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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Messgebiet, insbesondere ein Oberflächenplanheitsanzeigeverfahren und -gerät.
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Stand der Technik
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In der Bau, Konstruktion und Ingenieurwesen spielt die Oberflächenplanheit eine wichtige Rolle zur Sicherstellung der Arbeitsqualität. Zum Beispiel kann sich ein Ecke einer Fliese aus der Fugenmörtelfläche verkrümmen und dadurch beim Gebrauch leichter auseinanderklaffen, wenn der Boden zum Belegen mit Fliesen nicht horizontal und plan ist. Außerdem kann sich in der Fugenmörtelfläche ein Hohlraum bilden und aufgrund einer fehlenden unteren Fugenmörtelunterstützung am Hohlraum einen fragilen Bereich in der Fliese erzeugt werden, was die Lebensdauer beeinflusst. Derzeit verwenden Maurer, Schreiner oft Streckdraht, Winkelmaß, Libelle, Meßuhr oder sogar ihre eigenen Erfahrungen zum Überprüfen der Ebenheit. Im Wesentlichen sind diese Überprüfungsverfahren entweder relativ grob, oder sie beschränken sich auf die horizontale Ebene, oder die Überprüfungsprozesse sind zu komplex usw.. In diesem Fachgebiet besteht schon seit immer die Nachfrage nach einer Verbesserung.
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Angesichts dessen ist es erforderlich, zur Lösung der oben genannten Probleme ein neues Oberflächenplanheitsanzeigeverfahren und -gerät zu schaffen.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Anzeigeverfahren und -gerät zur anschaulichen Darstellung der Oberflächenplanheit eines Gegenstandes bereitzustellen.
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Die oben genannte Aufgabe wird durch ein Oberflächenplanheitsanzeigeverfahren der vorliegenden Erfindung gelöst, umfassend: Bereitstellen einer Bezugsebene, einer zu detektierenden Oberfläche mit einem bündig zur Bezugsebene liegenden Körper, eines Lichtebenegenerierabschnitts zur Erzeugung einer Lichtebene und zum Bestrahlen der zu detektierenden Oberfläche mit der Lichtebene; Einstellen, sodass zwischen der Lichtebene und der Bezugsebene ein bestimmter Neigungswinkel gebildet wird und die Lichtebene mit der zu detektierenden Oberfläche kreuzend eine Spurlinie bildet; Definieren, dass die zu detektierende Oberfläche eine zur Bezugsebene senkrechte konkav-konvexe Richtung aufweist, ein dem Lichtebenegenerierabschnitt zugewandter Teil der Spurlinie ein relativer Konvexabschnitt auf der zu detektierenden Oberfläche und ein dem Lichtebenegenerierabschnitt abgewandter Teil der Spurlinie ein relativer Konkavabschnitt auf der zu detektierenden Oberfläche ist.
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Weiter weist das Oberflächenplanheitsanzeigeverfahren eine erste Schwenkachse zur Einstellung der Größe des Neigungswinkels auf, wobei die zu detektierende Oberfläche eine Oberflächenstrukturrichtung aufweist, die senkrecht zur ersten Schwenkachse und parallel zur Bezugsebene gelegt wird, wobei es definiert wird, dass eine zur Oberflächenstrukturrichtung senkrechte Ebene mit der zu detektierenden Oberfläche kreuzend eine Längsschnittlinie bildet, wobei die Spurlinie eine vergrößerte Gestalt der Längsschnittlinie in die konkav-konvexe Richtung darstellt.
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Weiter wird auf der Spurlinie eine zur Schnittlinie der Lichtebene und Bezugsebene parallele und mit den meisten Teilen der Spurlinie überlappende Bezugsgerade definiert, wobei der bezüglich Bezugsgerade dem Lichtebenegenerierabschnitt zugewandte Teil der Spurlinie als konvexer Bereich angezeigt wird und der bezüglich Bezugsgerade dem Lichtebenegenerierabschnitt abgewandte Teil der Spurlinie als konkaver Bereich angezeigt wird.
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Weiter ist bei dem Oberflächenplanheitsanzeigeverfahren eine zur konkav-konvexen Richtung parallele hinabblickende Richtung definiert, wobei anhand des Abstandes des relativen Konvexabschnitts und/oder des relativen Konkavabschnitts zur Bezugsgerade in der hinabblickenden Richtung sowie der Größe des Neigungswinkels die tatsächliche Planheit der zu detektierenden Oberfläche berechnet wird.
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Des weiteren stellt die vorliegende Erfindung ein Oberflächenplanheitsanzeigegerät bereit, umfassend einen Hauptabschnitt mit einer definierten Bezugsebene und einen am Hauptabschnitt montierten Lichtebenegenerierabschnitt, wobei der Lichtebenegenerierabschnitt eine Lichtebene erzeugt, die mit der Bezugsebene einen Neigungswinkel bildet, wobei die Lichtebene mit einer zu detektierenden Oberfläche mit einem bündig zur Bezugsebene liegenden Körper kreuzend eine die konkav-konvexe Gestalt anzeigende Spurlinie bilden kann, wobei das Oberflächenplanheitsanzeigegerät darüber hinaus mit einem Stellabschnitt versehen ist, der die Größe des Neigungswinkels einstellen kann.
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Weiter ist das Oberflächenplanheitsanzeigegerät mit einer Generierabschnittabdeckung versehen, wobei beim Öffnen oder Schließen der Generierabschnittabdeckung ein Ein- oder Ausschalten des Lichtebenegenerierabschnitts durch mechanische oder elektronische Schalter ausgelöst wird.
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Weiter sind dem Stellabschnitt zumindest drei Neigungswinkel vorgegeben.
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Weiter umfasst der Hauptabschnitt einen Gerätskörper und eine Basis, wobei der Lichtebenegenerierabschnitt an dem Gerätskörper vorgesehen ist und die Basis durch die erste Schwenkachse oder eine zur ersten Schwenkachse parallele zweite Schwenkachse schwenkbar an den Gerätskörper angeschloßen ist.
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Weiter umfasst die Basis einen im Wesentlichen rechteckigen Plattenabschnitt mit einer gegenüberliegenden Gerätskörperseite und Gerätsfüßenseite, wobei die erste Schwenkachse auf der Gerätskörperseite vorgesehen und im Wesentlichen parallel zur kurzen Seite des rechteckigen Plattenabschnitts ist, wobei die Gerätsfüßenseite mit einem zur Bezugsebene senkrechten Wellenabschnitt sowie einem um den Wellenabschnitt rotierenden Gerätsfüßenabschnitt mit einer zusammengeklappten Position und einer die Bezugsebene bildenden Öffnungsposition versehen ist, wobei die Projektion des Gerätskörpers und des Gerätsfüßenabschnitts nach deren Zusammenklappen an der Basis in Richtung des Wellenabschnitts innerhalb der Projektion des rechteckigen Plattenabschnitts selbst in Richtung des Wellenabschnitts fällt.
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Weiter ist die Gerätskörperseite mit einer die erste Schwenkachse haltenden Schutzplatte versehen, wobei an der Schutzplatte oder dem Gerätskörper ein Anzeigeabschnitt zum Anzeigen des Winkels des Neigungswinkels oder des Vergrößerungsgrads der Spurlinie vorgesehen ist.
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Im Vergleich zum Stand der Technik weist die vorliegende Erfindung zumindest folgenden Vorteil auf: Durch die Ausführung der Lichtebene und des verstellbaren Neigungswinkels kann die konkav-konvexe Gestalt der zu detektierenden Oberfläche je nach Bedürfnissen an die Größe und Präzision der Oberflächenplanheit mit einem geeigneten Neigungswinkel vergrößert bzw. verstärkt werden, sodass die Oberflächenplanheit anschaulich angezeigt wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigt:
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1 eine perspektive strukturelle schematische Ansicht eines Oberflächenplanheitsanzeigegeräts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 eine strukturelle schematische Seitenansicht des Oberflächenplanheitsanzeigegeräts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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3 eine strukturelle schematische Draufsicht des Oberflächenplanheitsanzeigegeräts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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4 eine schematische Schnittansicht eines zu detektierenden Gegenstandes im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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5 eine strukturelle schematische Seitenansicht beim Öffnen des Oberflächenplanheitsanzeigegeräts gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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6 eine perspektive strukturelle schematische Ansicht des Oberflächenplanheitsanzeigegeräts nach dem Zusammenklappen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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7 eine perspektive strukturelle schematische Ansicht des Oberflächenplanheitsanzeigegeräts beim Gebrauch gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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8 eine strukturelle schematische Draufsicht des Oberflächenplanheitsanzeigegeräts beim Gebrauch gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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Ausführungsformen der Erfindung
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In Bezug auf die 1 bis 8 wird nachfolgend das Oberflächenplanheitsanzeigeverfahren und -gerät der vorliegenden Erfindung näher erläutert.
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Es wird nun auf die 1 bis 4 hingewiesen. Erfindungsgemäß wird ein Oberflächenplanheitsanzeigeverfahren vorgeschlagen, das folgendes umfasst: Bereitstellen einer Bezugsebene P1, Bereitstellen einer zu detektierenden Oberfläche F mit einem bündig zur Bezugsebene P1 angeordneten Körper, Bereitstellen eines Lichtebenegenerierabschnitts 20 zur Erzeugung einer Lichtebene P2 und zum Bestrahlen der zu detektierenden Oberfläche F mit der Lichtebene P2; Einstellen, sodass zwischen der Lichtebene P2 und der Bezugsebene P1 ein bestimmter Neigungswinkel θ gebildet wird und die Lichtebene P2 mit der zu detektierenden Oberfläche F kreuzend eine Spurlinie L1 bildet; Definieren, dass die zu detektierende Oberfläche F eine zur Bezugsebene P1 senkrechte konkav-konvexe Richtung B1 aufweist, dass der dem Lichtebenegenerierabschnitt 20 zugewandte Teil der Spurlinie L1 ein relativer Konvexabschnitt HP auf der zu detektierenden Oberfläche F und der dem Lichtebenegenerierabschnitt 20 abgewandte Teil der Spurlinie L1 ein relativer Konkavabschnitt LP auf der zu detektierenden Oberfläche F ist. Durch die Ausführung der Lichtebene P2 und des verstellbaren Neigungswinkels kann die konkav-konvexe Gestalt der zu detektierenden Oberfläche nach Bedürfnissen an die Größe und Präzision der Oberflächenplanheit mittels eines geeigneten Neigungswinkels θ vergrößert bzw. verstärkt werden, wobei der Neigungswinkel θ ein von 0°, 90° und 180° unterschiedlicher Winkel ist, somit die vergrößerten bzw. verstärkten Oberflächenplanheit anschaulich angezeigt wird.
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Das Oberflächenplanheitsanzeigeverfahren weist eine erste Schwenkachse A1 zur Einstellung der Größe des Neigungswinkels θ auf, wobei die zu detektierende Oberfläche F eine Oberflächenstrukturrichtung B2 aufweist, die senkrecht zur ersten Schwenkachse A1 und parallel zur Bezugsebene P1 gelegt wird, wobei es definiert wird, dass eine zur Oberflächenstrukturrichtung B2 senkrechte Ebene mit der zu detektierenden Oberfläche F kreuzend eine Längsschnittlinie L2 bildet, wobei die Spurlinie L1 eine vergrößerte Gestalt der Längsschnittlinie L2 in die konkav-konvexe Richtung darstellt. Es wird als Schwerpunkt auf 2 hingewiesen. Wenn die Oberflächenstrukturrichtung B2 senkrecht zur ersten Schwenkachse A1 und parallel zur Bezugsebene P1 gelegt wird, stellen die Längsschnittlinie L2 und die Spurlinie L1 ein Projektionsverhältnis eines Dreieckes dar, wodurch die Unplanheit der vergrößerten zu detektierenden Oberfläche und somit die eine weitere Bearbeitung benötigende Stelle anschaulicher angezeigt werden können, was als Referenz für technische Tätigkeiten dient. Natürlich kann auch in Kombination mit einer nachfolgend genannten Bezugsgerade L3 über eine Konvexamplitude h1 und Konkavamplitude h2 beurteilt werden zum Ermitteln eines konkreten Konvexwertes d1 und Konkavwertes d2 in die konkav-konvexe Richtung B1.
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Auf der Spurlinie L1 wird eine zur Schnittlinie (nicht gezeigt) der Lichtebene P2 und Bezugsebene P1 parallele und mit den meisten Teilen der Spurlinie L1 überlappende Bezugsgerade L3 definiert, wobei der bezüglich der Bezugsgerade L3 dem Lichtebenegenerierabschnitt 20 zugewandte Teil der Spurlinie L1 als konvexer Bereich angezeigt wird und der bezüglich der Bezugsgerade L3 dem Lichtebenegenerierabschnitt 20 abgewandte Teil der Spurlinie L1 als konkaver Bereich angezeigt wird. Es ist bekannt, dass im idealen Fall eine Schnittlinie einer Ebene mit einer anderen Ebene eine Gerade ist. Aufgrund einer durch das Oberflächenplanheitsproblem entstandenen konkav-konvexen Gestalt einer Ebene wird die Schnittlinie aber eine unregelmäßige Kurve. Auf Grundlage der Bezugsverhältnisse zwischen der zu detektierenden Oberfläche F und der Bezugsebene P1 besteht es jedoch eine mit einem Teil der Spurlinien oder sogar mit den meisten Teilen der Spurlinie überlappende Bezugsgerade L3. Unter bestimmten Bedingungen kann ferner als erstes eine Hilfsbezugsebene auf beiden Seiten der zu detektierenden Oberfläche bearbeitet oder unabhängig vorgesehen werden, wobei dann sich auch die vorher genannte Bezugsgerade L3 ergeben kann, indem zwei von der Spurlinie L1 auf den Hilfsbezugsebenen der beiden Seiten gebildeten Bezugspunkten 16, 17 ausgewählt und miteinander verbindet werden.
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Wird die Oberflächenstrukturrichtung B2 senkrecht zur ersten Schwenkachse A1 und parallel zur Bezugsebene P1 gelegt, sind die durch Kreuzung mit der zu detektierenden Oberfläche F gebildeten Längsschnittlinien L2 mehrerer zur Oberflächenstrukturrichtung B2 senkrechten Schnittflächen gleich. In Bauingenieuranwendungen, z. B. bei dem Flachhobeln durch einen Schreiner spiegelt ein zur Oberflächenstrukturrichtung B2 senkrechter Schnittfläche die Planheitsverhältnisse eines gesamten Holzwerkstücks wider, daher besitzt die durchs Legen der Längsschnittlinie L2 senkrecht zur Oberflächenstrukturrichtung B1 dargestellte Spurlinie L1 ehr eine wichtige Bedeutung, obwohl eine durchs Legen der zu detektierenden Oberfläche F an einer beliebigen Position gebildete Spurlinie L1 auch die jeweilige konkav-konvexe Gestalt widerspiegeln kann. Bei dem Oberflächenplanheitsanzeigeverfahren ist eine zur konkav-konvexen Richtung B1 parallele hinabblickende Richtung B3 definiert, wobei anhand des Abstandes des relativen Konvexabschnitts HP und/oder des relativen Konkavabschnitts LP zur Bezugsgerade L3 in der hinabblickenden Richtung B3 sowie der Größe des Neigungswinkels θ die tatsächliche Planheit der zu detektierenden Oberfläche F berechnet wird.
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Nachfolgend wird in Kombination mit den 1 bis 4 ein Gerät zum Realisieren des oben genannten Oberflächenplanheitsanzeigeverfahrens beschrieben, wobei das Gerät einen Hauptabschnitt 10 mit einer definierten Bezugsebene P1 und einen am Hauptabschnitt 10 montierten Lichtebenegenerierabschnitt 20 umfasst, wobei der Lichtebenegenerierabschnitt 20 eine Lichtebene P2 erzeugt, die mit der Bezugsebene P1 einen Neigungswinkels θ bildet, wobei die Lichtebene P2 mit einer zu detektierenden Oberfläche F mit einem bündig zur Bezugsebene P1 liegenden Körper kreuzend eine die konkav-konvexe Gestalt anzeigende Spurlinie L1 bilden kann, wobei das Oberflächenplanheitsanzeigegerät darüber hinaus mit einem Stellabschnitt 30 versehen ist, durch die die Größe des Neigungswinkels θ eingestellt werden kann. Dem Stellabschnitt 30 sind zumindest drei Neigungswinkeln vorgegeben, wobei hier mit „vorgeben” vor allem gemeint ist, dass durch Schallsignal, Markierungslinie oder andere Methoden ein Bediener darüber informiert wird, dass jeweils ein oben genannter Winkel des Stellabschnitts 30 erreicht wird. Die Größe des Neigungswinkels θ kann anhand des Vergrößerungsgrades oder des Präzisionsgrades der Spurlinie L1 eingestellt werden und die zumindest drei Neigungswinkel können 30°, 45° und 60° sein zum Vergünstigen einer systeminternen Datenverarbeitung oder auch zum leichteren Realisieren einer vorläufigen Schätzung ohne Vorhandensein einer Recheneinheit. Außerdem wird die Lichtebene P2 in diesem Ausführungsbeispiel vor allem durch Erzeugung einer fächerförmigen Laserebene aus dem Lichtebenegenerierabschnitt 20 realisiert, umfassend konkreterweise eine Laserlicht erzeugende Laserdiode, eine Kollimatorlinse und eine Linse (nicht gezeigt) zum Streuen eines Laserstrahls in eine fächerförmige Laserebene. Durch diese Ausgestalung wird nicht nur die Funktion erfüllt sondern auch das Volumen des Geräts reduziert und die Tragbarkeit des Geräts erhöht.
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Der Hauptabschnitt 10 umfasst einen Gerätskörper 101 und eine durch eine zweite Schwenkachse A2 schwenkbar an den Gerätskörper 101 angeschlossene Basis 102, wobei der Lichtebenegenerierabschnitt 20 an dem Gerätskörper 101 angeordnet ist und die Lichtebene P2 parallel zur zweiten Schwenkachse A2 ist. In der Tat sind die erste Schwenkachse A1 und die zweite Schwenkachse A2 auch parallel zueinander und in anderen Ausführungsbeispielen kann es auch durch gemeinsame Nutzung der vorigen ersten Schwenkachse A1 realisiert werden. Das heißt, die Basis 102 kann durch die erste Schwenkachse A1 oder eine zur ersten Schwenkachse A1 parallele zweite Schwenkachse A2 schwenkbar an den Gerätskörper 101 angeschloßen werden.
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Daoben ist das erste Ausführungsbeispiel beschrieben. Es wird auf die 5 bis 8 hingewiesen. Nachfolgend wird in Kombination mit bezüglichen Figuren ein Oberflächenplanheitsanzeigegerät eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das Oberflächenplanheitsanzeigegerät umfasst einen Hauptabschnitt 10' mit einer definierten Bezugsebene P1' und einen am Hauptabschnitt 10' montierten Lichtebenegenerierabschnitt 20', wobei der Lichtebenegenerierabschnitt 20' eine Lichtebene P2' erzeugt, die mit der Bezugsebene P1' einen Neigungswinkel θ' bildet, wobei die Lichtebene P2' mit einer zu detektierenden Oberfläche F' mit einem bündig zur Bezugsebene P1' liegenden Körper kreuzend eine die konkav-konvexe Gestalt anzeigende Spurlinie L1' bilden kann, wobei das Oberflächenplanheitsanzeigegerät darüber hinaus mit einem Stellabschnitt versehen ist, durch die die Größe des Neigungswinkels θ' eingestellt werden kann, wobei der Stellabschnitt in diesem Ausführungsbeispiel nicht wie im ersten Ausführungsbeispiel unabhängig vorgesehen, sondern mittels eines Schwenkmechanismus zwischen dem Gerätskörper und der Basis realisiert wird.
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Der Hauptabschnitt 10' umfasst einen Gerätskörper 101' und eine durch eine erste Schwenkachse A1' an den Gerätskörper 101' angeschlossene Basis 102', wobei der Lichtebenegenerierabschnitt 20' an dem Gerätskörper 101', konkreterweise an einem der ersten Schwenkachse A1' abgewandten freien Ende des Gerätskörpers 101' vorgesehen ist und die Lichtebene P2' parallel zur ersten Schwenkachse A1' ist. Die gemeinsame Nutzung der Schwenkachse in diesem Ausführungsbeispiel hat eine große Bedeutung für die Vereinfachung der Struktur, verbindet aber auch einigermaßen den Einfallswinkel der Lichtebene mit dem Öffnen bzw. Schließen des Geräts, was in geringerer Flexibilität resultiert, zum Beispiel dadurch wird die Verwendung in kleinen Räumen beschränkt. Das Oberflächenplanheitsanzeigegerät ist mit einer Generierabschnittabdeckung 40' versehen, wobei beim Öffnen oder Schließen der Generierabschnittabdeckung 40' das Ein- oder Ausschalten des Lichtebenegenerierabschnitts P2' durch mechanische oder elektronische Schalter ausgelöst wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist an dem Gerätskörper 101' ein die Basis 102' angrenzender Schalterabschnitt 201' vorgesehen, wobei beim Zusammenklappen des Gerätskörpers 101' an die Basis 102' die Generierabschnittabdeckung 40' den Lichtebenegenerierabschnitt 20' physikalisch schützt, wobei zugleich der Schalterabschnitt 201' durch Pressung der Basis 102' zurückgezogen wird und die Schaltung des Lasergenerierabschnitts unterbricht zum Stoppen der Erzeugung der Lichtebene.
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Die Basis 102' umfasst einen im Wesentlichen rechteckigen Plattenabschnitt 1021' mit einer gegenüberliegenden Gerätskörperseite 1022' und Gerätsfüßenseite 1023', wobei die erste Schwenkachse A1' auf der Gerätskörperseite 1022' vorgesehen und im Wesentlichen parallel zur kurzen Seite des rechteckigen Plattenabschnitts 1021' ist, wobei die Gerätsfüßenseite 1023' mit einem zur Bezugsebene P1 senkrechten Wellenabschnitt A3' sowie einem um den Wellenabschnitt A3' rotierenden Gerätsfüßenabschnitt 1024' mit einer zusammengeklappten Position und einer die Bezugsebene P1' bildenden Öffnungsposition versehen ist, wobei die Projektion des Gerätskörpers 101' und des Gerätsfüßenabschnitts 1024' nach deren Zusammenklappen an die Basis 102' in Richtung des Wellenabschnitts innerhalb der Projektion des rechteckigen Plattenabschnitts selbst in Richtung des Wellenabschnitts fällt. Durch eine derartige Ausführung kann der Gerätsfüßenabschnitt 1024' schnell geöffnet und eine benötigte Bezugsebene P1' gebildet werden, wobei nach dem Auslenken des Gerätskörpers aus der Basis 102' es dann zum Arbeiten anfangen kann. Durch die Ausführung, dass die Projektion des Gerätskörpers 101' und des Gerätsfüßenabschnitts 1024' nach deren Zusammenklappen an die Basis 102' in Richtung des Wellenabschnitts innerhalb der Projektion des rechteckigen Plattenabschnitts 1021' selbst in Richtung des Wellenabschnitts fällt, wird die Portabilität und Tragbarkeit des Geräts realisiert. Darüber hinaus ist die Gerätskörperseite 1022' mit einer die erste Schwenkachse A1' haltenden Schutzplatte 1025' versehen, wobei an der Schutzplatte 1025' oder dem Gerätskörper 101' ein Anzeigeabschnitt 1026' zum Anzeigen des Winkels des Neigungswinkels θ' oder des Vergrößerungsgerads der Spurlinie L1' vorgesehen ist.
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Zusammenfassend werden oben nur relativ gute Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt und der Schtuzumfang der vorliegenden Erfindung soll nicht dadurch beschränkt werden. Das heißt, jede einfache äquivalente Variation und Modifikation gemäß den Ansprüchen bzw. der Beschreibung der vorliegenden Erfindung soll auch dem von der vorliegenden Erfindung gedeckten Schutzumfang gehören.