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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf die Bandaufzeichnung. Insbesondere bezieht sich die vorliegende
Erfindung auf einen Verriegelungsmechanismus zum Verändern einer
Drehung einer Aufwickelspule bei einem Einspulen-Kassettenbandlaufwerk.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein herkömmliches Magnetbandlaufwerk 5 umfasst
beispielsweise gemäß 1 ein rechteckig geformtes
Gehäuse 11,
eine darin festgelegte Öffnung 14 zur
Aufnahme einer entfernbaren Bandkassette 20, ein Paar darin
angebrachte Spindelmotoren 10a und 10b und eine
permanent angebrachte drehbare Aufwickelspule 15. Der erste
Spindelmotor 10a ist zur Aufnahme der Aufwickelspule ausgelegt,
während
der zweite Motor 10b zur Aufnahme der entfernbaren Bandkassette 20 ausgelegt
ist. Allgemein umfasst das Bandlaufwerk 5 ferner eine Kopfanordnung 25,
die zwischen der Aufwickelspule 15 und der Bandkassette 20 positioniert
ist. Die Kopfanordnung 25 ist ferner entlang eines Bandwegs 30 positioniert, der
durch mehrere Bandführungsrollen 35 festgelegt ist.
Bei dem in 1 gezeigten
Bandlaufwerk ist der Bandweg durch sechs Rollen 35 festgelegt.
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Obwohl nicht in 1 dargestellt, umfasst das Bandlaufwerk 5 auch
einen Umlenk- bzw. Kippmechanismus 36, der in 2 dargestellt ist, zum "Umlenken" bzw. "Kippen" ("buckling") oder Anbringen
eines Aufwickel-Führungselements 17 mit
einem Kassetten-Führungselement 37.
Typischerweise ist der Umlenk- bzw. Kippmechanismus 36 an
dem Laufwerk 5 an einer Position zwischen der Aufwickelspule 15 und
der Kassette 20 angebracht. Wenn die Bandkassette 20 nicht
in das Laufwerk 5 eingesetzt ist, steht der Umlenkmechanismus
mit dem Aufwickel-Führungselement 17 in
Eingriff. Das Aufwickel-Führungselement 17 ist
ein dünner
Streifen einer Polyesterschicht, zum Beispiel Mylar, der an der Aufwickelspule 15 angebracht
ist. Das Kassetten-Führungselement
ist an dem Ende des in der Kassette 20 aufgewickelten Datenspeicherbandes festgelegt.
Wenn die Kassette 20 in das Bandlager 5 eingesetzt
wird, gibt der Umlenk- bzw. Kippmechanismus 36 das Aufwickel-Führungselement 17 frei und
drängt
das Aufwickel-Führungselement 17 zu
einem Umlenken bzw. Kippen mit dem Kassetten-Führungselement 37.
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Der Vorgang des Kippens bzw. Umlenkens von
Band-Führungselementen
ist bekannt. Beispielsweise beschreibt die WO 97/48631, veröffentlicht
am 24.12.1997, mit dem Titel "TAPE
BUCKLING MECHANISM FOR SINGLE REEL CARTRIDGE TAPE RECORDING" einen Bandführungselement-Umlenkprozess.
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Typischerweise ist die Dicke der
Führungselemente
und die Dicke des magnetischen Datenspeicherbandes nicht die gleiche,
d. h., das Führungselement
ist dicker als das Datenspeicherband. Somit müssen sich die Länge des
Aufwickel-Führungselements 17 und
die Länge
des Kassetten-Führungselements 37,
wenn die Führungselemente
und das Band auf eine Aufwickelspule aufgewickelt sind, zu einer
spezifischen Länge
summieren, um eine Bedingung bzw. einen Zustand, der als radiale
Spurabweichung ("radial
runout") bekannt
ist, an der Aufwickelspule zu minimieren. Eine radiale Spurabweichung
tritt auf, wenn die kumulierte Länge
des Aufwickel-Führungselements
und des Kassetten-Führungselements
beim Kippen bzw. Umlenken nicht äquivalent
zum Umfang der Aufwickelspulennabe oder eines Mehrfachen davon ist.
Dieser Zustand ist am besten in 3 veranschaulicht,
die eine vergrößerte Ansicht
der umgelenkten Führungselemente 18 und
des um die Aufwickelspulennabe 15a gewickelten Bandes 40 bietet.
Wie dargestellt ist, ist die kumulative Länge der umgelenkten Führungselemente 18 größer als
der Umfang der Aufwickelspulennabe 15a. Der Nettoeffekt
einer radialen Spurabweichung besteht darin, dass das Magazin des
aufgewickelten Bandes 40 asymmetrisch wird. Wie in 3 gezeigt ist, ist der Radius
einer Hälfte
des durch R1 dargestellten Band-Stacks geringer als der Radius der
anderen Hälfte,
der durch R2 dargestellt ist. Eine radiale Spurabweichung führt zu einer nicht-konstanten
Bandgeschwindigkeit. Infolgedessen kann sich eine Servosteuerung
und eine Gesamt-Laufwerkleistung verschlechtern.
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Unglücklicherweise besteht eine
Konsequenz des Festlegens der kumulativen Länge des Aufwickel-Führungselements und des Kassetten-Führungselements
zur Vermeidung einer radialen Spurabweichung bzw. eines radialen
Runout darin, dass das Aufwickel-Führungselement 17 eine Länge aufweisen
kann, die wesentlich größer ist
als der Bandweg, wie in 4 gezeigt
ist. Dies führt
zu der Möglichkeit,
dass das Aufwickel-Führungselement
von dem Umlenkmechanismus während
des Versands oder zu jeder Zeit, zu der die Bandkassette nicht eingesetzt
ist, außer
Eingriff kommt. Beispielsweise würde
eine durch den Pfeil D1 dargestellte Drehung im Gegenuhrzeigersinn
der Aufwickelspule 15 ein Nachlassen bzw. Lockerwerden
in dem Aufwickel-Führungselement 17 erzeugen,
was ein Außereingriffkommen
des Aufwickel-Führungselements
mit dem Umlenkmechanismus 97 verursachen kann.
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Somit bleibt ein ungelöster Bedarf
an einem Aufwickelspulen-Verriegelungsmechanismus, um zu verhindern,
dass sich die Aufwickelspule dreht, wenn eine Bandkassette nicht
in das Bandlaufwerk eingesetzt ist.
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WO 83/04453 und
EP 0143598 beschreiben verschiedene
vorbekannte Bandlaufwerk-Führungsmechanismen.
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Abriss der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung stellt
einen Verriegelungsmechanismus gemäß Anspruch 1 bereit, der in
einem Bandlaufwerk angeordnet ist, und ein Verfahren gemäß Anspruch
14, um zu verhindern, dass sich eine Aufwickelspule dreht, wenn
eine Bandkassette nicht in das Bandlaufwerk eingesetzt ist.
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Gemäß Prinzipien der vorliegenden
Erfindung umfasst ein Aufwickelspulen-Verriegelungssystem Verriegelungsmerkmale,
die an einem Umlenk- bzw. Kippmechanismus, der Aufwickelspule und
einem Lastring festgelegt sind. Der drehbare Umlenk- bzw. Kippmechanismus
ist in Nähe
der Aufwickelspule derart positioniert, dass eine an einer drehbaren Umlenknocke
festgelegte Verriegelungsvertiefung mit einer entlang einem Außenumfang
des Aufwickelspulenflansches festgelegten Verriegelungsvertiefung
in Eingriff kommen kann. Auf ähnliche
Weise ist der Lastring relativ zu der Umlenknocke so positioniert,
dass ein an der Umlenknocke festgelegter Kontaktbereich mit einem
Verriegelungsbereich in Eingriff kommen kann, der an einem Bandlaufwerk-Lastring
festgelegt ist. Wenn die Bandkassette nicht in das Bandlaufwerk
eingesetzt ist, greifen die vorgenannten Verriegelungsmerkmale in
einer versperrenden bzw. verriegelnden Weise ineinander, um zu verhindern,
dass sich die Aufwickelspule dreht. Insbesondere ein Eingriff zwischen
den Verriegelungsbereichen des Lastrings und der Umlenknocke verhindert,
dass sich die Umlenknocke im Uhrzeigersinn dreht. Infolgedessen
verhindert der Verriegelungseingriff zwischen den Vertiefungen an
der Umlenknocke und der Aufwickelspule eine Drehung der Aufwickelspule
im Gegenuhrzeigersinn. Außerdem verhindert
ein Aufwickel-Führungselement
mit der gleichen Länge
wie der Bandweg, und das an einem Ende der Aufwickelspule angebracht
und am anderen Ende durch den Umlenknocken gesichert ist, dass sich
die Aufwickelspule im Uhrzeigersinn dreht.
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Wenn die Bandkassette eingesetzt
ist, gibt der Lastring den Verriegelungseingriff mit der Umlenknocke
frei, wodurch es möglich
ist, dass die Umlenknocke den Eingriff mit der Aufwickelspule freigibt und
eine freie Drehung der Aufwickelspule gestattet.
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Diese und andere Vorteile, Aspekte
und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind bei Betrachtung der
folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die
zusammen mit den beigefügten
Zeichnungen präsentiert
wird, besser verständlich
und einschätzbar.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf ein vorbekanntes Einspulen-Bandlaufwerk, das ohne
Bandkassette gezeigt ist,
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2 eine
Draufsicht auf einen vorbekannten Umlenk- bzw. Kippmechanismus,
der in einer Position zum Umlenken bzw. Kippen eines Aufwickel-Führungselements
mit einem Kassetten-Führungselement
gezeigt ist, wenn die Kassette eingesetzt ist,
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3 eine
vergrößerte Schnittansicht
eines Nabenabschnitts einer Aufwickelspule zur Darstellung eines
radialen Runout,
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4 eine
Draufsicht auf ein Bandlaufwerk zur Veranschaulichung einer Aufwickel-Führungselementlänge, die
wesentlich länger
ist als der Bandweg,
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5a eine
Draufsicht auf ein Bandlaufwerk mit dem Aufwickelspulen-Verriegelungssystem
gemäß Prinzipien
der vorliegenden Erfindung,
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5b eine
vergrößerte Ansicht
des Verriegelungsmechanismus von 5a,
dargestellt mit dem Lastring und der Aufwickelspule,
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5c eine
vergrößerte Ansicht
eines alternativen Verriegelungsmechanismus, dargestellt mit dem
Lastring und der Aufwickelspule, und
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6 bis 10 sequenzielle Ansichten
des Verriegelungssystems von 5b zur
Darstellung der Entriegelungssequenz, nachdem eine Bandkassette in
das Bandlaufwerk eingesetzt wurde.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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In der folgenden Beschreibung werden
zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein gründliches
Verständnis
der vorliegenden Erfindung zu liefern. Einem Fachmann ist es jedoch
ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung auch ohne irgendwelche oder
ohne alle diese spezifischen Details in die Praxis umgesetzt werden
kann. In anderen Fällen
werden Details bekannter Strukturen und/oder Prozessschritte nicht
im Einzelnen beschrieben, um die vorliegende Erfindung nicht unnötigerweise
unverständlich
zu machen.
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Die vorliegende Erfindung ist in
einem Bandlaufwerk 60 von 5a angeordnet.
Wie gezeigt ist, umfasst das Bandlaufwerk 60 eine drehbare
Aufwickelspule 55, ein Aufwickel-Führungselement 17,
eine(n) durch drei Bandführungen 54 festgelegte Bandbahn
bzw. Bandweg, eine Kopfanordnung 65, einen Umlenk- bzw.
Kippmechanismus, der eine drehbare Umlenknocke 57 und einen
drehbaren Umlenkarm 62 umfasst, einen drehbaren Lastring 75 (in Teilansicht
dargestellt), und einen Gleichstrommotor 68. Wie bei Bandlaufwerken
des Standes der Technik gemäß 1 ist das Aufwickel-Führungselement 17 an
einem Ende der Aufwickelspule 55 angebracht und durch ein
Hakenelement 57a um das andere Ende herum gesichert, wenn
keine Bandkassette eingesetzt ist. Die Umlenknocke 57 und
der Umlenkarm 62 führen
die gleiche Basisfunktion aus wie der in 2 gezeigte Umlenkmechanismus. D. h.,
die Umlenknocke 57 umfasst das integrierte Hakenelement 57a zum
Eingreifen in das Aufwickel-Führungselement 17,
wenn eine Bandkassette nicht in das Bandlaufwerk eingesetzt ist,
und zum Freigeben des Aufwickel-Führungselements 17,
nachdem die Kassette eingesetzt ist. Der Umlenkarm 62 belastet
die Spitze des Aufwickel-Führungselements 17 vor,
der allgemein als "Pilz" ("mushroom") bekannt ist, und zwar
in eine Umlenk- bzw. Kippbeziehung mit dem (nicht dargestellten)
Kassetten-Führungselement, das
an der Kassette vorgesehen ist. Der vorliegende Umlenkmechanismus
ist jedoch eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik,
da der vorliegende, aus zwei Elementen bestehende Umlenkmechanismus
ermöglicht,
dass der Umlenkarm 62 das Aufwickel-Führungselement 17 in
einer Umlenkbeziehung mit dem Kassetten-Umlenkelement hält, nachdem
das Hakenelement 57a den Eingriff mit dem Aufwickel-Führungselement 17 freigibt.
Somit wird die Möglichkeit,
dass die Führungselemente
außer
Eingriff geraten, bevor der Umlenkvorgang abgeschlossen ist, minimiert.
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Wie in 5b gezeigt
ist, ist der Lastring 75 ein kreisförmiges, scheibenartiges Element,
das drehbar nahe der Umlenknocke 57 und dem Umlenkarm 62 angebracht
ist. Der Lastring 75 umfasst eine Nockenfläche 74,
bogenförmige
Zahnelemente 78 und den Verriegelungsbereich 77.
Wie nachstehend erläutert
wird, bietet der Verriegelungsbereich 77 eine Eingriffsfläche, gegen
die die Kontaktfläche 57b anliegt.
Es ist dieser Eingriff zwischen diesen Verriegelungsmerkmalen 77 und 57b,
der verhindert, dass sich die Umlenknocke 57 dreht, was
wiederum verhindert, dass sich die Aufwickelspule 55 dreht.
Das bogenförmige
Zahnelement 78 steht in Eingriff mit einem Getriebezug
(nicht dargestellt), der sich vom Gleichstrommotor 68 aus
erstreckt, um eine begrenzte Drehung auf den Lastring 75 zu übertragen.
Wie nachstehend erläutert
wird, ermöglicht
es der Lastring 75, dass die Nockenfläche das Hakenelement 57a gegenüber dem
Aufwickel-Führungselement 17 freigibt.
Außerdem
fungiert der Lastring 75 auch dazu, einem (nicht dargestellten)
Spulenantriebselement, das an einem Kassettenspulen-Spindelmotor angebracht
ist, den Eingriff mit der Kassettenspule zu ermöglichen. Der Lastring 75 umfasst
auch ein Durchgangsloch, das um sein Zentrum herum festgelegt ist,
um zu ermöglichen,
dass das Spulenantriebselement auf die Kassettenspule zugreift.
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Die vorliegende Erfindung ist in
vergrößerter Ansicht
in 5b zusammen mit dem
Lastring 75 und der Aufwickelspule 55 gezeigt.
Wie dargestellt ist, umfasst das Verriegelungssystem vorzugsweise eine
Verriegelungsvertiefung 56, die entlang dem Außenumfang
eines Flansches der Aufwickelspule 55 festgelegt ist, ein
an der Umlenknocke 57 festgelegtes Verriegelungselement 51,
einen an der Umlenknocke 57 festgelegten Kontaktbereich 57b und
einen Verriegelungsbereich 77, der entlang dem Umfang des
Lastrings 75 festgelegt ist. Ferner ist vorzugsweise die
Verriegelungsvertiefung 56 am Bodenflansch der Aufwickelspule 55 festzulegen.
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Die Umlenknocke 57 ist um
ihre Drehachse 59 am Bandlaufwerk drehbar angebracht. Ein
Vorspannmechanismus (zum Beispiel eine Schrauben- bzw. Spiralfeder)
belastet die Umlenknocke 57 in die "Entlade"position, gemäß 5b vor. Die Umlenknocke 57 weist
einen Kontaktbereich 57b auf, der mit dem Verriegelungsbereich 77 in
Eingriff bringbar ist und auch ein integriertes Hakenelement 57a aufweist.
Wie in 5b gezeigt ist,
greift das Hakenelement 57a, während die Bandkassette nicht
in das Bandlaufwerk eingesetzt ist, in das Aufwickel-Führungselement 17 ein,
hält das
Aufwickel-Führungselement 17 in
seiner Position, um das Kassetten-Führungselement
umzulenken, und gibt das Aufwickel-Führungselement 17 frei,
nachdem die Kassette eingesetzt ist. Wie nachstehend erläutert wird,
ist die Umlenknocke 57 an einer Position relativ zur Aufwickelspule 55 derart
angebracht, dass das Verriegelungselement 51 und die Verriegelungsvertiefung 56 sich
während
des Entfernens der Kassette in Verriegelungseingriff drehen können. Wenn
die Aufwickelspule 55 in Eingriff steht, wird sie daran
gehindert, sich in dem durch den Pfeil D1 dargestellten Gegenuhrzeigersinn
zu drehen. In dieser Position wird die Aufwickelspule 55 auch
daran gehindert, sich in dem durch einen Pfeil D2 dargestellten
Uhrzeigersinn zu drehen, und zwar durch das Aufwickel-Führungselement 17,
das vorzugsweise die gleiche Länge
wie der Bandweg aufweist. Falls das Aufwickel-Führungselement 17 eine
größere Länge als
der Bandweg hat, verhindert der Verriegelungsbereich 77 und
der Kontaktbereich 57b jede mögliche Drehung im Uhrzeigersinn
der Aufwickelspule 55.
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Alternativ kann, wie in 5c gezeigt ist, die Verriegelungsvertiefung 56 durch
einen bogenförmigen Ausschnitt 56a ersetzt
werden, der entlang dem Außenumfang
des Bodenflansches 55a der Aufwickelspule 55 ausgebildet
ist. Der Ausschnitt 56a kann annähernd an derselben Stelle wie
die Vertiefung 56 gelegen sein, so dass er auf ähnliche
Weise ermöglicht,
dass das Verriegelungselement 51a in den Ausschnitt 56a eingreift.
Der Eingriff verhindert dadurch auf ähnliche Weise eine Drehung
im Gegenuhrzeigersinn der Aufwickelspule 55, wenn die Kassette nicht
eingesetzt ist.
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Das Zusammenwirken zwischen den Komponenten
des vorliegenden Verriegelungssystems ist am besten in den 6 bis 10 veranschaulicht, welche sequenzielle
Schritte des Entriegelns der Aufwickelspule 55 zeigen,
wenn eine Bandkassette in das Bandlaufwerk eingesetzt wird. Um die
Ansicht der vorliegenden Erfindung zu vereinfachen, zeigen die 6 bis 10 jeweils nur die Aufwickelspule 55,
eine Bandführung 54,
die Umlenknocke 57 und den Lastring 75. 6 stellt die "Entlade"position der vorliegenden
Erfindung dar, d. h., bei der die Bandkassette nicht in das Bandlaufwerk
eingesetzt ist. In dieser Position verhindert das Verriegelungssystem
eine Drehung der Aufwickelspule 55. Genauer gesagt ist
der Lastring 75 in seiner Drehung durch den Eingriff zwischen
dem bogenförmigen
Zahnelement 78 und dem Getriebezug des Gleichstrommotors 68 verriegelt.
Infolgedessen wird verhindert, dass sich die Umlenknocke 57 in
dem durch einen Pfeil D2 dargestellten Uhrzeigersinn durch den Anlageeingriff
zwischen dem Verriegelungsbereich 77 und dem Kontaktbereich 57b dreht.
Die Umlenknocke wird auch an einer Drehung in dem durch einen Pfeil
D1 dargestellten Gegenuhrzeigersinn durch den Anlageeingriff zwischen
der Verriegelungsvertiefung 56 und dem Verriegelungselement 51 gehindert,
welches auch verhindert, dass sich die Aufwickelspule 55 im
Gegenuhrzeigersinn (D1) dreht. Außerdem wird die Aufwickelspule
ferner an einer Drehung im Uhrzeigersinn (D2) durch das Aufwickel-Führungselement
gehindert, das durch das Hakenelement 57a gesichert ist.
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Nachdem die Bandkassette in das Laufwerk eingesetzt
ist, beginnt der Gleichstrommotor 68 eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn
des Lastrings 75, wie durch einen Pfeil D1 in 7 dargestellt ist. Wie oben
erwähnt
wurde, umfasst der Gleichstrommotor 68 einen (nicht dargestellten)
Getriebezug, der mit den bogenförmigen
Zahnelementen 78 in Eingriff steht, um eine Drehbewegung
auf den Lastring 75 zu übertragen.
Wenn sich der Lastring 75 dreht, dreht sich die Nockenfläche 79 in
Kontakt mit der Umlenknocke 57 und stößt diese zu einer Drehung im
Uhrzeigersinn an, wie durch einen Pfeil D2 dargestellt ist. Infolgedessen
kommen der Verriegelungsbereich 77 und der Kontaktbereich 57b außer Anlageeingriff. Während die
Nockenfläche 79 die
Umlenknocke 57 weiter zu einer Drehung im Uhrzeigersinn
zwingt, wie durch die 7 bis 9 dargestellt ist, wird auch
der Verriegelungseingriff zwischen dem Verriegelungselement 51 und
der Verriegelungsvertiefung 56 freigegeben. Infolgedessen
ist dann die Aufwickelspule 55 frei, um sich in beiden
Richtungen zu drehen, was es ermöglicht,
dass das Band von der Kassette zwischen der Kassettenspule (nicht
dargestellt) und der Aufwickelspule 55 transportiert wird.
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10 zeigt
die Relativposition der Umlenknocke 57, des Lastrings 75 und
der Aufwickelspule 55 in einer "Kassettenlade"position, d. h. nachdem die Kassette
voll eingesetzt ist und das Kassetten-Führungselement und das Aufwickel-Führungselement
umgelenkt worden sind. Wie gezeigt ist, wird die Umlenknocke 57 schließlich so
gedreht, dass die Verriegelungsvertiefung 51 nicht den
Aufwickelspulenflansch 55 stört, und so, dass das Hakenelement 57a vollständig außer Eingriff
mit dem Aufwickel-Führungselement 17 kommt.
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Wenn die Bandkassette aus dem Laufwerk ausgeworfen
wird, erfolgt der umgekehrte Vorgang, d. h. so, wie er in umgekehrter
Reihenfolge der 10 bis 6 dargestellt ist. Zunächst wird
das Band von der Aufwickelspule auf die Kassettenspule zurückgewickelt.
Wenn das Kassetten-Führungselement
und das Aufwickel-Führungselement 17 nicht mehr
umgelenkt sind, wird der Lastring 75 im Gegenuhrzeigersinn
angetrieben. Wenn die Nockenfläche 79 außer Eingriffskontakt
mit der Umlenknocke 57 kommt, wird die Umlenknocke 57 zurück zu der
in 6 gezeigten Entladeposition
vorbelastet. Demgemäss
kommt das Hakenelement 57a wieder in Eingriff mit dem Aufwickel-Führungselement 17. Schließlich kommt
der Kontaktbereich 57b wieder in Eingriff mit dem Lastring-Verriegelungsbereich 77, und
das Verriegelungselement 51 kommt wieder in Eingriff mit
der Verriegelungsvertiefung 56. Wie oben erläutert wurde,
wird bei diesen drei Punkten eines Verriegelungseingriffs die Aufwickelspule 55 nun
an einer Drehung in beiden Richtungen gehindert.
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Fachleuten sind aus der Einsichtnahme
der vorangehenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
zahlreiche Änderungen
und Modifikationen leicht ersichtlich, wobei der Schutzumfang der
vorliegenden Erfindung im Detail durch die folgenden Ansprüche dargelegt
ist. Die hier erfolgten Beschreibungen und Offenbarungen dienen
nur der Veranschaulichung und sollten nicht als den Schutzumfang
der vorliegenden Erfindung einschränkend ausgelegt werden, der
im einzelnen durch die folgenden Ansprüche festgelegt ist.