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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung, die
an einem dentalen oder medizinischen Instrument zum Beleuchten einer
Behandlungsstelle montiert werden kann. Die vorliegende Erfindung
betrifft ferner ein dentales oder medizinisches Instrument mit einer
Beleuchtungsvorrichtung zum Beleuchten einer Behandlungsstelle.
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Neuere
dentale oder medizinische Instrumente, wie Handstücke eines
geradlinigen Typs oder Gegenwinkeltyps, sind oft mit einer Beleuchtungsvorrichtung
zum Beleuchten einer Behandlungsstelle versehen. Eine derartige
Beleuchtungsvorrichtung ist in eine Behandlungseinheit integriert
und so ausgebildet, daß sie
Licht von einer Lichtquelle durch eine optische Faser dem Kopf eines
Handstückes
zuführt. Das
durch die optische Faser geleitete Licht wird dann vom distalen
Ende der Faser, das im Kopf angeordnet ist, emittiert, um eine Behandlungsstelle
zu beleuchten.
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Bei
einer derartigen herkömmlichen
Beleuchtungsvorrichtung für
dentale oder medizinische Instrumente unter Verwendung einer optischen
Faser zum Leiten des Lichtes von der Lichtquelle findet jedoch eine
optische Faser mit einem Kern aus einem Quarzmaterial oder einem
Mehrkomponentenglas oft Verwendung, die nur schwierig zu biegen
und in einem Handstück,
insbesondere vom Gegenwinkeltyp, anzuordnen ist. Eine derartige
optische Faser ist desweiteren anfällig gegenüber Rissen, die zu einer wesentlichen
Schwächung
des Lichtes führen,
so daß die
Faser ungeeignet wird. Eine optische Faser mit einem Kern aus einem
Polymermaterial (Kunststoffmaterial) findet ebenfalls Verwendung,
die jedoch eine wiederholte Autoklav-Behandlung nicht aushalten
kann.
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Das
in die optische Faser eingeführte
Licht ist üblicherweise
sichtbares Licht, weißes
Licht oder Licht von einer Halogenlampe. Der Einsatz eines derartigen
Lichtes ist jedoch nachteilig, da eine Lichtquelle von derartigem
Licht teuer ist.
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, diese Probleme bei herkömmlichen
Beleuchtungsvorrichtungen zu lösen.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsvorrichtung zu
schaffen, mit der eine Behandlungsstelle beleuchtet werden kann,
ohne im wesentlichen einen Schatten auf die Behandlungsstelle zu
werfen, während der
Energieverbrauch und die Kosten minimiert werden.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsvorrichtung
vorzusehen, die in einfacher Weise montiert werden kann, selbst an
einem dentalen oder medizinischen Instrument vom Winkeltyp, wie
einem Gegenwinkel-Handstück.
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Ein
anderes Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft die Schaffung einer
Beleuchtungsvorrichtung, die eine wiederholte Autoklav-Behandlung
aushalten kann.
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Noch
ein anderes Ziel der Erfindung betrifft die Schaffung eines dentalen
oder medizinischen Instrumentes mit einer Beleuchtungsvorrichtung,
die eine Behandlungsstelle beleuchten kann, ohne daß im wesentlichen
ein Schatten auf die Stelle geworfen wird, während der Energieverbrauch
und die Kosten minimiert werden.
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Noch
ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein dentales
oder medizinisches Instrument mit einer Beleuchtungsvorrichtung vorzusehen,
das eine wiederholte Autoklav-Behandlung aushalten kann.
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Noch
ein weiteres Ziel der Erfindung bezieht sich auf die Schaffung eines
dentalen oder medizinischen Instrumentes mit einer Beleuchtungsvorrichtung,
die in einfacher Weise ausgetauscht werden kann, wenn sie beschädigt ist.
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Eine
Beleuchtungsvorrichtung zur Verwendung mit einem dentalen oder medizinischen
Instrument nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und
5 ist aus der
EP 0 941 691 bekannt
geworden.
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Desweiteren
beschreibt die
US 5 741 132 ein Dentalwerkzeug,
in dem zur Beleuchtung verwendete LEDs durch ein wärmeresitentes
und korrosionsresistentes Material abgedeckt sind und bei dem die gesamte
Einheit durch Autoklav-Behandlung sterilisiert werden kann.
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Eine
Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in den unabhängigen
Ansprüchen
1 und 8 beschrieben. Weiterentwicklungen und Modifikationen der
Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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1 ist
eine Seitenansicht einer Ausführungsform
eines dentalen oder medizinischen Instrumentes mit einer Beleuchtungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist
eine teilweise vergrößerte Unteransicht
des Werkzeugkopfes des Instrumentes der 1, die eine
Ausführungsform
einer Beleuchtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
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3 ist
eine teilweise vergrößerte Unteransicht ähnlich 2,
die eine andere Ausführungsform
einer Beleuchtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
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4 ist
eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform eines dentalen oder
medizinischen Instrumentes mit einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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5 ist
eine vergrößerte perspektivische Ansicht
der Beleuchtungsvorrichtung der 4.
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6 ist
eine Unteransicht der Beleuchtungsvorrichtung der 5.
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7 ist
eine Schnittansicht entlang Linie A - A in 6.
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8 ist
eine Unteransicht einer anderen Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Die
vorliegende Erfindung wird nunmehr anhand von bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert.
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1 zeigt
eine Ausführungsform
eines Handstücks
vom Gegenwinkeltyp mit einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung. Das Handstück
besitzt einen Werkzeugkopf 1, der ein Behandlungswerkzeug 10 hält, einen
Hals 2, der sich vom Kopf 1 erstreckt, einen Griff 3,
der lösbar
mit dem Hals 2 verbunden ist, und einen flexiblen Schlauch 4,
der mit dem proximalen Ende des Griffs 3 verbunden ist.
Der Kopf 1, Hals 2, Griff 3 und Schlauch 4 werden
in Serie montiert. Der Griff 3 besitzt zwei lösbare Abschnitte,
nämlich
einen distalen Abschnitt 3a und einen proximalen Abschnitt 3b. Rohre
und elektrische Leitungen für
Druckluft, Kühlwasser,
Reinigungswasser, die Beleuchtungsvorrichtung u.a., die sich durch
jeden der distalen und proximalen Abschnitte 3a und 3b erstrecken,
sind in einer luft- und wasserdichten Weise über Dichtungsrohre miteinander
verbunden, die an entsprechenden Enden der Abschnitte 3a und 3b angeordnet
sind. Da die Konstruktion des Handstücks mit Ausnahme der Beleuchtungsvorrichtung,
die später
beschrieben wird, herkömmlich
sein kann, wird sie nicht weiter erläutert.
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Der
Werkzeugkopf 1 besitzt auf seiner Unterseite (Werkzeugbefestigungsseite)
eine Beleuchtungsvorrichtung P zum Beleuchten um die Spitze des
Werkzeugs 10 herum, mit anderen Worten, zum Beleuchten
einer Behandlungsstelle, ohne im wesentlichen einen Schatten auf
die Behandlungsstelle zu werfen. 2 zeigt
die Einzelheiten dieser Beleuchtungsvorrichtung P mit einer Vielzahl
von lichtemittierenden Dioden (LEDs) 7 und einem LED-Halter 5.
Die LEDs 7 sind in einem LED-Halter 5 in der Form einer
Ringnut untergebracht, die in die Unterseite des Kopfes 1 integriert
und im wesentlichen ringförmig um
das Werkzeug 10 herum angeordnet ist, so daß die Behandlungsstelle
beleuchtet wird, ohne im wesentlichen einen Schatten auf die Behandlungsstelle zu
werfen.
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Bei
dieser Ausführungsform
sind vier LEDs 7 in regelmäßigen 90°-Intervallen angeordnet. Die
Zahl der LEDs ist jedoch nicht speziell beschränkt, solange wie eine Vielzahl
von LEDs Verwendung findet und solange wie die LEDs die Behandlungsstelle
beleuchten können,
ohne im wesentlichen einen Schatten auf die Stelle zu werfen. Die
Anordnung der LEDs ist nicht speziell beschränkt. Vorzugsweise sind diese
jedoch in regelmäßigen Intervallen
angeordnet.
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Die
LEDs 7 sind in Reihe, parallel oder in Reihen-Parallel-Schaltung geschaltet
und desweiteren an Versorgungsleitungen (nicht gezeigt) angeschlossen,
die sich durch den Griff 3 erstrecken, um von einer Behandlungseinheit
und einer entsprechenden Stromquelle über die Leitungen mit elektrischem
Strom versorgt zu werden.
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Wenn
die LEDs 7 mit elektrischem Strom über die Versorgungsleitungen
versorgt werden, führen
sie eine Beleuchtung um die Spitze des Werkzeuges 10 über einen
Bereich durch, der so groß ist
wie 360°,
so daß die
Behandlungsstelle beleuchtet wird, ohne im wesentlichen einen Schatten
bei der Behandlung zu werfen. Da flexible Versorgungsleitungen zum
Anschließen
der LEDs 7 an die Stromquelle verwendet werden, wird die
Verdrahtung in der Nachbarschaft des Werkzeugkopfes oder sogar bei
einem Gegenwinkel-Handstück
erleichtert, ohne irgendwelche Probleme einer Rissebildung von optischen
Fasern oder einer Schwächung
des Lichtes, die oft bei herkömmlichen
Handstücken
mit einer optischen Faser auftreten. Da ferner die LEDs 7 weniger
elektrischen Strom verbrauchen als herkömmliche Lichtquellen, wie eine
Halogenlampe, kann eine kleinere und billigere Stromquelle verwendet
werden, wodurch die Kosten des Gesamtsystems reduziert werden.
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Vorzugsweise
sind die LEDs 7 mit einem transparenten, wärmeresistenten
Kunstharz 8 bedeckt, wie in 2 gezeigt,
so daß sie
nicht der Atmosphäre
ausgesetzt sind. Mit einer derartigen Ausführungsform kann die Beleuchtungsvorrichtung
P eine wiederholte Sterilisation mit einem Autoklaven aushalten,
ohne daß die
LEDs 7 durch die Wärme während der
Autoklav-Behandlung beschädigt
werden.
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3 zeigt
einer weitere Ausführungsform der
Beleuchtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform
besitzt eine Beleuchtungsvorrichtung P', die der Beleuchtungsvorrichtung P
entspricht, LEDs 7, die in einem LED-Halter 5' in der Form
einer Hufeisennut untergebracht sind, welche in die Unterseite des
Kopfes 1 integriert und im wesentlichen in Hufeisenform
um das Werkzeug 10 herum angeordnet ist, um die Behandlungsstelle
zu beleuchten, ohne daß im
wesentlichen ein Schatten auf die Behandlungsstelle geworfen wird. Bei
dieser Ausführungsform
sind drei LEDs 7 in regelmäßigen 120°-Intervallen angeordnet.
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Dieser
hufeisenförmige
LED-Halter 5' wird besonders
bevorzugt, wenn das Handstück
auf der Unterseite des Kopfes 1 in der Nähe des Werkzeuges 10 eine Öffnung 12 zum
Einführen
von Druckluft, Wasser u.ä.
besitzt. In diesem Fall ist die Beleuchtungsvorrichtung P' so angeordnet, daß die Öffnung 12 zwischen
den Enden des hufeisenförmigen LED-Halters 5' vorgesehen
wird, so daß die
Einführung
von Reinigungsluft, Waschwasser o.ä. durch die Öffnung 12 zur
Behandlungsstelle hin ermöglicht wird.
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Die
LEDs 7 im Halter 5' können auch
mit einem transparenten, wärmeresistenten
Kunstharz 8 bedeckt sein, wie dies bei der Ausführungsform
der 2 der Fall ist.
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Obwohl
vorstehend die LED-Halter 5 und 5' als auf integrierte Weise im Kopf 1 ausgebildet
beschrieben wurden, kann der LED-Halter auch als unabhängiges Element
separat vom Kopf ausgebildet und an der Unterseite des Kopfes entweder
fest oder lösbar
in geeigneter Weise montiert sein. Desweiteren kann ein geeigneter
LED-Halter in die im Kopf 1 vorgesehene Ringnut oder hufeisenförmige Nut
eingebettet sein.
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Der
LED-Halter kann in irgendeiner Ausführungsform vorliegen und in
irgendeiner Weise vorgesehen sein, solange wie die LEDs 7 so
angeordnet sind, daß sie
die Behandlungsstelle beleuchten, ohne im wesentlichen einen Schatten
auf die Behandlungsstelle zu werfen.
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Die 4 bis 7 zeigen
noch eine andere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform besitzt eine Beleuchtungsvorrichtung
Q einen LED-Halter 50 und einen Clip 60, der einstückig mit
dem Halter 50 ausgebildet und lösbar an einem Handstück montiert
ist.
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Wie
in 5 gezeigt, besitzt der LED-Halter 50 die
Form eines dünnen
ringförmigen
Behälters 50a mit
einem Durchgangsloch 50b in dessen Mitte, und die LEDs 7 sind
im Halter 50 in regelmäßigen 90°-Intervallen
angeordnet, wie in 6 gezeigt. Der LED-Halter 50 kann
mit einem transparenten, wärmeresistenten
Kunstharz 8 gefüllt
sein, wie in 7 gezeigt. Dieses Harz 8 deckt
die LEDs 7 ab, so daß sie
nicht der Atmosphäre
ausgesetzt sind.
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Der
Clip 60 besitzt eine Vielzahl von Paaren von Greifelementen 60a und
kann aus einem elastischen Material, wie Metallen oder Kunststoffen,
hergestellt sein. Der Clip steht lösbar mit dem Handstück in der
Nähe eines Übergangsabschnittes
zwischen dem Kopf 1 und dem Hals 2 in Eingriff,
wie in 4 gezeigt.
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Obwohl
bei dieser Ausführungsform
der Clip 60 einstückig
mit dem Halter 50 ausgebildet ist, kann er auch als separa tes
Teil ausgebildet und in einer geeigneten Weise am Halter 50 befestigt
sein.
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Im
Gebrauch wird der LED-Halter 50 auf der Unterseite des
Kopfes 1 angeordnet, wobei das Werkzeug 10 des
Handstücks
durch das Loch 50b dringt. Der Clip 60 tritt mit
dem Übergangsabschnitt zwischen
dem Kopf 1 und dem Hals 2 in Eingriff, um den
LED-Halter 50 relativ zum Kopf 1 an Ort und Stelle
zu halten. Bei dieser Anordnung werden die LEDs 7 im wesentlichen
um das Werkzeug 10 herum angeordnet, um die Behandlungsstelle über einen
Bereich von etwa 360° zu
beleuchten, ohne daß ein
Schatten auf die Behandlungsstelle geworfen wird.
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Die
Vielzahl der LEDs 7 sind in Reihe, parallel oder in Reihen-Parallel-Schaltung
geschaltet, und üblicherweise
erstrecken sich zwei Versorgungsleitungen oder Klemmen aus dem LED-Halter 50 heraus,
wobei diese Leitungen oder Klemmen an eine Steuerstromquelle in
der Behandlungseinheit über Verbindungseinrichtungen,
wie Versorgungsleitungen, ein flexibles Substrat, Verbinder u.a.,
angeschlossen sind. Mindestens ein Teil von diesen Verbindungseinrichtungen
kann sich durch den Hals 2, den Griff 3 und den
flexiblen Schlauch 4 erstrecken, um das Aussehen des Handstücks zu verbessern.
Es wird bevorzugt, daß die
LEDs 7 über
zwei Antriebsleitungen mit elektrischen Strom versorgt werden.
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Die
Versorgungsleitungen oder Klemmen auf der Seite der LEDs 7 können an
Versorgungsleitungen oder Klemmen auf der Seite der Steuerstromquelle
angeschlossen werden, vorzugsweise über Verbinder. Genauer gesagt,
der LED-Halter 50 ist vorzugsweise mit Verbinderstiften
versehen, die an den Versorgungsleitungen oder Klemmen von den LEDs 7 fixiert
sind, während
der Verbinder auf der Seite der Stromquelle vorzugsweise mit einer
Fassung zur Aufnahme der Verbinderstifte versehen ist. Unter Verwendung
von derartigen Verbindern kann der LED-Halter 50 in einfacher
Weise vom Kopf 1 gelöst
oder an diesem montiert werden, so daß der Austausch oder die Sterilisation
des LED-Halter 50 erleichtert werden kann.
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Zur
Erleichterung einer geeigneten Orientierung der Verbinder zur Anpassung
an die Polarität der
Versorgungsleitungen oder Klemmen an den beiden Verbindern wird
bevorzugt, die Verbinder mit komplementären konkav-konvexen Formen
auszustatten oder die Leitungen oder Klemmen an den Verbindern nicht
in punktsymmetrischen Positionen anzuordnen.
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8 zeigt
eine andere Ausführungsform der
Beleuchtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, die besonders
geeignet ist zur Verwendung mit einem Handstück mit einer Öffnung 12 zum
Einführen
von Reinigungsluft u.ä.
Bei dieser Ausführungsform
entspricht die Beleuchtungsvorrichtung Q' der Beleuchtungsvorrichtung Q, hat
jedoch einen LED-Halter 50' in der Form
eines hufeisenförmigen Behälters mit
einem Raum 11 zwischen den beiden Enden. LEDs 7 sind
in regelmäßigen 90°-Intervallen im
LED-Halter 50' angeordnet.
Wenn die Beleuchtungsvorrichtung Q' an einem Handstück montiert wird, wobei der
Clip 60 mit dem Übergangsabschnitt in
Eingriff tritt, wie bei der vorhergehenden Ausführungsform, kann der LED-Halter 50' auf der Unterseite
des Kopfes 1 angeordnet werden, ohne die Öffnung 12 zu
blockieren. Der Raum 11 zwischen den beiden Enden des Halters 50' ist über der Öffnung 12 angeordnet,
um das Einführen
von Reinigungsluft, Waschwasser u.ä. durch die Öffnung zur
Behandlungsseite hin zu ermöglichen,
während
die LEDs 7 um das Werkzeug 11 herum angeordnet
sind, um die Behandlungsstelle über
einen Bereich von etwa 360° zu
erleuchten, ohne im wesentlichen bei der Behandlung einen Schatten
zu werfen.
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Wie
bei der vorhergehenden Ausführungsform
kann der LED-Halter 50' ebenfalls mit
einem transparenten, wärmeresistenten
Kunstharz gefüllt werden,
um die LEDs 7 abzudecken und zu schützen.
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Die
Beleuchtungsvorrichtung Q und Q' wurden
vorstehend mit dem Clip 60 erläutert. Ein derartiger Clip 60 muß jedoch
nicht vorgesehen sein. Nur die LED-Halter 50 und 50' können als
Beleuchtungsvorrichtungen verwendet und fest oder lösbar an
einem Handstück
in geeigneter Weise montiert werden.
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Die
vorliegende Erfindung wurde insbesondere in bezug auf die Anwendung
bei einem Gegenwinkel-Handstück
erläutert.
Für den
Fachmann ist jedoch klar, daß die
vorliegende Erfindung auch bei einem geradlinig ausgebildeten Handstück und anderen
Handstücktypen
sowie bei anderen dentalen oder medizinischen Instrumenten, wie
Luftturbinen, Spiegeln, Ultraschallreinigungsgeräten, Luftzahnreinigungsgeräten, Handzahnreinigungsgeräten, periodontalen
Geräten,
Unterdruckgeräten,
Zylindern und Speichelejektoren, Verwendung finden kann. In diesem
Fall kann die Beleuchtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
in irgendeiner geeigneten Weise an derartigen Instrumenten montiert
sein, solange wie der LED-Halter am distalen Teil des Instrumentes montiert
ist und die LEDs so angeordnet sind, daß sie die Behandlungsstelle
beleuchten, ohne im wesentlichen einen Schatten auf die Behandlungsstelle
zu werfen.
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Erfindungsgemäß verwendet
bei der vorliegenden Erfindung die Beleuchtungsvorrichtung als Lichtquellen
eine Vielzahl von LEDs, die nur eine geringe Menge an elektrischer
Energie verbrauchen, so daß eine
tragbare Gleichstrombatterie oder Trockenzelle als Stromquelle verwendet
werden kann. Da eine derartige Batterie und Zelle ohne weiteres
erhältlich
und tragbar sind, sorgt die vorliegende Erfindung für eine tragbare
Beleuchtungsvorrichtung zur Verwendung mit einem dentalen oder medizinischen Instrument
bei niedrigen Kosten.
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Die
LEDs sind so angeordnet, daß sie
eine Behandlungsstelle beleuchten, ohne im wesentlichen einen Schatten
auf die Behandlungsstelle zu werfen. Auf diese Weise kann die Effektivität bei der
Behandlung einer Stelle verbessert werden. Wenn die LEDs im wesentlichen
um ein Werkzeug im distalen Teil eines dentalen oder medizinischen
Instrumentes angeordnet sind, kann eine dunkle Behandlungsstelle über einen
Bereich von 360° beleuchtet
werden, so daß die
Effektivität
weiter verbessert werden kann.
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Die
LEDs können
mit elektrischem Strom von einer Stromquelle über flexible Verbindungseinrichtungen,
wie Versorgungsleitungen oder ein flexibles Substrat, versorgt werden,
so daß die
Installation der Verbindungseinrichtungen selbst bei einem Handstück vom Gegenwinkeltyp
erleichtert wird.
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Desweiteren
treten im Gegensatz zur herkömmlichen
Beleuchtungsvorrichtung mit einer Halogenlampe als Lichtquelle und
einer optischen Faser als Lichtleiter keine Probleme, wie ein Reißen der
optischen Fasern, auf. Somit können
die Beleuchtungsvorrichtung sowie das mit einer derartigen Beleuchtungsvorrichtung
versehene dentale oder medizinische Instrument mit niedrigen Kosten
hergestellt werden.
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Die
im LED-Halter angeordneten LEDs können mit einem wärmeresistenten
Kunstharz bedeckt sein, der die LEDs vor einer Beschädigung durch Wärmeeinwirkung
bei der Autoklav-Behandlung schützt. Somit
kann die Beleuchtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung durch
Autoklav-Behandlung wiederholt ohne jede Lichtschwächung sterilisiert und über eine
verlängerte
Zeitdauer verwendet werden.
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Die
Beleuchtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann lösbar an
einem dentalen oder medizinischen Instrument montiert werden, und
das dentale oder medizinische Instrument der vorliegenden Erfindung
ist mit der Beleuchtungsvorrichtung versehen, die lösbar ausgebildet
werden kann. Somit kann die Beleuchtungsvorrichtung in einfacher
Weise vom Instrument zu Sterilisationszwecken gelöst oder in
einfacher Weise bei Beschädigung
ausgetauscht werden. Wenn die Beleuchtungsvorrichtung mit einem
Clip versehen ist, kann die Trennung der Beleuchtungsvorrichtung
weiter erleichtert werden.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in Verbindung mit der bevorzugten Ausführungsform
erläutert wurde,
versteht es sich, daß diverse
Modifikationen und Variationen in einfa cher Weise vom Fachmann durchgeführt werden
können
und daß irgendeines oder
mehrere der hier beschriebenen Merkmale in gewünschter Weise kombiniert werden
können.
Die vorhergehende Beschreibung ist daher lediglich beispielhaft
und in keiner Weise beschränkend.
Die vorliegende Erfindung wird nur durch den Umfang der nachfolgenden
Patentansprüche
beschränkt.