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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Motorkomponenten und insbesondere den Keilrippenriemen und das Riemenscheibensystem eines Motors.
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EINFÜHRUNG
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In der Automobilindustrie werden Riemen zum Antreiben von verschiedenen Komponenten eines Fahrzeugs verwendet. Beispiele solcher Komponenten umfassen Servolenkung, Generator, Wasserpumpe, Klimaanlagenkompressor und dergleichen. Die Riemen übertragen typischerweise Leistung von einem Motor des Fahrzeugs zu diesen Komponenten zum Antreiben derselben. Heutzutage wird ein einzelner Riemen zum Antreiben aller Komponenten im Fahrzeug anstelle individueller Riemen für jede der Komponenten verwendet. Ein solcher Riemen, herkömmlich bekannt als Keilrippenriemen, läuft über verschiedene Antriebs- und Spannrollen, die den verschiedenen Komponenten des Fahrzeugs zugeordnet sind.
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Während der laufenden Verwendung erfährt der Keilrippenriemen (nachfolgend als „Riemen“ bezeichnet) über die Zeit Verschleiß und Abnutzung. Als Folge kann der Riemen von einer oder mehreren der Riemenscheiben und/oder Spannrollen abrutschen, die den verschiedenen Komponenten des Fahrzeugs zugeordnet sind. Rutschen des Riemens auf den Riemenscheiben/Spanrollen führt zur Erhöhung der Motorlast, höherer Stromaufnahme oder Versagen der Kraftübertragung auf die Komponenten des Fahrzeugs. Dementsprechend erfordert der Riemen Wartung oder Ersetzen von Zeit zu Zeit. Während eines Austausches oder einer Wartung kann der Riemen eingebaut, ausgebaut, zielgeführt oder auf die/von den Riemenscheiben und Gänge(n) eingestellt werden.
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Während des Einbaus, Ausbaus, der Zielführung oder des Einstellens des Riemens ist es erforderlich, den Riemen aus verschiedenen Gründen sorgfältig zu behandeln. Einer der Gründe ist das Vorhandensein nur sehr geringer Abstände während des Zugriffs auf die Riemenscheiben und Spannrollen des Motors unter einer Haube des Fahrzeugs. Dadurch kann es schwierig sein, den Riemen für die Wartung zu erreichen.
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Ein frontangetriebenes Fahrzeug mit einem quer eingebauten Motor stellt typischerweise begrenzten Zugang zum Riemen bereit, wodurch das Anheben des Vorderrads des Fahrzeugs vom Boden zum Zugreifen auf den Riemen notwendig wird. Weiterhin muss in manchen Fahrzeugen eine Abschirmung zum Zugreifen auf den vorderen Abschnitt des Motors zur Wartung des Riemens abgenommen werden. Abnehmen der Abschirmung zum Warten des Riemens ist für den Einzelnen umständlich. Weiterhin ist in einigen anderen Fällen das Handhaben des Riemens viel schwieriger, wenn der Motor warm ist. Durch diese vorstehend genannten Gründe kann ein einfaches Zugreifen auf den Riemen eine zeitaufwendige und eine als unangenehm empfundene Erfahrung für jemanden wie ein Autofachmann sein.
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Derzeit kann eine Stange oder ein Schraubendreher zum Korrigieren des Riemens auf der Riemenscheibe verwendet werden. Jedoch kann der Riemen von dem Stab oder dem Schraubendreher während des Korrigierens abgleiten. Dies kann zusätzlichen Aufwand zum zuerst Einstellen des Riemens auf der Stange oder des Schraubendrehers und danach zum Einstellen des Riemens auf den Riemenscheiben und/oder Spannrollen bedeuten. Dementsprechend können die Handhabung des Riemens durch Verwenden der Stange oder des Schraubendrehers zeitaufwendig und ermüdend für den Einzelnen sein, der den Riemen handhabt.
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US 3 391 807 A offenbart eine Riemenspannvorrichtung zum Spannen eines Riemens einer Siloentladeeinrichtung, wobei der Riemen über eine Antriebsriemenscheibe und eine Abtriebsriemenscheibe geführt ist. Die Riemenspannvorrichtung umfasst eine Platte mit zwei Reihen vertikal beabstandeter Löcher. An der Platte ist ein Arm durch einen Bolzen schwenkbar angebracht, welcher sich durch eines der Löcher erstreckt. Am vorderen Ende des Arms ist eine Spannrollen-Riemenscheibe drehbar angebracht. Die Stellung des Arms kann durch einen exzentrischen Nocken angepasst werden, der mit dem mittleren Abschnitt des Arms in Eingriff bringbar ist. Der Nocken ist durch einen Bolzen drehbar an der Platte angebracht, wobei der Bolzen durch eines der Löcher geführt ist und wobei auf ein Ende des Bolzens eine Mutter geschraubt ist, um den Nocken in einer eingestellten Position zu halten. Weiterer Stand der Technik ist aus
DE 37 41 860 A1 bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Spannrollenanordnung zum leichten Einbauen eines Riemens auf einem Spannrollen- und Riemenscheibensystem eines Motors, wobei der Einbauraum sehr beschränkt ist, bereitzustellen.
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Zur Lösung der Aufgabe ist eine Spannrollenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
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Die Spannrollenanordnung beinhaltet einen Nocken, eine Spannrollen-Riemenscheibe, eine Grundplatte, eine Spannrollenhalterung und einen Riemen. Der Nocken ist schwenkbar gelagert an einer Spannrollenhalterung angebracht, der Nocken kann zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung über ein erstes Drehgelenk schwenken. Das erste Drehgelenk kann eine Kraftausgleichs-Vorspanneinrichtung beinhalten, um den Nocken weg zu drücken, um sich im Uhrzeigersinn zu drehen. Die Vorspanneinrichtung für das erste Drehgelenk oder das zweite Drehgelenk kann eine Bogenfeder sein, die innerhalb einer Vertiefung der Spannrollenhalterung angeordnet ist. Ein alternatives nicht einschränkendes Beispiel einer anderen Vorspanneinrichtung kann eine Drehstabfeder sein, die an dem ersten und/oder zweiten Drehgelenk angeordnet ist.
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Die Spannrollen-Riemenscheibe ist an einer Grundplatte angebracht. Die Grundplatte ist schwenkbar gelagert an einer Spannrollenhalterung angebracht. Ähnlich zum ersten Drehgelenk kann das zweite Drehgelenk eine Vorspanneinrichtung zum Wegdrücken der Grundplatte im Uhrzeigersinn beinhalten. Wie in 6 dargestellt, kann die Vorspanneinrichtung für das zweite Drehgelenk eine Bogenfeder 30 sein, die innerhalb einer Vertiefung der Spannrollenhalterung angeordnet ist. Ein alternatives nicht einschränkendes Beispiel einer anderen Vorspanneinrichtung kann eine Drehstabfeder sein, die an dem ersten Drehgelenk und/oder zweiten Drehgelenk angeordnet ist.
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Die Spannrollenhalterung ist am Zylinderblock, dem Generator und/oder anderem Zubehör oder Motorkomponenten befestigt. Angenommen, dass die Grundplatte schwenkbar an der Spannrollenhalterung gelagert ist, kann die Grundplatte daher zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung schwenken. Der Riemen kann leicht auf die Spannrollen-Riemenscheibe aufgelegt werden, wenn die Grundplatte und der Nocken sich in der zweiten Stellung befinden, vorausgesetzt, dass der Riemen nicht mehr unter Spannung steht.
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Die vorliegende Offenbarung beinhaltet auch ein Verfahren zur Wartung einer Spannrollenanordnung 10. Das Verfahren beinhaltet die Schritte des Schwenkens eines Nockens aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung und anschließend Schwenken einer Grundplatte und einer Spannrollen-Riemenscheibe von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung. Während der Nocken und die Grundplatte sich in ihren jeweiligen zweiten Stellungen befinden, kann ein Benutzer den Riemen einfach abnehmen, da er nicht mehr unter Spannung steht. Weiterhin kann, während der Nocken und die Grundplatte sich in ihren jeweiligen zweiten Stellungen befinden, ein Benutzer einen zweiten Riemen auf der beweglichen Anordnung auflegen. Sobald der neue oder instandgesetzte Riemen auf die verschiedenen Motorantriebs-, angetriebenen und/oder Spannrollen-Riemenscheiben aufgelegt ist, kann der Schwenknocken aus der zweiten Stellung zurück in die erste Stellung während des Schwenkens der Grundplatte und der Spannrollen-Riemenscheibe aus der zweiten Stellung zurück in die erste Stellung zurückbewegt werden. Der Nocken und die Grundplatte können sich daher in einer Eingriffsstellung befinden, wo sie in der ersten Stellung aneinander anliegen und ein Benutzer kann einen Abschlussbolzen an der Grundplatte zum Vervollständigen der Montage und gegen Bewegen der Grundplatte 14 anbringen. Es ist weiterhin verständlich, dass der Nocken und die Grundplatte jeweils eine Anzeige 80, 80' enthalten können, wobei die Markierungen für die Anzeigen 80, 80' (in 4 dargestellt) nebeneinander ausgerichtet sind und ein Benutzer bestimmen kann, ob der Nocken und die Grundplatte hinreichend ineinander eingreifen.
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Die Offenbarung und ihre besonderen Eigenschaften und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen.
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Figurenliste
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Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und der besten Arten zum Ausführen der beschriebenen Offenbarungen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen und angehängten Patentansprüche ersichtlich, in denen:
- 1 eine Frontansicht eines Motors mit der Motorriemenscheibe der vorliegenden Offenbarung ist.
- 2 eine Frontansicht der vorliegenden Offenbarung mit dem Motorriemenscheibensystem in einer ersten Stellung ist.
- 3 eine Frontansicht der vorliegenden Offenbarung mit dem Motorriemenscheibensystem in einer zweiten Stellung ist.
- 4 eine Frontansicht der vorliegenden Offenbarung ist und den Nocken und die Grundplatte in sowohl der ersten wie auch der zweiten Stellung zeigt.
- 5 eine Querschnittsansicht des ersten Drehgelenks ist, die das Nockenmerkmal in der Spannrollenhalterung zeigt.
- 6 eine Frontansicht einer Vertiefung in der Spannrollenhalterung entlang einer Bogenfeder für die Vertiefung ist.
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Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Teile in der Beschreibung der verschiedenen Ansichten der Zeichnungen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER OFFENBARUNG
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Die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen Einzelheiten zu Veranschaulichungszwecken zur Verfügung und unterliegen vielen Variationen bezüglich Zusammensetzung, Struktur und Gestaltung. Es soll dennoch betont werden, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf ein bestimmtes Werkzeug zum Handhaben des Riemens 22 eingeschränkt ist wie dargestellt und beschrieben. Es versteht sich, dass verschiedene Auslassungen und Substitutionen von Äquivalenten in Betracht gezogen werden, wenn die Umstände vorschlagen oder zweckmäßig sein können, aber diese sollen die Anwendung oder die Umsetzung abdecken, ohne vom Geist oder dem Umfang der Ansprüche der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Auch ist es selbstverständlich, dass die hier verwendete Phraseologie und Terminologie für beschreibende Zwecke dienen und nicht als einschränkend angesehen werden sollten.
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Die Begriffe „zuerst“, „zweite," und dergleichen bezeichnen hier keine beliebige Reihenfolge, Größe oder Bedeutung, sondern dienen zur Unterscheidung eines Elements von anderen und die Begriffe „eine“ und „eine" bezeichnen hier keine Einschränkung der Größe, sondern bezeichnen die Gegenwart mindestens einer der genannten Gegenstände.
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Die vorliegende Offenbarung stellt eine Spannrollenanordnung 10 und ein Verfahren bereit, das die Herstellungskosten, die Zeit zum Montieren der Spannrollenanordnung 10, für den Service und/oder Abnehmen eines Riemens 22 verringert. Die neue Spannrollenanordnung 10 geht die Herausforderungen im Zusammenhang mit dem Arbeiten bei begrenztem Platz der Spannrollenanordnung 10 aufgrund der kompakten Art der Gestaltung an.
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Unter Bezugnahme auf 2 wird eine Frontansicht der Spannrollenanordnung 10 in einer ersten Stellung 48 dargestellt, wobei der Riemen 22 in Einbaulage dargestellt ist. Wie dargestellt, verwendet die Spannrollenanordnung 10 eine Spannrollen-Riemenscheibe 11, die an einer schwenkbaren Grundplatte 14 angebracht ist. Die Spannrollen-Riemenscheibe 11 dreht sich um eine Achse, die fest auf der Grundplatte montiert ist. Die Spannrollen-Riemenscheibe 11 ist Teil eines Fahrzeugriemensystems, das beim Regulieren hilft, wie die Riemen von der Kurbelwelle (über die Kurbelwellen-Riemenscheibe 90 in 2) zum Erzeugen von Bewegung in anderen Teilen wie Generator 32 und andere Motoraggregate laufen. Riemen 22 läuft unter anderem auf der Generator-Riemenscheibe 34, der Spannrollen-Riemenscheibe 11 und der Kurbelwellen-Riemenscheibe 90. Diese Motor-Riemen werden häufig als gewundene (Keilrippen-) Riemen 22 bezeichnet, wenn sie über verschiedene Riemenscheiben laufen und sie treiben oft den Kompressor der Klimaanlage, die Servolenkungspumpe und die Lichtmaschine eines Fahrzeugs an.
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Wie in 2 und 3 dargestellt, kann die Spannrollen-Riemenscheibe 11 gedreht werden, sodass sie sich zwischen einer ersten Stellung 48 (2) zu einer zweiten Stellung 50 (3) bewegt, damit der Riemen 22 eingebaut werden kann, wenn die Spannrollen-Riemenscheibe in der zweiten Stellung 50 steht. Zum Bewegen aus der ersten Stellung 48 in die zweite Stellung 50 wird ein Nocken 12 aus dem Weg und um das erste Drehgelenk 16 gedreht, wodurch die Spannrolle und die Grundplatte 14 auch um ein zweites Drehgelenk 18 gedreht werden. Ähnlich zum ersten Drehgelenk 16 kann das zweite Drehgelenk 18 auch eine Kraftausgleichs-Vorspanneinrichtung wie eine Drehstabfeder umfassen, die um das zweite Drehgelenk 18 im Uhrzeigersinn dreht wie in 4 dargestellt. Wenn die Grundplatte 14 nach oben gedreht wird, ist weniger Spannung auf dem Riemen 22, wodurch es wesentlich leichter für einen Benutzer wird, den Riemen 22 von der Riemenscheibe und dem Motor abzunehmen.
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Ein Riemen 22 (neu oder instandgesetzt) kann installiert werden, wenn die Grundplatte 14 und der Nocken 12 sich in der zweiten Stellung 50, wie in 3 dargestellt, befinden, angenommen, dass die vertikale Entfernung sich von Y 36 (dargestellt in 2) zu Y' 38 (dargestellt in 3) ändert. Die vertikale Entfernung Y 36 ist die vertikale Entfernung zwischen der Spannrollen-Riemenscheibe 11 und der Generatorriemenscheibe 34 des Riemens 22 unter Spannung. Wie dargestellt, wird die vertikale Entfernung Y zwischen der Generatorriemenscheibe 34 und der Spannrollen-Riemenscheibe 11 verringert, wenn die Komponenten sich in der zweiten Stellung 50 befinden, wodurch der Riemen 22 die Spannrollen-Riemenscheibe 11 lockerer umgreift und es erleichtert, den Riemen 22 abzunehmen/zu installieren/zu warten. Wenn die Spannrollenanordnung 10 sich in der zweiten Stellung 50 befindet, kann der dehnbare Riemen 22 ohne Spannung aufgelegt werden. Nachdem ein neuer oder reparierter Riemen 22 installiert ist, wird der Nocken 12 an der Grundplatte 14 verdreht, sodass der Nocken 12 sich aus der zweiten Stellung 50 des Nockens zurück in die erste Stellung 48 bewegt. Die Grundplatte 14 und die Spannrollen-Riemenscheibe 11 drehen sich dann um das zweite Drehgelenk 18, bewegen die Spannrollen-Riemenscheibe 11 zurück in die erste Stellung 48, in der der Riemen 22 unter Spannung und eingebaut ist.
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Unter Bezugnahme auf 4 kann der Nocken 12 manuell zwischen der ersten und zweiten Stellung 48, 50 bewegt werden. Der Nocken 12' ist in der zweiten Stellung, während der Nocken 12 in der ersten Stellung ist. Ebenso ist die Grundplatte 14' in der zweiten Stellung, während Grundplatte 14 in der ersten Stellung ist. Eine Verlängerung eines Werkzeugs kann in eine Aufnahmeöffnung 70 oder Aussparung im Nocken 12 zum Drehen des Nockens 12 gegen den Uhrzeigersinn passen. Die Spannrollen-Riemenscheibe 11 und die Grundplatte können sich aus der zweiten Stellung der Grundplatte 14' in die erste Stellung der Grundplatte 14 um das zweite Drehgelenk 18 mit der Drehstabfeder herunterdrehen und dadurch Spannung auf den Riemen 22 aufbringen. Ein Kraftvektor 59 des Riemens 22 unter Spannung hält den Nocken 12 in der eingerückten Stellung, in der eine erste Eingriffsfläche 44 des Nockens 12 vollständig gegen die zweite Eingriffsfläche 46 der Grundplatte 14 anliegt. Weiterhin können wie gezeigt das erste und zweite Drehgelenk 16, 18 jeweils eine Kraftausgleichs-Vorspanneinrichtung 26 wie, jedoch nicht eingeschränkt auf, eine Drehstabfeder beinhalten, sodass der Nocken 12 gegen die Grundplatte 14 über die Kraftausgleichs-Vorspanneinrichtung 26 am ersten Drehgelenk 16 gedrückt wird und die Grundplatte 14 gegen den Nocken 12 über die Kraftausgleichs-Vorspanneinrichtung 26 am zweiten Drehgelenk 18 gedrückt wird. Es versteht sich, dass die Kraftausgleichs-Vorspanneinrichtung 26 am zweiten Drehgelenk 18 auch gegen die Riemenscheiben-Nabenlast reagieren kann. Dementsprechend stellt die Last vom Riemen 22 und gegebenenfalls zusammen mit dem Auswuchtkraft-Vorspannmittel sicher, dass die Grundplatte 14 vollständig am Nocken 12 anliegt. Während die Komponenten in der Eingriffsstellung gehalten werden, kann ein Benutzer einen Abschlussbolzen 24 an der Grundplatte 14 und einer Spannrollenhalterung 21 anbringen. Der Abschlussbolzen 24 befestigt die Grundplatte 14 an der Spannrollenhalterung 21, sodass die Grundplatte 14 sich in der ersten Stellung 48 (oder Eingriffsstellung) befindet.
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Dementsprechend ermöglicht der Nocken 12 wie dargestellt der Spannrollen-Riemenscheibe 11 und der Grundplatte 14 das Drehen um das zweite Drehgelenk 18 in einem kompakten Schwenkradius in die Einbaulage, wobei ein Außenrand 72 des Nockens 12 entlang der zweiten Eingriffsfläche 46 der Grundplatte 14 gleitet, wodurch sich die Grundplatte 14 im Uhrzeigersinn nach unten dreht. Wie in 2 und 3 dargestellt, definiert der Nocken 12 die erste Eingriffsfläche 44, während die Grundplatte 14 die zweite Eingriffsfläche 46 aufweist. Wenn der Nocken 12 vollständig zum Eingriff mit der Grundplatte 14 zum Anwenden von Spannung auf den Riemen 22 in die zweite Stellung 50 gedreht ist, liegt die erste Eingriffsfläche 44 des Nockens 12 an der zweiten Eingriffsfläche 46 der Grundplatte 14 an. Wiederum erlaubt der Kraftvektor 59, der aufgrund des unter Spannung stehenden Riemens 22 auf die Grundplatte 14 einwirkt, diesen rotierenden Komponenten in Eingriff und stationär zu bleiben, sodass ein Mechaniker die Komponenten nicht festhalten muss, während er den Abschlussbolzen 24 befestigt.
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Unter Bezugnahme auf 5 kann der Nocken 12 so ausgelegt sein, dass ein Teil des Nockens 12 die Form eines Vorsprungs 56 aufweist, der in eine Öffnung 64 der Spannrollenhalterung 21 passt. Ein Schwenkstift 54 kann innerhalb einer Nockenbohrung 62 im Vorsprung 56 angeordnet sein. Wie in 5 dargestellt, kann eine Hülse 58 zwischen Schwenkstift 54 und dem Nocken 12/der Spannrollenhalterung 21 angeordnet sein.
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Während mindestens eine exemplarische Ausführungsform in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung dargestellt wurde, versteht es sich, dass es eine große Anzahl an Varianten gibt. Es versteht sich weiterhin, dass die exemplarische Ausführungsform oder die exemplarischen Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration dieser Offenbarung in keiner Weise einschränken sollen. Die vorstehende ausführliche Beschreibung stellt Fachleuten auf dem Gebiet vielmehr einen zweckmäßigen Plan zur Implementierung der exemplarischen Ausführungsform oder von exemplarischen Ausführungsformen zur Verfügung. Es versteht sich, dass verschiedene Veränderungen an der Funktion und der Anordnung von Elementen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung, wie er in den beigefügten Ansprüchen und deren rechtlichen Entsprechungen aufgeführt wird, abzuweichen.
