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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die es ermöglicht, auch im Inneren eines Gebäudes, etwa in einem Haus oder in einer Wohnung, Pflanzen anzubauen. Immer mehr Menschen haben den Wunsch, bei sich zu Hause Pflanzen, insbesondere Gemüsepflanzen, anbauen zu können. Hierzu ist aus der
US 6 219 963 B1 bereits ein ins Erdreich steckbarer Flüssigkeitsbehälter für Bewässerungszwecke vorbekannt. Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, es einem Nutzer zu ermöglichen, in effizienter und zuverlässiger Weise Pflanzen im Inneren eines Gebäudes oder auf einem Balkon anzubauen.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind insbesondere in den abhängigen Patentansprüchen definiert, in nachfolgender Beschreibung beschrieben oder in der beigefügten Zeichnung dargestellt.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Anbau einer Pflanze (z.B. einer Gemüsepflanze oder einer Gewürzpflanze) beschrieben. Die Vorrichtung umfasst einen Stab, der ausgebildet ist, um in Nährboden (z.B. in Pflanzenerde) für eine Pflanze gesteckt zu werden. Der Stab kann zu diesem Zweck an einem unteren Ende eine Spitze aufweisen, um das Einstecken des Stabs in den Nährboden zu erleichtern. Der Stab kann eine Länge aufweisen, die an die erwartete Wachstumshöhe der Pflanze angepasst ist. Beispielsweise kann die Länge des Stabs derart sein, dass ein oberes Ende des Stabs im eingesteckten Zustand die erwartete Wachstumshöhe der Pflanze erreicht oder überschreitet (z.B. um 10%). Der Stab kann ein rundes oder ein eckiges Profil aufweisen. Außerdem umfasst die Vorrichtung einen an dem Stab angeordneten und/oder befestigten Flüssigkeitsbehälter zur Aufnahme von Flüssigkeit (z.B. zur Aufnahme von Wasser, in dem ggf. Dünger und/oder Pflanzenschutzmittel gelöst sein kann). Der Flüssigkeitsbehälter ist ausgebildet, Flüssigkeit zur Bewässerung des Nährbodens aufzunehmen und (bei Bedarf und/oder dosiert) bereitzustellen. Dabei kann die Vorrichtung eingerichtet sein, die Menge an bereitgestellter Flüssigkeit zu verändern bzw. einzustellen. Insbesondere kann die Vorrichtung, insbesondere der Flüssigkeitsbehälter, ein Ventil umfassen, das eingerichtet ist, die Menge an Flüssigkeit, die pro Zeiteinheit aus dem Flüssigkeitsbehälter bereitgestellt wird, einzustellen bzw. zu verändern. Das Ventil kann ggf. durch eine Steuereinheit der Vorrichtung angesteuert werden, um die Menge an bereitgestellter Flüssigkeit zu verändern. Die Flüssigkeit kann über einen Schlauch aus dem Flüssigkeitsbehälter zu dem Nährboden geführt werden.
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Der Flüssigkeitsbehälter umschließt bevorzugt zumindest teilweise den Stab. Insbesondere kann sich eine dem Stab zugewandte Wand des Flüssigkeitsbehälters entlang zumindest 30%, 40%, 50% oder mehr des Umfangs des Stabs erstrecken. Durch einen derart angeordneten Flüssigkeitsbehälter kann das Gewicht der Flüssigkeit innerhalb des Flüssigkeitsbehälters möglichst gleichmäßig entlang des Umfangs des Stabs verteilt werden. So können Kräfte, die von der Flüssigkeit bewirkt werden und die senkrecht zu der Achse des Stabs verlaufen (und somit ein Umkippen des Stabs bewirken können) reduziert werden. Folglich kann durch eine derartige Anordnung des Flüssigkeitsbehälters die Stabilität der Vorrichtung erhöht werden.
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Des Weiteren kann die Vorrichtung eine mit dem Stab verbundene Lichtquelle (z.B. eine Lichtquelle mit ein oder mehreren LEDs (lichtemittierenden Dioden)) umfassen, die eingerichtet ist, Licht zur Beleuchtung der Pflanze zu generieren. Die Lichtquelle kann eingerichtet sein, eine Eigenschaft (insbesondere das Spektrum und/oder die Intensität) des generierten Lichtes zu verändern. Dabei ist die Lichtquelle bevorzugt derart mit dem Stab verbunden, dass die Abstrahlrichtung des generierten Lichts verändert bzw. flexibel eingestellt werden kann. Beispielsweise kann die Lichtquelle über einen biegbaren Steg und/oder über ein Gelenk mit dem Stab verbunden sein, um die Abstrahlrichtung des Lichts zu verändern. So kann eine flexible und zuverlässige Beleuchtung einer Pflanze ermöglicht werden.
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Die Lichtquelle und der Flüssigkeitsbehälter können an einander entgegengesetzten Seiten des Stabs angeordnet sein. So können die senkrecht auf die Achse des Stabs wirkenden Kräfte reduziert bzw. ausgeglichen werden, um eine stabile Positionierung der Vorrichtung zu ermöglichen.
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Es wird somit eine kompakte Vorrichtung beschrieben, die in flexibler Weise in einen separaten Pflanzenbehälter gesteckt werden kann, um ein oder mehrere Anbaubedingungen einer Pflanze in dem Pflanzenbehälter einzustellen. Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht somit einen effizienten und zuverlässigen Anbau von Pflanzen im Inneren eines Gebäudes bzw. auf einem Balkon.
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Die Vorrichtung kann eine Steuereinheit (z.B. mit einem Mikroprozessor) umfassen, die eingerichtet ist, die Lichtquelle und/oder das Ventil des Flüssigkeitsbehälters anzusteuern. So können die Ist-Anbaubedingungen einer Pflanze (z.B. die Beleuchtungssituation und/oder der Feuchtigkeitsgrad des Nährbodens) in präziser Weise eingestellt werden. Beispielsweise kann das Spektrum des Lichts mit der Zeit verändert werden (z.B. in Abhängigkeit von dem Entwicklungsstadium der Pflanze). Alternativ oder ergänzend kann ggf. der Feuchtigkeitsgrad des Nährbodens auf einen bestimmten Sollwert eingestellt (insbesondere geregelt) werden.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, Anbaudaten in Bezug auf ein oder mehrere Soll-Anbaubedingungen für die Pflanze zu ermitteln. Die Anbaudaten können z.B. Sollwerte für ein oder mehrere Eigenschaften des generierten Lichtes und/oder für die Menge an bereitgestellter Flüssigkeit als Funktion der Zeit anzeigen. Die Anbaudaten können z.B. auf einer Speichereinheit der Vorrichtung und/oder über ein Kommunikationsmodul der Vorrichtung bereitgestellt werden. Die Steuereinheit kann dann eingerichtet sein, die Menge an Flüssigkeit, die dem Nährboden aus dem Flüssigkeitsbehälter zugeführt wird, und/oder eine Eigenschaft (z.B. die Intensität und/oder das Spektrum) des von der Lichtquelle generierten Lichts in Abhängigkeit von den Anbaudaten einzustellen (z.B. im Laufe der Zeit zu verändern). So kann die Qualität von angebauten Pflanzen erhöht werden.
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Die Vorrichtung kann ferner ein oder mehrere an dem Stab angeordnete Sensoren umfassen, die eingerichtet sind, Sensordaten in Bezug auf eine (Ist-) Anbaubedingung für die Pflanze zu erfassen. Die ein oder mehreren Sensoren können einen Feuchtigkeitssensor umfassen, der eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf einen Grad an Feuchtigkeit bzw. einen Feuchtigkeitsgrad des Nährbodens zu erfassen. Der Feuchtigkeitssensor kann in einem Bereich des Stabs angeordnet sein, der in den Nährboden gesteckt wird. Alternativ oder ergänzend können der Stab bzw. die Vorrichtung einen Lichtsensor umfassen, der eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf eine Beleuchtungssituation in einem Umfeld der Pflanze zu erfassen. Der Beleuchtungssensor kann in einem Bereich des Stabs angeordnet sein, der nicht in den Nährboden gesteckt wird. Alternativ oder ergänzend kann der Stab einen Sensor umfassen, der eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf einen Säuregehalt, einen Basengehalt und/oder einen pH-Wert des Nährbodens zu erfassen. Dieser Sensor (z.B. ein pH Sensor) kann in einem Bereich des Stabs angeordnet sein, der in den Nährboden gesteckt wird. Durch die Bereitstellung von ein oder mehreren Sensoren kann die Qualität der angebauten Pflanzen erhöht werden.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, eine Eigenschaft (z.B. das Spektrum und/oder die Intensität) des von der Lichtquelle generierten Lichts und/oder die Menge der zur Bewässerung des Nährbodens bereitgestellten Flüssigkeit in Abhängigkeit von den Sensordaten zu verändern. Insbesondere können die Menge an bereitgestellter Flüssigkeit in Abhängigkeit von den Sensordaten des Flüssigkeitssensors und/oder eine Eigenschaft des Lichts in Abhängigkeit von den Sensordaten des Beleuchtungssensors verändert werden. So kann die Qualität der angebauten Pflanzen weiter erhöht werden.
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Die Vorrichtung kann zumindest eine Solarzelle umfassen, die eingerichtet ist, auf Basis von elektromagnetischer Strahlung (z.B. auf Basis von Tagesslicht) elektrische Energie für den Betrieb der Vorrichtung zu generieren. Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung einen elektrischen Energiespeicher (z.B. eine Batterie) umfassen, der eingerichtet ist, elektrische Energie für den Betrieb der Vorrichtung zu speichern. Insbesondere kann die von der Solarzelle generierte elektrische Energie in dem Energiespeicher gespeichert werden. Es kann somit eine Vorrichtung mit einer flexiblen Energieversorgung bereitgestellt werden, um die Flexibilität der beschriebenen Vorrichtung zum Anbau von Pflanzen zu erhöhen. Natürlich kann die Vorrichtung auch ein Kabel mit Stecker aufweisen, um über eine Haushaltssteckdose mit elektrischer Energie versorgbar zu sein.
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Die Vorrichtung kann ein Kommunikationsmodul umfassen, das eingerichtet ist, über eine drahtlose Kommunikationsverbindung (z.B. WLAN, 3G, 4G, etc.) Daten zu senden und/oder zu empfangen. Beispielsweise können über das Kommunikationsmodul Sensordaten der ein oder mehreren Sensoren versendet werden (z.B. an ein persönliches elektronisches Gerät, etwa ein Smartphone, eines Nutzers der Vorrichtung). So kann eine zuverlässige und komfortable Überwachung des Anbaus von Pflanzen ermöglicht werden. Alternativ oder ergänzend können Daten zur Steuerung der Vorrichtung (z.B. die Anbaudaten für eine Pflanze) über das Kommunikationsmodul empfangen werden. So kann ein zuverlässiger und komfortabler Betrieb der Vorrichtung ermöglicht werden.
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Es ist zu beachten, dass jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtung in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden können. Insbesondere können die Merkmale der Patentansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
- 1 eine beispielhafte Vorrichtung zum Anbau von Pflanzen in einer Seitenansicht; und
- 2 eine beispielhafte Vorrichtung zum Anbau von Pflanzen in einer Draufsicht.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit dem effizienten und zuverlässigen Anbau von Pflanzen, etwa von Gemüse, im Inneren eines Gebäudes oder auf einem Balkon. In diesem Zusammenhang zeigt 1 eine beispielhafte Vorrichtung 100 zum Anbau von Pflanzen 122. Die Pflanzen 122 können in einem Pflanzenbehälter 120, z.B. in einem Pflanzenkübel oder einem Pflanzenkasten, mit Nährboden 121 angeordnet sein. Der Pflanzenbehälter 120 kann dabei getrennt von der Vorrichtung 100 bereitgestellt werden.
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Die Vorrichtung 100 umfasst einen Stab 101, insbesondere einen Spieß, der in den Nährboden 121 (z.B. in Pflanzenerde) eines Pflanzenbehälters 120 gesteckt werden kann. Zu diesem Zweck kann an einem unteren Ende des Stabs 101 eines Spitze 102 angeordnet sein, mit der der Stab 101 in den Nährboden 121 gesteckt werden kann. An dem Stab 101 können ein oder mehrere Komponenten zur Versorgung einer Pflanze 122 angeordnet bzw. befestigt sein. Es wird somit eine kompakte Vorrichtung 100 zum zuverlässigen Anbau von Pflanzen 122 bereitgestellt.
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An dem Stab 101 kann insbesondere ein Flüssigkeitsbehälter 103 zur Aufnahme einer Flüssigkeit 113 (insbesondere zur Aufnahme von Wasser) angeordnet sein. Die Flüssigkeit 113 kann über ein Ventil 106 und ggf. über einen Schlauch 105 zu dem unteren Ende des Stabs 101 (insbesondere zu der Spitze 102) geführt werden. Somit kann Flüssigkeit 113 aus dem Flüssigkeitsbehälter 103 zu dem Nährboden 121 geführt werden. Mittels des Ventils 106 kann die Menge an Flüssigkeit 113, die aus dem Flüssigkeitsbehälter 103 bereitgestellt wird, dosiert werden. Ggf. kann eine Pumpe (nicht dargestellt) bereitgestellt werden, um Flüssigkeit 113 aus dem Flüssigkeitsbehälter 103 zu pumpen. In der Flüssigkeit 113 kann ein Düngemittel gelöst sein, um eine Pflanze 122 mit (ggf. zusätzlichen) Nährstoffen zu versorgen.
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An dem Stab 101 kann ferner eine Lichtquelle 104 angeordnet sein. Insbesondere kann die Vorrichtung 100 einen Schirm 112 aufweisen, wobei an der nach unten orientierten Seite des Schirms 112 eine Lichtquelle 104 angeordnet sein kann. Die Lichtquelle 104, insbesondere der Schirm 112, kann über einen biegsamen Steg 115 mit dem Stab 101 verbunden sein, um eine flexible Ausrichtung der Lichtquelle 104 zu ermöglichen. Eine Eigenschaft des von der Lichtquelle 104 bereitgestellten Lichts 114, insbesondere das Frequenzspektrum bzw. die Farbe des Lichts 114 und/oder die Intensität des Lichts 114, kann dabei ggf. veränderbar sein. Beispielsweise kann das ausgestrahlte Licht 114 an den Entwicklungszustand einer belichteten Pflanze 112 angepasst werden. Die Lichtquelle 104 kann ein oder mehrere LEDs (lichtemittierende Dioden) umfassen.
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Die Vorrichtung 100 kann ein oder mehrere Sensoren 108 aufweisen, die eingerichtet sind, Sensordaten in Bezug auf eine (Ist-) Anbaubedingung für eine Pflanze 122 zu erfassen. Beispielhafte Sensoren 108 sind:
- • ein Feuchtigkeitssensor, der eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf die Feuchtigkeit in der Umgebung der Pflanze 122 (z.B. die Luftfeuchtigkeit und/oder die Feuchtigkeit des Nährbodens 121) zu erfassen;
- • einen Säure- bzw. Basensensor, der eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf einen Säuregrad bzw. auf einen Basengrad des Nährbodens 121 (z.B. einen pH-Wert) zu erfassen; und/oder
- • einen Lichtsensor, der eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf die Lichtverhältnisse in der Umgebung der Vorrichtung 100 zu erfassen.
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Der Feuchtigkeitssensor und/oder der Säure- bzw. Basensensor 108 können z.B. an dem unteren Ende des Stabs 101 angeordnet sein. Der Lichtsensor 108 kann z.B. am Schirm 112 (insbesondere an der Oberseite des Schirms 112) angeordnet sein.
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Die Vorrichtung 100 kann außerdem eine Steuereinheit 111 umfassen, die eingerichtet ist, ein oder mehrere Versorgungskomponenten 103, 104 der Vorrichtung 100 zur Versorgung einer Pflanze 122 in Abhängigkeit von den Sensordaten der ein oder mehreren Sensoren 108 zu steuern bzw. zu regeln. Beispielsweise kann die Menge an Flüssigkeit 113, die einer Pflanze 112 aus dem Flüssigkeitsbehälter 103 zugeführt wird, in Abhängigkeit von den Sensordaten des Feuchtigkeitssensors 108 angepasst werden. Zu diesem Zweck kann die Steuereinheit 111 das Ventil 106 des Flüssigkeitsbehälters 103 in Abhängigkeit von den Sensordaten ansteuern. Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit 111 eingerichtet sein, die Lichtquelle 104 in Abhängigkeit von den Sensordaten des Lichtsensors 108 anzupassen. Durch die Bereitstellung und Berücksichtigung von Sensordaten kann ein zuverlässiger Anbau von Pflanzen 122 ermöglicht werden.
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Die Vorrichtung 100 kann über ein Stromkabel (nicht dargestellt) mit elektrischer Energie versorgt werden. Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung 100 ein oder mehreren Solarzellen 110 umfassen, die eingerichtet sind, auf Basis einer Umgebungsbeleuchtung elektrische Energie zu erzeugen. Die elektrische Energie kann in einem Energiespeicher 109 (z.B. in einer Lithium-Ionen-Batterie) gespeichert werden. Der Energiespeicher 109 kann an oder in dem Stab 101 angeordnet sein. Die ein oder mehreren Solarzellen 110 können an der Oberseite des Schirms 112 angeordnet sein. Durch die Bereitstellung von ein oder mehreren Solarzellen 110 kann ein autonomer Betrieb der Vorrichtung 100 ermöglicht werden.
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Die Vorrichtung 100 kann ferner ein Kommunikationsmodul 116 (z.B. ein WLAN (Wireless Local Area Network) Modul und/oder ein Modul für drahtlose zellulare Kommunikation, etwa ein 2G, 3G oder 4G Modul) umfassen. Das Kommunikationsmodul 116 kann eingerichtet sein, Daten an einen entfernten Kommunikationspartner (z.B. ein Smartphone eines Nutzers) zu senden oder von einem entfernten Kommunikationspartner zu empfangen. Beispielsweise können Daten in Bezug auf den Zustand einer Pflanze 122 und/oder in Bezug auf die Sensordaten an einen entfernten Kommunikationspartner gesendet werden. Alternativ oder ergänzend können Steuerdaten (z.B. zur Steuerung der Flüssigkeitszufuhr und/oder zur Steuerung der Lichtquelle 104) von dem entfernten Kommunikationspartner empfangen werden. Das Kommunikationsmodul 116 ermöglicht es somit einem Nutzer, aus der Ferne den Zustand einer Pflanze 122 zu überwachen und ggf. die Vorrichtung 100 aus der Ferne zu steuern.
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2 zeigt die Vorrichtung 100 in einer Draufsicht von oben. Insbesondere zeigt 2 eine Solarzelle 110 zur Bereitstellung von elektrischer Energie für die Vorrichtung 100. Des Weiteren veranschaulicht 2 das senkrecht zu der Achse des Stabs 101 verlaufende Profil des Flüssigkeitsbehälters 103. Der Flüssigkeitsbehälter 103 ist bevorzugt zumindest teilweise um den Stab 101 der Vorrichtung 100 herum angeordnet sein, um eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Gewichts der Flüssigkeit 113 um den Stab 101 herum zu erreichen. Durch eine derartige Anordnung des Flüssigkeitsbehälters 103 kann ein sicheres Aufstellen der Vorrichtung 100 innerhalb eines Pflanzenbehälters 120 ermöglicht werden (auch ohne, dass das untere Ende des Stabs 101 weit in die Nährboden 121 gesteckt werden muss). Durch die Verwendung eines Flüssigkeitsbehälters 103, der sich zumindest teilweise um den Stab 101 schlingt (z.B. um 30%, 40%, 50% oder mehr des Umfangs des Stabs 101), kann somit die Vorrichtung 100 weiter verkleinert werden (insbesondere kann der Stab 101 der Vorrichtung 100 verkürzt werden).
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Wie bereits oben dargelegt, kann die Steuereinheit 111 eingerichtet sein, die ein oder mehreren Versorgungskomponenten 103, 104 der Vorrichtung 100 in variabler Weise anzusteuern. Ggf. kann die Steuereinheit 111 auf Anbaudaten zugreifen (z.B. über das Kommunikationsmodul 116), wobei die Anbaudaten die (Soll-) Menge an Flüssigkeit 113 und/oder ein oder mehrere (Soll-) Eigenschaften des Lichtes 114 (z.B. das Frequenzspektrum und/oder die Intensität) anzeigen, die für eine Pflanze 122 bereitgestellt werden sollen. Die Anbaudaten können die (Soll-) Menge an Flüssigkeit 113 und/oder die ein oder mehreren (Soll-) Eigenschaften des Lichtes 114 als Funktion der Zeit anzeigen. Die ein oder mehreren Versorgungskomponenten 103, 104 können dann in Abhängigkeit von den Anbaudaten angesteuert werden. So kann ein besonders zuverlässiger Anbau von Pflanzen 122 ermöglicht werden.
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Es wird somit in diesem Dokument eine kompakte, kosteneffiziente und flexible Vorrichtung 100 für einen zuverlässigen Anbau von Pflanzen 122 beschrieben.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Vorrichtung veranschaulichen sollen.
