schutzscheibe oder eines anderen Mechanismus für den Schutz des Mantels 212 liegen die Stirnfläche 224 und die Seitenflächen 222 des Mantels 212 frei und können leicht durch Abraum erodiert werden, der von der Schneidspitze 118 auf die Werkzeugpicke 10 geleitet wird.
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Um das Abnehmen des Pickenhalters 210 von einer Trommel einer Maschine zu erleichtern, können der Mantel 212 und die Schulter 216 eine oder mehrere Abflachungen aufweisen, die dafür ausgelegt sind, einen Schraubenschlüssel oder ein anderes Werkzeug aufzunehmen. In der in 5 gezeigten Ausführungsform haben der Mantel 212, die Schulter 216 und der Übergangsabschnitt 214 jeweils eine regelmäßige hexagonale Form mit sechs im Wesentlichen gleich langen Seiten.
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Ein Picken- und Halteraufbau 200 weist einen Pickenhalter 210, eine Werkzeugpicke 110, die in dem Pickenhalter 210 montiert ist, und eine Schutzscheibe 10 auf, die zwischen dem Mantel 212 des Pickenhalters 210 und der Schulter 116 der Werkzeugpicke 110 angeordnet ist. Das Oberteil 12 der Schutzscheibe 10 weist eine im Wesentlichen kreisförmige Öffnung 14 auf, die in dem Oberteil 12 zentral angeordnet ist und einen Durchmesser hat, der zumindest so groß ist wie der Durchmesser des Schafts 126 und/oder des Scheibensitzes 124 der Werkzeugpicke 110. Ein abgeschrägter Bereich 16 kann von dem Oberteil 12 in Richtung der Öffnung 14 aus nach hinten geneigt sein, wobei die Abschrägung bzw. Fase so geformt ist, dass sie dem Übergang zwischen dem Scheibensitz 124 und der Schulter 120 der Werkzeugpicke 110 entspricht.
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Das Oberteil 12 wird durch eine Mehrzahl gerader Kanten 18 begrenzt, wobei einander benachbarte Paare von Kanten 18 jeweils an einer Ecke 19 zusammentreffen. Die Kanten 18 und die Ecken 19 definieren einen äußeren Umfang des Oberteils 12. In der in den 1–3 dargestellten Ausführungsform hat das Oberteil 12 sechs im Wesentlichen gleich lange Kanten 18 und sechs Ecken 19. Der Scheibenmantel 20 erstreckt sich rückwärtig von dem Oberteil 12 und hat eine Mehrzahl gerader Seiten 22, wobei jedes Paar benachbarter Seiten 22 an einer Ecke 24 zusammentrifft. Die Seiten 22 des Scheibenmantels 20 sind mit den Kanten 18 des Oberteils ausgerichtet, und die Ecken 24 des Scheibenmantels sind mit den Ecken 19 des Oberteils ausgerichtet. Um einen gleichmäßigen Übergang zwischen dem Oberteil 12 und dem Scheibenmantel 20 bereitzustellen, kann ein Übergangsabschnitt 30 vorgesehen sein, der eine Mehrzahl gekrümmter Seiten bzw. Kanten 32 hat, wobei jedes Paar benachbarter Seiten 22 an einer Ecke 34 zusammentrifft. Die Seiten 32 des Übergangsabschnitts 30 sind bezüglich der Seiten 22 und der Kanten 18 des Scheibenmantels 20 bzw. dem Oberteil 12 ausgerichtet, und die Ecken 34 des Übergangsabschnitts 30 sind bezüglich der Ecken 24 und 19 des Scheibenmantels 20 bzw. des Oberteils 12 ausgerichtet.
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Die Schutzscheibe 10 schützt die Stirnfläche 224 und die Seitenflächen 222 des Mantels 212 des Pickenhalters 210 gegen Abraum und Schmutz, ohne eine Drehung der Werkzeugpicke 110 während des Betriebs zu behindern. Da die Schutzscheibe 10 eine Form hat, die mit der Form des Mantels 212 des Pickenhalters 210 zusammenpasst, bleibt die Schutzscheibe 10 bezüglich des Pickenhalters 210 nicht drehend, selbst wenn die Werkzeugpicke 210 sich in der Bohrung 220 des Pickenhalters 210 und der Öffnung 14 der Scheibe 10 dreht.
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Wenn die Schutzscheibe 10 zwischen der Schulter 120 der Werkzeugpicke 110 und dem Mantel 212 des Pickenhalters 210 installiert ist, liegt die obere Seite 12 an der Stirnfläche 224 des Mantels 212 an und der Scheibenmantel 20 erstreckt sich neben den Seitenflächen 222 des Mantels 212 über einen Abstand X2. Der Abstand X2 ist gleich oder geringer als der Abstand X1, welcher die Tiefe der Seitenflächen 222 des Mantels 212 definiert. Vorzugsweise beträgt der Abstand X2 mindestens 25% des Abstands X1, um so einen vorderen Abschnitt der Seitenflächen 222 zu schützen. Zusätzlich gewährleistet ein Abstand X2 von zumindest 25% des Abstands X1, dass ein ausreichender Betrag des Scheibenmantels 20 mit dem Mantel 212 in Eingriff steht, damit die Scheibe 10 an einer Drehung bezüglich des Pickenhalters 210 gehindert wird.
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Wenn Zermahlenes und Abraum während des Betriebs auf die Werkzeugpicke 110 auftrifft, führt die Schutzscheibe 10 den Abschnitt des Pickenhalters 210, der am hinteren Teil der Werkzeugpicke 110 liegt, durch Ablenken des Staubs bzw. Mehls und Abraums. Dies vermindert Erosion von Abschnitten des Werkzeughalters 210 beträchtlich, die nicht einmal unmittelbar durch die Schutzscheibe 10 abgedeckt sind, einschließlich des Übergangsabschnitts 214 und der Schulter 216.
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Der Scheibenmantel 20 der Schutzscheibe 10 schützt, zusätzlich dazu, dass er die Seitenflächen 222 des Mantels 212 gegenüber Abraum und abrasivem Feinmaterial bzw. Mehl schützt, auch die Stirnfläche 224 des Mantels 212, indem sie verhindert, dass Abraum und Mehl seinen Weg zwischen die Scheibe 10 und den Mantel 212 findet. Ohne den Scheibenmantel 20 (beispielsweise bei Verwendung einer flachen Scheiben, die auf der Stirnfläche des Mantels aufsitzt) wäre es eher wahrscheinlich, dass Feinstoff (Mehl und Abraum) zwischen das Oberteil 12 der Scheibe 10 und die Stirnfläche 224 des Mantels 212 eindringt. Zusätzlich haben Feinstoff und Abraum, die in den Raum zwischen dem Oberteil 12 der Scheibe 10 und der Stirnfläche 224 des Mantels 212 gelangen, keinen wesentlichen Reibungsverschleiß an der Stirnfläche 224 des Mantels, da der Scheibenmantel 20 eine Drehung der Scheibe 10 bezüglich des Pickenhalters 212 verhindert.
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Auch wenn die Erfindung hier in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht es sich für Fachleute, dass Hinzufügungen, Auslassungen, Modifizierungen und ein Austausch, der nicht speziell beschrieben wurde, vorgenommen werden kann, ohne von dem Geist und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den anhängenden Ansprüchen definiert ist.
