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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft eine Verbindungseinheit mit einer Verbindungsstange und ein Verfahren zur Verbindung der Verbindungseinheit mit einer zu verbindenden Komponente.
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Die zu verbindende Komponente kann ein Bauteil oder Element eines Luftfahrzeugs sein. Die Verbindungsstange kann ein sogenanntes Rod End sein. Die Erfindung betrifft insbesondere eine verstellbare Verbindungseinheit zur stufenlosen Einstellung eines Leg-Fairing zum Beispiel bei einer Fahrwerkseinstellung eines Luftfahrzeugs.
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Bisher war die Einstellung eines solchen Leg-Fairings aufwändig und unflexibel. Auch bei anderen Verwendungszwecken einer Verbindungseinheit mit einer Verbindungsstange besteht Verbesserungsbedarf.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung eine Verbindungseinheit bereitzustellen, die eine einfachere und/oder flexiblere Einstellung einer Verbindung zwischen der Verbindungseinheit und der zu verbindenden Komponente ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine verstellbare Verbindungseinheit mit einer Verbindungsstange gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst und durch ein Verfahren zur Verbindung einer verstellbaren Verbindungseinheit und einer zu verbindenden Komponente den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 8. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
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Es wird vorgeschlagen, eine verstellbare Verbindungseinheit mit einer Verbindungsstange oder Rod End bereitzustellen, wobei ein Ende der Verbindungsstange einen Kugelkopf aufweist. Der Kugelkopf ermöglicht es alle möglichen Positionen der Verbindungsstange nahtlos zu erreichen und damit eine stufenlose und flexible Verstellbarkeit oder Einstellbarkeit der Verbindung zwischen der Verbindungsstange und der zu verbindenden Komponente. Die zu verbindende Komponente kann ein Bauteil oder Element eines Luftfahrzeugs sein. Die Verbindungseinheit kann zum Beispiel eine stufenlose Einstellung und Verstellung eines Leg-Fairing bei einer Fahrwerkseinstellung eines unaufgebockten Luftfahrzeugs ermöglichen.
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Der Kugelkopf weist eine Werkzeugaufnahme fluchtend mit der Verbindungsstange auf. Das bedeutet, die Werkzeugaufnahme verläuft in derselben Achse und Richtung wie die Verbindungsstange. Der Kugelkopf ist in der einen Richtung mit der Verbindungsstange gekoppelt und weist in der anderen Richtung die Werkzeugaufnahme auf. Die Werkzeugaufnahme ermöglicht ein Einbringen eines Werkzeugs zur einfachen Einstellung und Verstellung der Verbindung zwischen der Verbindungseinheit und der zu verbindenden Komponente.
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Der Kugelkopf ist in Richtung längs der Verbindungsstange verstellbar mit der Verbindungsstange gekoppelt. Die Längsverstellung kann durch Rein- und Rausschrauben des Kugelkopfs relativ zur Verbindungsstange umgesetzt werden. Dafür kann der Kugelkopf einen Ansatz mit einem Gewinde aufweisen, welches zu einem Gewinde an der Verbindungsstange passt. Die Gewinde können jeweils ein Innengewinde oder ein Außengewinde sein.
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Wie im Folgenden beschrieben wird, kann zur Befestigung und Sicherung der Kugel des Kugelkopfs an der zu verbindenden Komponente eine Halteplatte oder eine Mutter verwendet werden. Die Verbindungsstange kann für beide Alternativen unverändert sein.
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In einer Ausführungsform weist die Verbindungseinheit eine Halteplatte auf. Die Halteplatte kann einen im Wesentlichen kugelabschnittförmigen und insbesondere halbkugelförmigen Bereich zum teilweisen Umfassen des Kugelkopfs aufweisen. Unter Kugelabschnitt wird ein Kugelsegment verstanden, welcher ein Teil eines Kugelkörpers ist, der durch den Schnitt mit einer Ebene gebildet wird. Das Kugelsegment hat die Form einer Kuppel und besitzt als Grundfläche eine Kreisscheibe. Die Halbkugel ist ein Sonderfall des Kugelsegments, bei der die Schnittebene den Kugelmittelpunkt enthält. Der gekrümmte Teil der Oberfläche des Kugelsegments, auch Kugelkalotte, Kugelkappe oder Kugelhaube genannt, verläuft entlang und parallel zum Kugelkopf.
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Die Halteplatte kann einen Zugangsbereich zur Werkzeugaufnahme des Kugelkopfs aufweisen. Der Zugangsbereich zur Werkzeugaufnahme kann ein Durchlass über der Werkzeugaufnahme sein, um ein Werkzeug durch die Halteplatte in die Werkzeugaufnahme des Kugelkopfs einzubringen. Der Zugangsbereich kann deutlich größer sein als für den reinen Durchgang des Werkzeugs notwendig. Die kugelabschnittförmige und insbesondere halbkugelförmige Halteplatte kann also durch ein Loch unterbrochen sein. In anderen Worten, die kugelabschnittförmige und insbesondere halbkugelförmige Halteplatte muss nicht vollständig abgeschlossen sein.
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Die Halteplatte kann durch eine Befestigungsvorrichtung an der mit der Verbindungseinheit zu verbindenden Komponente befestigt werden. Die mit der Verbindungseinheit zu verbindenden Komponente kann zum Beispiel ein erstes Element eines Luftfahrzeugs sein. Die Befestigungsvorrichtung kann eine oder mehrere Schrauben umfassen.
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In einer anderen Ausführungsform weist die Verbindungseinheit eine Mutter auf. Die Mutter kann einen Befestigungsbereich in Form eines Gewindes zum Befestigen der Mutter an der mit der Verbindungseinheit zu verbindenden Komponente aufweisen. Die Mutter kann einen kugelschichtförmigen Bereich zum teilweisen Umfassen des Kugelkopfs und einen Zugangsbereich zur Werkzeugaufnahme des Kugelkopfs aufweisen. Unter Kugelschicht wird eine Kugelscheibe verstanden, die ein Teil einer Vollkugel ist, der von zwei parallelen Ebenen ausgeschnitten wird. Der Zugangsbereich zur Werkzeugaufnahme kann ein Durchlass über der Werkzeugaufnahme sein, um ein Werkzeug durch die Halteplatte in die Werkzeugaufnahme des Kugelkopfs einzubringen. Der Zugangsbereich kann deutlich größer sein als für den Durchgang des Werkzeugs notwendig.
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In beiden Ausführungsformen kann die Verbindungseinheit eine Sicherungsplatte aufweisen. Die Sicherungsplatte kann einen Auflagebereich zum Aufliegen auf der Halteplatte oder auf der Mutter aufweisen. Der Auflagebereich kann passend zur Form der Halteplatte oder der Mutter geformt sein, also zum Beispiel kugelabschnittförmig und insbesondere halbkugelförmig wie die Halteplatte, eben wie die Oberseite der Mutter oder zylindrisch wie das Gewindeloch der Mutter.
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Die Sicherungsplatte kann weiterhin eine Befestigungsvorrichtung, zum Beispiel in Form einer Schraube, zum Befestigen der Sicherungsplatte in der Werkzeugaufnahme des Kugelkopfs aufweisen. Durch Anziehen dieser Befestigungsvorrichtung kann eine Bewegung des Kugelkopfs relativ zur Sicherungsplatte und damit relativ zur zu verbindenden Komponente unterbunden werden. Die Sicherungsplatte kann aber auch ein Langloch oder eine kreuz- oder sternförmige Aussparung zum Durchstecken und Bewegen der Befestigungsvorrichtung relativ zur Sicherungsplatte aufweisen. Damit bleibt eine Beweglichkeit des Kugelkopfs relativ zur Sicherungsplatte und damit relativ zur zu verbindenden Komponente im Bereich des Langlochs oder der Aussparung zumindest solange möglich bis die Befestigungsvorrichtung vollständig angezogen ist.
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In einer Ausführungsform umfasst die Verbindungseinheit neben der Verbindungsstange ein Werkzeug zum Zusammenwirken mit der Werkzeugaufnahme des Kugelkopfs. Das Werkzeug ist ausgebildet, um durch Zusammenwirken mit der Werkzeugaufnahme im Kugelkopf der Verbindungsstange eine Verstellung des Kugelkopfs in einer Richtung längs der Verbindungsstange und/oder eine Verstellung des Kugelkopfs samt Verbindungsstange relativ zu der zu verbindenden Komponente zu ermöglichen. Das Werkzeug kann schraubenzieherförmig sein und Kugelkopf und Verbindungsstange ineinander verschrauben und/oder miteinander schwenken, um eine Längsverstellung des Kugelkopfs relativ zur Verbindungsstange und/oder eine Rotation des Kugelkopfs samt Verbindungsstange relativ zu der zu verbindenden Komponente ermöglichen. Das Werkzeug kann zum Beispiel die Form und Länge eines Schraubendrehers aufweisen, an dessen vorderem Ende ein Außengewinde angebracht ist. Zum Einstellen der Verbindung kann die Hebelkraft ausgenutzt werden.
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In einer Ausführungsform weist ein weiteres Ende der Verbindungsstange, welches nicht den Kugelkopf trägt, eine Verbindungsöffnung zur Verbindung mit einer weiteren zu verbindenden Komponente auf. Die weitere zu verbindenden Komponente kann ein zweites Element des Luftfahrzeugs sein.
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Die Befestigungsvorrichtung der Halteplatte, der Befestigungsbereich der Mutter und/oder die Befestigungsvorrichtung der Sicherungsplatte können eine Verdrehsicherung aufweisen.
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Es wird weiterhin vorgeschlagen, ein Verfahren zur Verbindung einer verstellbaren Verbindungseinheit und einer zu verbindenden Komponente bereitzustellen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- • Einbringen eines Kugelkopfs der Verbindungseinheit in einen Hohlraum der zu verbindenden Komponente, und
- • Einstellen der verstellbaren Verbindungseinheit in einer Richtung längs einer Verbindungsstange der Verbindungseinheit durch Eingreifen in eine Werkzeugaufnahme im Kugelkopf, wobei die Werkzeugaufnahme fluchtend mit der Verbindungsstange ist.
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In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin den folgenden Schritt:
- • Befestigen einer Halteplatte an der zu verbindenden Komponente, wobei die Halteplatte einen im Wesentlichen kugelabschnittförmigen Bereich zum teilweisen Umfassen des Kugelkopfs und einen Zugangsbereich zur Werkzeugaufnahme des Kugelkopfs aufweist.
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Das Verfahren zur Verbindung der verstellbaren Verbindungseinheit und der zu verbindenden Komponente kann beispielhaft und nicht notwendigerweise in dieser Reihenfolge die folgenden Schritte umfassen:
- • ein Einbringen eines Kugelkopfs der Verbindungseinheit in einen Hohlraum der zu verbindenden Komponente,
- • ein Einstellen einer Verbindungsstange der Verbindungseinheit relativ zu der zu verbindenden Komponente durch Zusammenwirken eines schraubenzieherförmigen Werkzeugs mit einer Werkzeugaufnahme des Kugelkopfs,
- • ein Befestigen einer Halteplatte an der zu verbindenden Komponente durch zum Bespiel vier Befestigungsschrauben, wobei das Werkzeug weiterhin durch eine Aussparung der Halteplatte verlaufen kann,
- • ein Entfernen des Werkzeugs,
- • ein Anbringen von Verdrehsicherungen an den vier Befestigungsschrauben, und
- • ein Befestigen einer Sicherungsplatte über der Halteplatte durch Verschrauben mit der Werkzeugaufnahme des Kugelkopfs.
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In einer anderen Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin den folgenden Schritt:
- • Befestigen einer Mutter an der zu verbindenden Komponente, wobei die Mutter einen kugelschichtförmigen Bereich zum teilweisen Umfassen des Kugelkopfs und einen Zugangsbereich zur Werkzeugaufnahme des Kugelkopfs aufweist.
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Das Verfahren zur Verbindung der verstellbaren Verbindungseinheit und der zu verbindenden Komponente kann weiterhin beispielhaft und nicht notwendigerweise in dieser Reihenfolge die folgenden Schritte umfassen:
- • ein Einbringen eines Kugelkopfs der Verbindungseinheit in einen Hohlraum der zu verbindenden Komponente,
- • ein Einstellen einer Verbindungsstange der Verbindungseinheit relativ zu der zu verbindenden Komponente durch Zusammenwirken eines schraubenzieherförmigen Werkzeugs mit einer Werkzeugaufnahme des Kugelkopfs,
- • ein Befestigen einer Mutter an der zu verbindenden Komponente, wobei das Werkzeug weiterhin durch eine Gewindeloch der Mutter verlaufen kann,
- • ein Entfernen des Werkzeugs,
- • ein Befestigen einer Sicherungsplatte über der Mutter durch Verschrauben mit der Werkzeugaufnahme des Kugelkopfs, und
- • ein Anbringen einer Verdrehsicherung an der Mutter.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbezügen. In den Figuren stehen gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte.
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1 zeigt einen Querschnitt durch eine verstellbare Verbindungseinheit.
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2 zeigt eine Draufsicht auf die verstellbare Verbindungseinheit.
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3 zeigt ein Werkzeug zur Einstellung und Verstellung der Verbindung zwischen der Verbindungseinheit und der zu verbindenden Komponente.
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4 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere verstellbare Verbindungseinheit.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EXEMPLARISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt einen Querschnitt durch eine verstellbare Verbindungseinheit 10. 2 zeigt eine Draufsicht auf die verstellbare Verbindungseinheit 10. Die Verbindungseinheit 10 umfasst eine Verbindungsstange 1 mit einem Kugelkopf 2. Der Kugelkopf 2 ermöglicht es alle möglichen Positionen der Verbindungsstange 1 nahtlos zu erreichen und damit eine stufenlose und flexible Einstellung oder Verstellung der Verbindung zwischen der Verbindungsstange 1 und einer zu verbindenden Komponente 20. Die zu verbindende Komponente 20 kann ein Bauteil oder Element eines Luftfahrzeugs sein.
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Der Kugelkopf 2 weist eine Werkzeugaufnahme 3 fluchtend mit der Verbindungsstange 1 auf. Die Werkzeugaufnahme 3 ermöglicht ein Einbringen eines Werkzeugs 30, welches in der 3 gezeigt ist, zur einfachen Einstellung und Verstellung der Verbindung zwischen der Verbindungseinheit 10 und der zu verbindenden Komponente 20.
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Der Kugelkopf 2 ist in Richtung längs der Verbindungsstange 1 verstellbar mit der Verbindungsstange 1 gekoppelt. Die Längsverstellung kann durch Rein- und Rausschrauben des Kugelkopfs 2 relativ zur Verbindungsstange 1 umgesetzt werden.
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Das Ende der Verbindungsstange 1, welches nicht den Kugelkopf 2 trägt, weist eine Verbindungsöffnung zur Verbindung mit einer weiteren zu verbindenden Komponente auf. Die weitere zu verbindenden Komponente kann ein zweites Element eines Luftfahrzeugs sein.
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In der Ausführungsform der 1 und 2 weist die Verbindungseinheit 10 eine Halteplatte 4 auf. Die Halteplatte 4 weist einen halbkugelförmigen Bereich 41 zum teilweisen Umfassen des Kugelkopfs 2 auf. Die Halteplatte 4 weist einen Zugangsbereich 5 zur Werkzeugaufnahme 3 des Kugelkopfs 2 auf. Der Zugangsbereich 5 zur Werkzeugaufnahme 3 ist ein Durchlass über der Werkzeugaufnahme 3, um das Werkzeug 30 durch die Halteplatte 4 in die Werkzeugaufnahme 3 des Kugelkopfs 2 einzubringen.
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Die Halteplatte 4 ist durch vier Schrauben als Befestigungsvorrichtung 6 an der mit der Verbindungseinheit 10 zu verbindenden Komponente 20 befestigt. Diese Komponente 20 kann zum Beispiel ein erstes Element eines Luftfahrzeugs sein.
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Die Verbindungseinheit 10 weist eine Sicherungsplatte 8 auf. Die Sicherungsplatte 8 weist einen Auflagebereich 81 zum Aufliegen auf der Halteplatte 4 auf. Der Auflagebereich 81 ist passend zur Form der Halteplatte 4 geformt, also halbkugelförmig wie die Halteplatte 4. Die Sicherungsplatte 8 weist weiterhin eine Befestigungsvorrichtung 9 in Form einer Schraube zum Befestigen der Sicherungsplatte 8 in der Werkzeugaufnahme 3 des Kugelkopfs 2 auf. Durch Anziehen dieser Befestigungsvorrichtung 9 wird eine Bewegung des Kugelkopfs 2 relativ zur Sicherungsplatte 8 und damit relativ zur zu verbindenden Komponente 20 unterbunden.
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3 zeigt das Werkzeug 30 zur Einstellung und Verstellung der Verbindung zwischen der Verbindungseinheit 10 und der zu verbindenden Komponente 20. Das Werkzeug 30 ist schraubenzieherförmig mit einem Außengewinde 31 am freien Ende, um eine Längsverstellung des Kugelkopfs 2 relativ zur Verbindungsstange 1 zu ermöglichen.
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4 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere verstellbare Verbindungseinheit 10. Die Verbindungseinheit 10 weist eine Mutter 7 auf. Die Mutter 7 weist einen Befestigungsbereich 72 in Form eines Gewindes zum Befestigen der Mutter 7 an der mit der Verbindungseinheit 10 zu verbindenden Komponente 20 auf. Die Mutter 7 weist einen kugelschichtförmigen Bereich 71 zum teilweisen Umfassen des Kugelkopfs 2 und einen Zugangsbereich 5 zur Werkzeugaufnahme 3 des Kugelkopfs 2 auf. Der Zugangsbereich 5 zur Werkzeugaufnahme 3 ist ein Durchlass über der Werkzeugaufnahme 3, um das Werkzeug 30 durch die Halteplatte 4 in die Werkzeugaufnahme 3 des Kugelkopfs 2 einzubringen.
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Die Verbindungseinheit 10 weist eine Sicherungsplatte 8 auf. Die Sicherungsplatte 8 weist einen Auflagebereich 81 zum Aufliegen auf der Mutter 7 auf. Der Auflagebereich 81 ist passend zur Form der Mutter 7 geformt, also eben wie die Oberseite der Mutter 7. Die Sicherungsplatte 8 weist weiterhin eine Befestigungsvorrichtung 9 in Form einer Schraube zum Befestigen der Sicherungsplatte 8 in der Werkzeugaufnahme 3 des Kugelkopfs 2 auf. Die Sicherungsplatte 8 weist ein Langloch 82 zum Durchstecken und Bewegen der Befestigungsvorrichtung 9 relativ zur Sicherungsplatte 8 auf. Damit bleibt eine Beweglichkeit des Kugelkopfs 2 relativ zur Sicherungsplatte 8 und damit relativ zur zu verbindenden Komponente 20 im Bereich des Langlochs 82 möglich.
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Das Ende der Verbindungsstange 1, welches nicht den Kugelkopf 2 trägt, weist eine Verbindungsöffnung zur Verbindung mit einer weiteren zu verbindenden Komponente auf. Die weitere zu verbindenden Komponente kann ein zweites Element eines Luftfahrzeugs sein.
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Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
