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Querverweis auf verwandte Anwendungen
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Die vorliegende Anmeldung basiert auf, und beansprucht die Priorität, einer Anmeldung mit dem Aktenzeichen 202011057193.6 und dem Anmeldedatum vom 29. September 2020, deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme in vollem Umfang in den vorliegenden Text aufgenommen wird.
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Gebiet des Maschinenbaus, und betrifft insbesondere eine Doppelrad-Schachtfräse und eine Abweichungskorrekturvorrichtung für eine solche Fräse.
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Hintergrund der Erfindung
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Die Doppelrad-Schachtfräse ist eine unter der Erde arbeitende Fräse zum Fräsen eines Schachtes mit kontinuierlicher Wand für eine maximale Arbeitstiefe von mehr als 150 m. Um die Schachtfräsgenauigkeit in großer Tiefe zu verbessern, ist die Doppelrad-Schachtfräse mit einer Abweichungskorrekturvorrichtung ausgestattet, die eine Abweichung des Fräsenträgers in Echtzeit korrigieren kann, wenn der Fräsenträger aufgrund von Ursachen wie zum Beispiel einer Veränderung der Bodenschichten im Schacht verkantet.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Nach dem Studium des Standes der Technik erkannte der Erfinder, dass beim Fräsen von hartem Gestein ein Gesteinsvorsprung (oder eine „Totzone“) in der Mitte einer Gesteinswand zurückbleibt, der durch den Steinbrechmechanismus des Fräsrades verursacht wird. Einerseits drückt der Gesteinsvorsprung eine Drückplatte einer Abweichungskorrekturvorrichtung während der Korrektur zusammen, was zu einer Verformung der Drückplatte führt und so die Stabilität der Abweichungskorrektur und die Schachtfräsgenauigkeit beeinträchtigt. Andererseits kann der Gesteinsvorsprung zu einem Verklemmen des Fräsenträgers führen, was die Effizienz der Hartgesteinsfräsung beeinträchtigt.
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Vor dem Hintergrund der oben dargelegten Probleme stellt die vorliegende Offenbarung eine Doppelrad-Schachtfräse und eine Abweichungskorrekturvorrichtung für eine solche Fräse bereit, um eine Stabilität der Abweichungskorrektur sowie die Schachtfräsgenauigkeit der Abweichungskorrekturvorrichtung zu verbessern.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt eine Abweichungskorrekturvorrichtung für eine Doppelrad-Schachtfräse bereit, die umfasst:
- eine Drückplatte, die eine untere Platte umfasst sowie eine obere Platte umfasst, die sich über der unteren Platte befindet und mit einem Vermeidungsschlitz versehen ist, der entlang einer Längsrichtung ausgebildet ist.
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In einigen Ausführungsformen umfasst die obere Platte zwei obere Teilplatten, die sich jeweils auf einer von zwei Seiten des Vermeidungsschlitzes befinden, und ein Spalt zwischen den beiden oberen Teilplatten bildet den Vermeidungsschlitz.
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In einigen Ausführungsformen verläuft der Vermeidungsschlitz durch die obere Platte in einer Richtung ihrer Dicke.
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In einigen Ausführungsformen umfasst die Abweichungskorrekturvorrichtung des Weiteren einen Abweichungskorrekturkörper, der an einer Unterseite der Drückplatte angeordnet ist, wobei die untere Platte drehbar mit dem Abweichungskorrekturkörper verbunden ist und ein oberes Längsende der unteren Platte in Richtung des Abweichungskorrekturkörpers gebogen ist, um einen Raum zwischen der unteren Platte und dem Abweichungskorrekturkörper zu bedecken.
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In einigen Ausführungsformen umfasst der Vermeidungsschlitz einen aufgeweiteten Abschnitt, der sich an einem unteren Längsende befindet.
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In einigen Ausführungsformen umfasst der Vermeidungsschlitz einen aufgeweiteten Abschnitt, der sich an einem oberen Längsende befindet.
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In einigen Ausführungsformen umfasst die Drückplatte zwei obere Teilplatten, die sich jeweils auf einer von zwei Seiten des Vermeidungsschlitzes befinden, und eine Oberseite jeder der oberen Teilplatten umfasst geneigte Abschnitte, die sich an den Längsenden befinden.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt eine Doppelrad-Schachtfräse bereit, welche die im ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung bereitgestellte Abweichungskorrekturvorrichtung umfasst.
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In einigen Ausführungsformen umfasst die Doppelrad-Schachtfräse des Weiteren einen Fräsenträger und Fräsräder, die an einer Unterseite des Fräsenträgers angeordnet sind, wobei der Fräsenträger eine quadratische Struktur aufweist und zwei gegenüberliegende erste Seitenflächen parallel zu einer Achse des Fräsrades und zwei gegenüberliegende zweite Seitenflächen senkrecht zu der Achse des Fräsrades umfasst, und die ersten Seitenflächen mit den Abweichungskorrekturvorrichtungen ausgestattet sind.
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Auf der Grundlage der technischen Lösungen, die durch die vorliegende Offenlegung bereitgestellt werden, umfasst die Abweichungskorrekturvorrichtung eine Drückplatte, und eine obere Platte der Drückplatte ist mit einem Vermeidungsschlitz versehen, der entlang einer Längsrichtung ausgebildet ist. Während des Betriebes der Abweichungskorrekturvorrichtung der vorliegenden Offenbarung tritt ein Gesteinswandvorsprung an einer Schachtwand in den Vermeidungsschlitz ein, um zu verhindern, dass die Drückplatte der Abweichungskorrekturvorrichtung mit dem Gesteinswandvorsprung extrudiert wird, wodurch eine Beeinträchtigung der Stabilität der Abweichungskorrektur und der Schachtfräsgenauigkeit vermieden wird.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher.
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Figurenliste
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Um die technischen Lösungen in den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung oder im Stand der Technik verständlicher zu erläutern, werden im Folgenden kurz die für die Beschreibung der Ausführungsformen oder des Standes der Technik erforderlichen Zeichnungen vorgestellt. Es versteht sich, dass die in der folgenden Beschreibung zu Hilfe genommenen Zeichnungen nur einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen und dass der Durchschnittsfachmann auf der Grundlage dieser Zeichnungen ohne erfinderischen Schritt auch andere Zeichnungen erstellen kann.
- 1 ist eine schematische Darstellung der Struktur einer Doppelrad-Schachtfräse in einer Vorderansicht gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung;
- 2 ist eine schematische Darstellung der Struktur einer Doppelrad-Schachtfräse in einer Seitenansicht gemäß der in 1 veranschaulichten Ausführungsform;
- 3 ist eine schematische Darstellung, wie ein Fräsenträger der Doppelrad-Schachtfräse gemäß der in 1 veranschaulichten Ausführungsformen verkantet ist;
- 4 ist eine schematische Darstellung der vergrößerten Struktur der Doppelrad-Schachtfräse in einer Draufsicht gemäß der in 1 veranschaulichten Ausführungsform;
- 5 ist eine schematische Darstellung einer Struktur einer ersten Abweichungskorrekturvorrichtung an einem Fräsenträger gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 6 ist eine schematische Darstellung einer Struktur der ersten Abweichungskorrekturvorrichtung in 5 in einer Vorderansicht; und
- 7 ist eine schematische Darstellung einer Struktur der ersten Abweichungskorrekturvorrichtung in 5 in einer Seitenansicht.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
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Um die Aufgaben, technischen Lösungen und Vorteile der vorliegenden Offenbarung zu verdeutlichen, werden die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung anhand der folgenden Ausführungsformen unter Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es versteht sich, dass die hier beschriebenen konkreten Ausführungsformen nur zur Erläuterung und nicht zur Einschränkung der vorliegenden Offenbarung dienen.
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Wie in den 1 und 2 veranschaulicht, umfasst die Doppelrad-Schachtfräse dieser Ausführungsform einen Fräsenträger 4, Fräsräder 6, die an der Unterseite des Fräsenträgers 4 angeordnet sind, und Abweichungskorrekturvorrichtungen, die an Seitenflächen des Fräsenträgers 4 angeordnet sind. Die Doppelrad-Schachtfräse befindet sich innerhalb von Schachtwänden 5.
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Wie in 3 veranschaulicht, werden, wenn der Fräsenträger 4 innerhalb der Schachtwände verkantet, die Drückplatten der Abweichungskorrekturvorrichtungen, die sich an einer unteren linken Ecke und einer oberen rechten Ecke befinden, jeweils in den durch die Pfeile angegebenen Richtungen unter der Wirkung jeweiliger Ölzylinder herausgeschoben (jede Herausschieberichtung verläuft senkrecht zu einer Seitenplatte des Fräsenträgers), bis die Drückplatten gegen die Schachtwände stoßen. In dem Moment erzeugen die Schachtwände Reaktionskräfte an den Drückplatten. Da die Ölzylinder und die Drückplatten kontinuierlich herausgeschoben werden, bewirken die durch die Schachtwände an den Drückplatten der Abweichungskorrekturvorrichtungen erzeugten Reaktionskräfte, dass sich der Fräsenträger 4 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, bis er einen vertikalen Zustand erreicht.
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Der Fräsenträger 4 der Doppelrad-Schachtfräse dieser Ausführungsform hat eine quadratische Struktur und umfasst vier Seitenflächen, die den gesamten Umfang umschließen. Die vier Seitenflächen umfassen zwei erste Seitenflächen parallel zu einer Achse der Fräsräder 6 und zwei zweiten Seitenflächen senkrecht zu der Achse der Fräsräder 6. Die erste Seitenfläche ist mit einer ersten Abweichungskorrekturvorrichtung 1 versehen, und die zweite Seitenfläche ist mit einer zweiten Abweichungskorrekturvorrichtung 2 versehen. Wie in 4 veranschaulicht, ist ein erster Gesteinswandvorsprung 51 an einer ersten Schachtwand parallel zur Achse des Fräsrades 6 ausgebildet, und ein zweiter Gesteinswandvorsprung 52 ist an einer zweiten Schachtwand senkrecht zur Achse des Fräsrades 6 ausgebildet. Die beiden zweiten Abweichungskorrekturvorrichtungen 2, die an einer selben Seitenfläche des Fräsenträgers 4 angeordnet sind, befinden sich jeweils auf einer der beiden Seiten des zweiten Gesteinswandvorsprungs 52. Während des Betriebes sind die zweite Abweichungskorrekturvorrichtung 2 und der zweite Gesteinswandvorsprung 52 voneinander getrennt, so dass der zweite Gesteinswandvorsprung 52 keinen Einfluss auf die Wirkung der zweiten Abweichungskorrekturvorrichtung 2 hat. Der erste Gesteinswandvorsprung 51 befindet sich jedoch in der Mitte der ersten Abweichungskorrekturvorrichtung 1, so dass der erste Gesteinswandvorsprung 51 die Abweichungskorrektur durch die erste Abweichungskorrekturvorrichtung 1 beeinträchtigt.
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Um das oben dargelegte Problem zu lösen, verbessert - wie in den 5 bis 7 veranschaulicht - eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die erste Abweichungskorrekturvorrichtung 1, die eine Drückplatte 12 umfasst, die mit einem Vermeidungsschlitz 124 versehen ist, der entlang einer Längsrichtung X ausgebildet ist.
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Während des Betriebes der ersten Abweichungskorrekturvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform tritt - unter Bezug auf 4 - der erste Gesteinswandvorsprung 51 an der Schachtwand 5 in den Vermeidungsschlitz 124 ein, um zu verhindern, dass die Drückplatte 12 der ersten Abweichungskorrekturvorrichtung 1 mit dem ersten Gesteinswandvorsprung 51 extrudiert wird, wodurch eine Beeinträchtigung der Stabilität der Abweichungskorrektur und der Schachtfräsgenauigkeit vermieden wird. Darüber hinaus ändert die Drückplatte 12 dieser Ausführungsform einen Kontakt zwischen einer Ebene der Drückplatte und der Gesteinswand von einem punktförmigen Kontakt zu einem Kontakt, der aus zwei parallelen Linien besteht, wodurch die Stabilität der Abweichungskorrektur verbessert wird, während der Vorsprung der Gesteinswand vermieden wird.
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Genauer gesagt, umfasst in dieser Ausführungsform, wie in 6 veranschaulicht, die Drückplatte 12 eine untere Platte 121 und eine obere Platte, die auf der unteren Platte 121 angeordnet und mit dem Vermeidungsschlitz 124 versehen ist.
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In dieser Ausführungsform sind die untere Platte 121 und die obere Platte separat ausgebildet, und dass sich die obere Platte „auf der unteren Platte 121“ befindet, meint, dass die obere Platte dieser Ausführungsform in einer Dickenrichtung über die untere Platte 121 gestapelt ist. Darüber hinaus ist die obere Platte dieser Ausführungsform mit der unteren Platte 121 durch eine Verbindungsvorrichtung 123 verbunden, die eine abnehmbare Struktur oder eine nicht-abnehmbare Struktur ist.
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In anderen, in den Zeichnungen nicht veranschaulichten Ausführungsformen sind die untere Platte und die obere Platte jedoch integral ausgebildet, um die Drückplatte zu bilden, und es gibt keinen Unterschied zwischen der unteren und der oberen Platte in Dickenrichtung der Drückplatte. Der Vermeidungsschlitz kann direkt an einer Oberseite in Dickenrichtung der Drückplatte geöffnet sein. Die integral ausgebildete Drückplatte kann zum Beispiel durch Schmieden usw. hergestellt werden.
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In einigen Ausführungsformen umfasst die obere Platte zwei obere Teilplatten 122, die sich jeweils auf einer von zwei Seiten des Vermeidungsschlitzes 124 befinden, und ein Spalt zwischen den beiden oberen Teilplatten 122 bildet den Vermeidungsschlitz 124. Genauer gesagt, sind in dieser Ausführungsform, wie in 6 veranschaulicht, die beiden oberen Teilplatten 122 unabhängig voneinander bereitgestellt. Darüber hinaus sind die beiden oberen Teilplatten 122 jeweils über die Verbindungsvorrichtung 123 mit zwei Querseiten der unteren Platte 121 verbunden. In diesem Fall verläuft der Vermeidungsschlitz 124 direkt durch die obere Platte in der Richtung ihrer Dicke. In anderen Ausführungsformen kann die obere Platte auch mehr als drei Teilplatten umfassen, die unabhängig voneinander bereitgestellt sind, solange der Vermeidungsschlitz gebildet werden kann. Außerdem ist die Anzahl der Teilplatten nicht begrenzt.
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In anderen, in den Zeichnungen nicht veranschaulichten Ausführungsformen sind die beiden oberen Teilplatten integral ausgebildet. In diesem Fall sind die beiden oberen Teilplatten integral ausgebildet und miteinander verbunden. Zum Beispiel kann ein Vermeidungsschlitz direkt in der Mitte der oberen Platte geöffnet sein. Darüber hinaus kann der Vermeidungsschlitz gegebenenfalls durch die obere Platte in ihrer Dickenrichtung verlaufen, solange entweder eine Breite oder eine Tiefe des Vermeidungsschlitzes größer ist als eine Breite oder eine Höhe des ersten Gesteinswandvorsprungs, um den Vermeidungseffekt zu erreichen.
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Der Vermeidungsschlitz 124 dieser Ausführungsform ist so konfiguriert, dass er den ersten Gesteinswandvorsprung 51 aufnimmt, um den Vermeidungseffekt zu erreichen. Genauer gesagt, ist in dieser Ausführungsform entweder die Breite oder die Tiefe des Vermeidungsschlitzes 124 größer als entweder die Höhe oder die Breite des ersten Gesteinswandvorsprungs 51, um den Vermeidungseffekt zu erreichen.
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Die Seitenwände des Vermeidungsschlitzes 124 dieser Ausführungsform werden durch die Seitenflächen der an den beiden Seiten angeordneten oberen Teilplatten 122 gebildet. In dieser Ausführungsform ist die Seitenfläche der oberen Teilplatte 122 relativ zu ihrer Oberseite geneigt. Genauer gesagt, wird ein stumpfer Winkel zwischen der Seitenfläche der oberen Teilplatte 122 und ihrer Oberseite gebildet.
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Wie in 6 veranschaulicht, umfasst der Vermeidungsschlitz 124 dieser Ausführungsform einen aufgeweiteten Abschnitt 1241 an einem unteren Längsende. Während des Betriebes der ersten Abweichungskorrekturvorrichtung 1 tritt der erste Gesteinswandvorsprung 51 von dem aufgeweiteten Abschnitt 1241 her in den Vermeidungsschlitz 124 ein. Der aufgeweitete Abschnitt 1241 soll dafür sorgen, dass der erste Gesteinswandvorsprung 51 sanft in den Vermeidungsschlitz 124 hineingeführt wird, ohne sich in dem Vermeidungsschlitz 124 zu verklemmen.
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Der Vermeidungsschlitz 124 dieser Ausführungsform umfasst des Weiteren einen aufgeweiteten Abschnitt, der sich an einem oberen Längsende befindet, so dass die oberen und unteren Abweichungskorrekturvorrichtungen dieser Ausführungsform symmetrisch zueinander sind, ohne dass sie bei der Montage voneinander unterschieden werden müssen, wodurch die Effizienz verbessert wird.
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Wie in 7 veranschaulicht, umfasst die Oberseite der oberen Teilplatte 122 dieser Ausführungsform geneigte Abschnitte 1221 an den Längsenden, um eine Scherkraft zu verringern, die während des Fräsens auf die obere Teilplatte 122 und die Verbindungsvorrichtung 123 wirkt, und zu verhindern, dass die obere Teilplatte 122 und die Verbindungsvorrichtung 123 beschädigt werden.
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Bevorzugt ist ein planer Abschnitt 1222 der Oberseite der oberen Teilplatte 122 nahtlos mit den geneigten Abschnitten 1221 verbunden, so dass die geneigten Abschnitte 1221 den Reibungswiderstand verringern.
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Die Abweichungskorrekturvorrichtung dieser Ausführungsform umfasst des Weiteren einen Abweichungskorrekturkörper 11, der an einer Unterseite der Drückplatte 12 angeordnet ist. Die untere Platte 121 ist drehbar mit dem Abweichungskorrekturkörper 11 verbunden. In dieser Ausführungsform ist ein oberes Ende der unteren Platte 121 in Richtung des Abweichungskorrekturkörpers 11 gebogen, um einen Raum zwischen der unteren Platte 121 und dem Abweichungskorrekturkörper 11 zu bedecken. In einem Betriebszustand kann die Biegung verhindern, dass herabfallende Steine eine innere Struktur der Abweichungskorrekturvorrichtung während des Fräsens zusammendrücken. Genauer gesagt, umfasst in dieser Ausführungsform der Abweichungskorrekturkörper 11 eine Basis und mehrere interne Strukturen, wie zum Beispiel Viergelenkgestänge, Ölzylinder usw., die zwischen der unteren Platte 121 und der Basis angeordnet sind. Daher ist das obere Ende der unteren Platte 121 dieser Ausführungsform gebogen, um die mehreren inneren Strukturen zu schützen.
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Bevorzugt ist das untere Ende der unteren Platte 121 dieser Ausführungsform ebenfalls gebogen. Die zweite Abweichungskorrekturvorrichtung 2 kann die gleiche Struktur wie die erste Abweichungskorrekturvorrichtung 1 der obigen Ausführungsform haben. Da jedoch der zweite Gesteinswandvorsprung 52 den Betrieb der zweiten Abweichungskorrekturvorrichtung 2 nicht beeinträchtigt, kann die Drückplatte der zweiten Abweichungskorrekturvorrichtung 2 auch als eine flache Plattenstruktur ohne Schlitz ausgeführt werden.
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Es ist zu beachten, dass, wenn ein Element als an einem anderen Element „befestigt“ bezeichnet wird, es entweder direkt an einem anderen Element angebracht sein kann oder ein dazwischen liegendes Element vorhanden sein kann. Wenn ein Element als mit einem anderen Element „verbunden“ angesehen wird, so kann es direkt mit einem anderen Element verbunden sein, oder es kann gleichzeitig ein dazwischen liegendes Element vorhanden sein. Wenn ein Element hingegen als „direkt auf“ einem anderen Element befindlich bezeichnet wird, so ist kein dazwischen liegendes Element vorhanden. Die Begriffe „vertikal“, „horizontal“, „links“, „rechts“ und ähnliche hier verwendete Ausdrücke dienen nur der Veranschaulichung.
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In der Beschreibung der vorliegenden Offenbarung werden die Begriffe „erster“ und „zweiter“ nur zur Veranschaulichung verwendet und dürfen nicht so verstanden werden, als würden sie eine relative Bedeutung zum Ausdruck bringen oder implizieren.
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Des Weiteren dienen im vorliegenden Text verwendete Begriffe wie zum Beispiel „oberer“, „unterer“, „linker“, „rechter“, „mittlerer“ und „ein/einer/eine“ lediglich der Verdeutlichung der Beschreibung und schränken den implementierbaren Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht ein. Wenn keine wesentliche Änderung des technischen Inhalts vorgenommen wird, so ist jede Variation oder Anpassung einer relativen Beziehung jener Begriffe ebenfalls als in den implementierbaren Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung fallend anzusehen.
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Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind nur einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, und obwohl ihre Beschreibungen konkret und detailliert sind, dürfen sie nicht als Einschränkungen des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung verstanden werden. Es ist anzumerken, dass der Durchschnittsfachmann viele Modifizierungen und Verbesserungen vornehmen kann, ohne vom Konzept der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, die ebenfalls in den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung fallen. Daher ist der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung allein anhand der beigefügten Ansprüche zu bestimmen.
