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Verschlusseinheit (###) für Behälter und -teile Die Erfindung betrifft
Verschlüsse und Ausfülleinrichtungen fUr Behälter, insbesondere einteilige Vershclüsse,
die sowohl ihren eigenen Slts als auch ihr Schliessen bewieken lassen und von der
Aussenseite eine. im übrigen fertiggestellten Behälters her an in den Behalterwanden
vorhandenen Öffnungen angebracht werden können. Dieses Anbringen iat bequem durchführbar,
wobei der Verschluss trotzdem sicher an seinen Plats verbleibt.
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Der Verschluss nach der Erfindung kann, inden man an ihn geringfügige
Veränderungen vornimmt, der Verwendung an kleinen BUohsen, beispielsweise an solchen,
deren Seiten zum Ansspritzen eines dünnen Flüssigkeitsstromes eingedrückt werden,
bis zu grösseren Büchsen, bei denen das Abfüllen des Inhalts durch Ausgiessen erfolgt,
und bis su Behältern nach Art der Stahlfässer und -tronmeln angepasst werden, bei
denn der Verschluse einfach als Belüftungsmittel nun Einlassen von Luft dient, so
dass das Abfüllen duroh eine grössers Öffnung erfolgen kann. Auch ist der Verschluss
nach der Erfindung sum Verschliessen sit einer Membran geeignet, die zum Öffnen
eines Durchlasses iUr den Inhalt des Behälters zerstört werden muss.
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Bisher gingen bei der Herstellung von einteiligen Verschlüssen aus
elastischem Material, deren Verwendung weitgehend auf Büchsen kleinerer Abmessungen
beschränkt war, die Bestrebungen dahin, einen Einzweckverschluss herzustellen, der
einwandfrei passend an einer für ihn an der Büchsenoberseite besonders ausgebildeten
Aufnahmeöffnung angebracht werden konnte. Dies achränkte die Verwendbarkeit solcher
Verschlüsse und ihren Absatz auf den Markt ein, da *der einzelne so geformt werden
musste, dass er zu einer vorgegebenen Behälterform paste.
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Der Verschluss nach der Erfindung ist im Gegensatz zu den bisher allgemein
Ublichen Praktiken aus einem solchen Material hergestollt und in seinen Abmessungen
so gewählt, da er sich ohne Rücksicht aui das Metallgewicht der Büchse, des Eimers
oder der Trommel, an denen er angebracht werden soll, an diesen von sich aus sicher
fe.tsetzt und mit ihrer Wand eine dichte, lecksichere Verbindung herstellt. Die
Ausbildung um die in der Behälterwand vorhandene Öffnung herun muss in Abhängigkeit
von der Dicke des Wandmaterials gewisse Veränderungen erfahren, jedoch solange dies
die einzigen Veränderungen sind, bildet der gleiche Verschluss mit der Öffnung von
gleichen Abmessungen ohne Rücksicht auf die Dicke des Behälterwandmaterials eine
abdicht ende Verbindung.
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Demgufolge ist dae Hauptziel der Erfindung die Schaffung von einteiligen
Behälterverschlüssen, die sit den in den Behälter-Wänden unterschiedlicher Dicke
vorhandenen Öffnungsformen abdichtende Verbindungen bilden kannen.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung von Verschlüssen,
die
sich, obwohl sie alle die gleiche Bauart haben wirksam in den Öffnungsformen von
Behälterwänden unterschiedlichor Dicke festsetzen.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung von Verschlussformen,
die von ausserhalb des Behälters her. nachden dieser im übrigen fertiggestellt worden
ist. bequem angebracht werden können.
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Ein noch weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung ton Verschlussformen,
deren durch sie hindurch verlaufende Öffnungen sich in Abbängigkeit von der ihnen
gestellten Aufgabe in ihrer Form ändern.
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Ein sehr ins Einzelne gehender Gegenstand der Erfindung ist die Schsffung
von Verschlüssen, die ein einteiliges Element bildende Einsetz- und Verschliessaittel
haben, die wirtschaftlich hergestellt und bequem angebracht werden können und lange
Zeit brauchbar bleiben.
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Weitere und sehr ins Einzelne gehende Gegenstände der Erfindung liegen
teilweise auf der Hand und eind teilweise in der nach folgenden Beschreibung in
Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung hervorgehoben. Es zeigen: Pig. 1 eine
Draufsicht auf einen Abschnitt eines dünnwandigen Behälters mit den an ihn angebrachten
Verschluss nach der Erfindung, Fig. 2 seine vordere Seitenansicht,
Fig.
3 eine den Verschluse nach der Erfindung und don Abschnitt des, Behälterwandmaterials
nach Fig. 1 und 2 in ihrer für ihren Zusammenbau geeigneten Lage darstellende vergrösserte,
auseinandergezogene Ansicht, Pig. 4 einen den Kappenkörper in geschlossener Stellung
im Schnitt und in geöffneter Stellung gestrichelt derstellenden vorgrösserten Schnitt
nach der Linie 4-4 in Fig. 1, bei Betrachtung in Richtung der Pfeile, Pig. 5 eine
Ansicht ähnlich Fig. 4 einer Verschluse-Behälterwandeinheit nach der Erfindung,
bei der das Behälterwandmaterial stärker ist als das der vorgehenden Figuren, bei
Darstellung eines Abschnittes des Verschlusses in Seitenansicht, Pig. 6 eine vergrösserte
auseinandergezogene Teilansicht eines Abschnittes des Behälterwandmaterials Us die
Öffnung herum und eines Abschnittes des Verschlußeitzes nach Pig. 5 in ihrer gegenseitigen,
fUr ihren Zusammenbau geeigneten Lage und Fig. 7 7 eine Ansicht ähnlich Fig. 5,
die einen Verschluss-Behälterwand-Zusammenbau darstellt, bei dem die Behälterwand
eine noch grössere Dicke hat.
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Der Verschluss nach der Erfindung, der bisher als ein einteiliger
Verschluse bezeichnet wurde, besteht in allgemeinen aus einem mit 1 beseichneten
Verschlußeitz, eine allgemein mit 2 bezeichneten kappenähnlichen Verschlusskörper
und einem mit 3 bezeichneten, biegsamen, laschenartigen Scharnier, durch das die
Kappe 2 in Bezug auf den Verschlußeitz 1 festgehalten wird.
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Diese Elemente don Verachlusses sind vorzugsweise aus einem Stück
gebildet, beispielsweise durch Ausformen eines Kunotstoffmaterials, wobei die mäheren
Polyäthylenarten oder sonstigo Kunststoffe mit den Elastizitätseigenschaften, Giessbarkeit
vergleichbar der von Polyäthylen, der Resistenz fUr einen weiten Bereich von Produkten
sowie einer langen Lebensdauer ohne Änderung der Eigenschaften verwendet werden
kennen. In bestimmten Fällen kann auch zäheres Material, wie beispielsweise, ul
nur einige zu nannen, Nylon, Teflon und Mylar, verwendet worden.
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Die beeonderen Eigenschaften, die sie haben müssen, gehen aus der
weiteren Beschreibung des Verhaltens des Materials bei der Erfindung hervor.
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Der Verschlußsitz nach Fig. 1 bis 4 ist ein allgemein zylindrizohes
Gebilde nit einem unteren Abschnitt 4 zum Befestigen in der Behälterwandöffnung
und einem oberhalb der Behälterwand herausragenden und in der Zeichnung mit einem
kleineren Innendurchmesser als dem Innendurohmeaser den Abschnittes 4 dargstellten
oberen Abfüllabschnitt 5 ist. Der eigentliche Verschlusssitz 1 erstreckt sich zwischen
den Abschnitten 4 und 5 in Yori eines ringförmigen Kragens 6 nach bussen. Der Kragen
6 ist nach der Darstellung in Pig. 4 an seinem Aussenumfang in Form einer Ringnut
7 ausgekehlt, wobei sein Aussenumfang sich anschliessend wieder zu einem Kopfabschnitt
8 erweitert, der durch eine zylindrische Ausnehmung 9 von dem Abschnitt 5 getrennt
ist.
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Der unterhalb der Ringnut 7 liegende Abschnitt des ringförmigen Kragens
6 bildet eine ringförmige Schulter 10, deren schulterähnliche Unterseite 11 so ausgebildet
ist, das sie auf der
Behälterwand 12 gegen die ebene Aussenfläche
liegt. Es sei bemerkt, dass die Schulter 11 sich von des dickeren zentralen Abschnitt
des Kragens 6 aus und in Bezug auf ihn rad tal nach aussen erstreckt. Somit hat
die Schulter 11 aus den nachstehenden Gründen eine starke Unterstützung ii Material
des Verschlußsitzes 1.
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Da Material der Schulter erstreckt sich an einer Stelle zeines Aussenumfangs
in ein laschenartiges Scharnier 3 nach aussen, das bei 3a zur;ickgebogen ist und
sich von dort bei 13 radial nach innen erstreckt. Der Abschnitt 13 des Laschenähnlichen
Scharniere 3 vereinigt sich mit des Aussenumfang des Randes 14 der Verschlusskappe
2. Der Rand der Verschlusskappe ist itt Ausnahme eines sich gegenUber des Scharnier
3 nach aussen erstreckenden Ansatzes 15 von allgemein kreisrunder Form.
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Die Oberseite 16 der Kappe 2 ist von des Rand 14 aus nach oben gewölbt,
hat eine nach innen abgeschrägte seitenwand 17 und ist im Inneren zu einer zylindrischen
Vertiefung mit einer Seitenwand 18 und einer abschliessenden Stirnwand 19 ausgebildet.
Wie in der Zeichnung dargestellt, ist die gegenseitige Lage der Abschnitte 18 und
19 zu dem Abfüllhals 5 so, das die Seitenwand 20 des Abfüllhalses sich glatt gegen
die Seitenwand 18 der Kappe 2 legt, während die abschliessende Wand 19 unmittelbar
oberhalb des ebenen Endes 21 des Halses 5 liegt. Das Anliegen der Flächen 18 und
20 bewirkt ein ebdichtendes Vorschliessen gegen Auslscken des Inhalten des Behälters.
Eine weitere Sicherheit gegen Auslecken und ein sicheres Befestigen der Kappe auf
dem Verschlußeitz wird auf folgende Weise erreicht:
Erstens ist
der die gewölbte Oberseite 16 mit dem Rand 14 verbindande Abschnitt 22 nit einen
nach unten vorstehenden Kragen 24 versehen, dessen zylindrischer Aussenumfang 25
sich fest gegen den Innenumfang 6 des Kopfabschnittes 8 legt, wenn die Kuppe über
der Öffnung angebracht wird. Das untere Ende des Kragens 24 erstreckt sich von den
zylindrischen Aussenumfang 25 eis in eine nach innen und oben konvex abgerundete
gekrümmte Fläche 27, die, wie in Fig. 4 gezeigt, beim Schliessen der Kappe du einwandfreie
Anbringen der Kappe 2 über den Hals 5 erleichtert.
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Der Rand 14 hat an der Stelle, an der er sich von dem Abschnitt 22
aus nach aussen erstreckt, eine Unterseite 28, die sich abdichtend gegen die Oberseite
29 des Kopfabschnittes 8 legt, Us diese Flache heran erstreckt sich der Rand 14
nach unten in einen Kragen 0, der in eines sich radial nach innen erstreckenden
ringförmigen Fortsatz 31 endet, dessen Oberseite sich abdichtend gegen die Oberseite
der Ringnut 7 legt. Die Endfläche 33 des ringförmigen Fortsatzes 31 ist nach oben
und innen abgerundet, um das Einschnappen des Fortsatzes 31 nach unten an der Aussenumfangfläche
34 des Kopfabschnittes 8 vorbei mi erleichtern. Mach erfolgtm Einschnappen sitzt
der Fortsatz 31 einwandfrei in der Ringnut 7, so das der Rand 14 abdichtend niedergehalten
wird, wobei seine verschiedenen Innenflächen abdiohtend gegen die gegenüberliegenden
Flächen des Kopfabschnittes 5 anliegen. Fo@glich bieten diese Berührungsstellen
aber die normale, durch das Anliegen der Flächen 18 und 20 bewirkte voll wirksame
Gewähr gegen Aus lecken hinaus eine zusätzliche Gewähr gegen Lecken.
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Das Befestigen der Kappe 2 tn einer wie vorstehend beschriebenon und
in Fig. 4 dargestellten lecksicheren Stellung in Bezug auf den Verschlußsitz erfolgt
durch einfaches Miederdrücken der gewölbten oberseite 16 mit ausreichender Kraft,
worauf die andere Abschnitte in ihre Schließetellungen einschnappen. Wenn die Kappe
jedoch sus Öffnen des Verschlusses angehoben werden soll, braucht man nur einen
Finger unterhalb des Ansstzes 15 einzuführen, indes san den Ansatz nach oben drückt,
worauf sich der Fortsatz 31 an der des Ansatz 15 nächstgelegenen Stelle aus der
Ringnut 7 löst. Fortgesetzter Aufwärtsdruck gegen den Ansatz 15 er@@@@icht du vollständige
Öffnen der Kappe bis in ihre in Fig. 4 gestrichelt dargestellte Lage.
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Der wichtige universelle Gesichtspunkt (Wert) der Erfindung, liegt
in des besonderen Befestigungsabschnitt 4 des a Verschlusssitzes 1. und in dem Verhältnis
dieses Abschnitte. nur Unterseite 11 des Kragens 6. Wie ia Fig. 3 und 6 geneigt,
ist die Aussenfläche des Abschnittes 4 an der Stelle, an der sie von der Fläche
11 abgeht, vor des Anbringen des Verschlusskörpers an der Behälterwand einfach ein
gerader Zylinder 40. Dieser Zylinder erstreckt sich Uber einen wesentlichen Teil
der Gesamtatrecke des Abschnittes 4, worauf der Abschnitt 4 nach unten und innen
in einen kurzen kegelstumpfförmigen Abschnitt 41 Ubergeht. Der Abschnitt 41 endet
in eines kurzen zylindrischen Führungsabschnitt 42, der einen kleineren Durchmesser
hat als die sylindrische Fläche 40.
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Bei Betrachtung der Öffnung 43 in des dünnen Behälterwandmaterial
12 zeigt sich, dass sie einen Innendurchmesser hat, der in wesentlichen gleich des
Aussendurchmesser des Führungsabschnittes
41 ist. Dieser Öffnungsdurchmesser
wird entlang der zylindrisehen Fläche 44 des die Öffnung 43 umrandenden Malses 45
beibehalten. Es zeigt sich ferner, dass dieser Innendurchmesser über die kurse Krümmung
46, an der der Hals 45 ven der Behälterwand 12 abgeht, erweitert ist. Somit kann
der Führungsabschnitt 42 ohne Anwendung eines besonderen Druckes in den Hals 45
eingeführt werden. Jedoch muss bei der weiteren Abwärtsbewegung des Verschlusskörpers
zunächst der kegelstumpfförmige Abschnitt 41 durch die Öffnung 43 hindurchgeswängt
werden und dann ein eil des zylindrischen ÄbschnUtss 40 mit grösserem Durchmesser
folgen.
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In Fig. 3 zeigt sich aus den Verhältnissen, dass der zylindrische
Abschnitt 40 einen Aussendurchmesser hat, der wesentlich grösser ist als der Innendurchmesser
des Halses 45. Der Unterschied zwischen diesen Durchmessern ist Jedoch so gewählt,
dass da erforderliche Stuck des zylindrischen Abschnittes 40 mit Hilfe normalen
Handdruckes soweit durch die Öffnung 43 hindurchgeswängt werden kann, bis die Fläche
11 naoh unten abdichtend gegen die Oberseite der Behälterwand 12 gebracht ist. Am
oberen Abschnitt des Halses 4 ist die zylindrische Fläche 40, wie bei 50 gezeigt,
in ihrem Durchmesser dort verringert, wo sie den Hals 45 der Dehälterwandöffnung
umspannt. Der sich unterhalb des Endes 51 des Halses befindende Abschnitt des Verschlusesitzes
4 ist in einen ringförmigen Vorsprung 52 heraus erstreckt, der sogar bis Uber den
Aussendurchmesser des Halses 45 hinaus vorsteht. Statt eine vorgeformte Auskehlung
tEr die Aufnahme des Halses 45 vorzusehen, wird die Auskehlung also durch das sichausdehnen
des Kunststoffes nach des Hindurchzwängen des
Halses 4 durch den
Hals 45 gebildet, werauf sich die in Fig. 4 geseigte Form ergibt. Ileser Zusammenbau
von Verschluse und halterwand $stellt eine viel dichtere und starrere Verbindung
her, als wenn der Kunststoff nur Aufnahme des Metallhalses 45 vorgeformt wäre. Xs
Falle von vorgeformten Teilen besteht nur eine geringe oder überhaupt keine tolerans
für Veränderungen, @isse und sonstige Fahler in den Metallteilen, so dass ein gewisser
Prozentsatz der Verbindungen, sofern er nicht völlig versqt, unter der lorn liegt
und ein Auslenken ermöglicht.
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Bei der Anordnung nach der Erfindugn dient jedoch das Sichausdehnen
des Kunststoffes null Bilden seines eigenen Eingriffes in den Metallhals und null
Usspannen des Halses zum Ausfüllen jeghoher Sprünge und zum Ausgleichen jedlicher
Verwindungen oder Risse im Hals. Dies ist nicht nur am Anfang beim Durchführen des
Zusammenbauge der Fall, sondern hält über die gesamte Lebensdauer des Behälters
an, da der Kunststoff bei seinem ständigen Bestreben, in seinen ursprünglichen Zustand
zurücknukehren, an des Metall anliegt. leben dem Anliegen an dem Metall zwischen
des Vorsprung 52 und des Kragen 10 versucht der Kunststoff nach aussen In den Querschnitt
50 hineinzuspringen, wo das Material in den Kunststoff vorsteht Dz genan gleiche
einteilige Verschlu.s kann auch an Öffnungen in Behälterwänden aus stärkerem Material
wirkenn augebraucht werden. Die brtr, in der das erfolgt, sowie der elastische Zusammenbau
von Behälterwand und Verschlusskörper sind In Fig. 5 und 6 Veranschaulicht. Ausgehend
von einer Teildarstellung in Fig. 6 ist der Vershclusskörper genau der gleiche wie
der in Fig. 3 gezeigre, so dass die Bezugszfffern die gleichen bleiben. Der
Untersehied
15 des Zusmamenbau liegt in der Tatsache, dass das diskere Behälterwandmaterial
60, sofern in ihm eine Öffnung für die Aufnahme des Verschlusskörpers ausgebildet
ist, in seinem diese Öffnung umgebenden Material etwas anders ausgebildet ist als
der zylindrische Hals in des leichteren Behälterwandmaterial 12 nach Fig. 1 bis
4. Obwohl das Behälterwandmaterial 60 beim Stanzen und Tiefsiehen um die Öffnung
herum beim Übergang aus des ebenen Material in den Hals 62 eine Biegung 61 erfährt,
hat diese Biegung 61 doch nicht einen solch schroffen Winkel wie bei des Behälterwandmaterial
leichteren Kalibers. . Somit Ist also der Hals 62 statt ein Zylinderabschnitt ein
Abschnitt eines nach unten abgeschrägten Kegels.
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Die innen kreisrunde Kante 63 des Halses 62 hat im wesentlichen den
gleichen Durchmesser wie der Führungsabschnitt 42 des Abschnittes 4. Somit kann
der Verschlusakörper leicht mit seinem Hals in die von der Kante 63 umgebene Öffnung
eingeführt werden.
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Dann fliesst der Kunststoff bein Abwärtedrücken des Verschlusses
von Jiand in Ausreichendem Masse aus, um das Bewegen des konischen Abschnittes 41
an der Kante 63 vorbei zu ermöglichen. Jedoch wenn dieser konische Abschnitt 41
gerade an der Kante 63 vorbeigeht, wird der Punkt erreicht, an dem die Oberseite
64 der Wand 60 sit der am Abschnitt 10 des Verschlusses vorhandenen Schulter 11
in Berührung tritt, so dass ein weiteres Abwärtebewegen des Verschlusses ausgeschlossen
ist. Jedoch haben an dieses Punkt sowohl der Abschnitt 40 des Halses als auch der
konische Abschnitt 41 eine Vertiefung nach innen zu einer neuen konischen Fläche
40a erfahren, die zu der konischen Fläche 65 auf der Aussenseite des Abschnittes
62 parat und gegen sie abdichtend anliegt. Ferner ist die kreisrunde Kante 69 tief
in
den Kunststoff des Verschlusehalses 4 eingedrungen, der seinerseits
dazu veraulasst wurde, in den über des Ende 66 des Halses 62 liegenden schulterartigen
Vorsprung 52a hinein auszufliessen.
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Somit wird der Hals 62 wieder abdichtend zwischen dem Vorsprung 52a
und der Fläche 11 gehalten. da der Hals radial in den Kunstestoffhals des Verschlusses
eingedrungen ist. Da der Kunststoff aber elastisch ist, drUckt er ständig nach aussen,
um zwischen den Flächen 65 und 40a eine abdichtende Verbindung zu bewirken und beizubehalten.
Die Eigenschaften des elastischen Ausfliessens des Kunststoffes müssen eine abdiohtende
lacksichere Verbindung her@ @@llen und eis schwierig machen, den Verschlusskörper
aus der Behälterwand herauszudrücken. Gleichseitig werden Unvollkommenheiten an
dem Hals durch das Ausfliessen dee Kunststoffes ausgeglichen.
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Der. in Fig. 7 dargestellte Zusammenbau ist ein Zusammenbau fur das
Anbringen der gleichen einteiligen Verschlusskörper nach den vorgehenden Piguren
an einer in einer Behälterwand 70 vorhandenen Öffnung, wobei die Behalterwand in
ihrem Material nochmals dicker ist als die Wand 60 nach Fig. 5 und 6. Die Behälterwand
70 ist so dick, dass beim Stanzen einer Öffnung durch sie hindurch das Ausziehen
eines wirklichen Halses kaum zu machen ist.
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Jedoch ist dies fUr das wie bei 71 geeeigte einfache Abrunden des
Behälterwandmaterials nach unten und innen nicht erforderlich, und eie braucht,
um den Verschlusskörper und die Behälterwand fest abdichtend und wirksam in zusammengebautem
Zustand halten zu können, nur in einem kleinen nach innen und unten vorstehenden
Ansatz 72 zu enden. Der Ansatz 72 hat im wesentlichen wieder den gleichen Druchmesser
wie der Führungsebechnitt 42, wobei er so duroh Zentrierung das bequeme Anbringen
des Verschlusskörpers
bewirkt. Hier liegt Jedoch die Stelle, an
der sich die Kant. 72 gegen das Material des Halses legt, am Hals höher als bei
den vorgehenden Formen, so das mehr Kunststoffaaterial 52b in den unterhalb und
radial ausserhalb des Ansatzes 72 liegenden Vorsprung ausfliesst. Dies gleicht in
angemessener Weis. die JCürze der Längsberührung des Metalls mit des Kunststoff
aus. Somit werden also die Flächen 74 und 11 mitteinander in festem Eingriff gehalten,
während der Kunststoff des Halses 4, indem er nach aussen gegen die Fläche 71 und
unter die Kante 72 drUckt, hier ebenfalls abdichtende Verbindungen herstellt Obwohl
is Vorstehenden eine besondere, zur Herstellung einer dichten Verbindung mit den
verschiedenen, den Behälterwänden unterschiedlicher Dicke um ihre Offnungen herum
gegebenen Pormen wirksame Verschluseform unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung
beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, das die Erfindung nicht auf die Besonderheiten
dieser Darstellungen beschrankt ist. Behälterwandmaterial mit Dicken, die von den
in der beigefügten Zeichnung geseigten Dicken abweichen, weichen ebenfalls von den
Formen um die Öffnungen des Behälterwandmaterials herum ab. Solche Abweichungen
eignen sich, solange die innere Abmessung der Öffnung in Jedem Falls die gleiche
ist, immer noch zu einem wirksamen Zusammenbau des Verachlusokörpern nach der Erfindung
mit den Behalterwänden. Ausserdem liegen fur den Fachmann natUrlich die Veränderungen
in der Bauweise des Verschlusskörpers sowohl hinsichtlich des Verschlußsitzes al
auch hinsichtlich des eigentlichen Verschliessens auf der Hand, ohne dass man dadurch
den Bereich der Erfindung verlässt. Deszufolge
ist es selbstverständlich,
dass die in der beigefügten Zeichnung dargestellten und in der vorstehenden Beschreibung
beschriebenen Bauteile und Verhältnisse als Beispiel der Erfindung zu betrachten
sind und nicht als Beschränkung gelten.
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Patentansprüche: