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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Scharniervorrichtung für elektrische
Haushaltsgeräte
und dergleichen.
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Insbesondere
ist Gegenstand der Erfindung eine Scharniervorrichtung der sich
selbstregulierenden Bauart, welche eine Gelenkbewegung zwischen der
Tür und
dem zugehörigen
Gerätekörper, insbesondere
einem Geschirrspüler
erlaubt.
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Es
ist bekannt, dass die Türen
von Geräten wie Öfen, Geschirrspüler und
dergleichen an dem Rahmen des elektrischen Haushaltsgerätes durch mehrere
Scharniere befestigt sind, welche die Türdrehung zwischen einer Schließ- und einer Öffnungsstellung
ermöglichen.
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Die
bekannten Scharniere wie die selbstregulierenden Scharniere sind
in der Lage, eine gewichtsausgleichende Wirkung während der Öffnungs-
und Schließphasen
der damit verbundenen Tür
zu erzeugen. Jedes Scharnier ist mit einer sich im Hinblick" auf die Scharnierbewegung
bewegenden Bewegungskinematik versehen, welche auf Zug oder Druck
vorgespannte elastische Mittel umfasst, in der Weise, dass sich
ihre elastische Reaktion im Hinblick auf die Türstellung ändert und in der Lage ist,
das Gewicht der Tür
während
des Öffnungsvorganges auszugleichen.
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Derartige
Scharniere umfassen eine Reihe von Hebelelementen, die gegenseitig
schwenkbar sind, um einen Mechanismus zu bilden, der für die allmähliche Vergrößerung der
Reaktionskraft des elastischen Elementes während des Türöffnungsvorganges sorgt und
auf diese Weise das von dem Türgewicht
erzeugte Moment ausgleicht, welches sich bei größer werden des Abstandes von
dem Geräterahmen
und daher durch Vergrößern des
Hebelarmes größer wird.
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Der
Hauptnachteil der bekannten Scharniere besteht darin, dass es zum Ändern der
gewichtsausgleichenden Kraft, die von der in das Gerät eingebauten
Feder ausgeübt
wird, erforderlich ist, die Feder gegen eine andere auszuwechseln,
welche in der Lage ist, eine geeignete gewichtsausgleichende Kraft
zu erzeugen.
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Um
diesen Nachteil zu vermeiden, sind die bekannten Scharniere mit
Mitteln versehen, die eine Verstellung der gewichtsausgleichenden
Kraft des elastischen Mittels in Abhängigkeit vom Türgewicht ermöglichen.
Beispielsweise werden solche Ver stellmittel von einem kleinen Kabel
gebildet, das, entsprechend gespannt durch Einstellschrauben, die
von außerhalb
des Gerätes
zugänglich
sind, in einfacher Weise ermöglichen,
die Feder vorzuspannen, um ihre elastische Anfangsreaktion zu ändern.
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Das
Erfordernis, die gewichtsausgleichende Kraft zu regeln, ist besonders
evident in Fällen,
in denen die Geräte
einen integralen Bestandteil eines modularen Möbels wie z. B. modulare Bereiche
bilden, welche aus ästhetischen
Gründen
die Panelanordnung umfassen, welche die Gerätetüren verkleiden. Jedes Panel
beschwert daher die zugehörige Tür in veränderlicher
Weise je nach seinem Material, was eine willkürliche Veränderliche für die Hersteller der Geräte und insbesondere
der Scharniere darstellt.
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Ein
weiterer Nachteil besteht darin, dass aufgrund der Verstellung der
Regelmittel innerhalb des Scharniers während des Panelanbaus an der
Gerätetür dieser
manuelle Vorgang häufig
nicht mit der erforderlichen Fachkenntnis durchgeführt wird,
beispielsweise aufgrund der asymmetrischen Verstellung der gewichtsausgleichenden
Wirkung für
jedes Scharnier. Die Folge ist, dass das elastische Mittel eines
der beiden Scharniere stärker
belastet ist als das andere und daher größeren Spannungen ausgesetzt ist,
welche einen Bruch desselben hervorrufen können oder zu einem asymmetrischen Öffnen oder Schließen der
Tür mit
daraus folgender Beschädigung
des Gerätes
führen
können.
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Das
Dokument US-A-4 269 165, aus dem alle Merkmale des Oberbegriffs
des Anspruchs 1 hervorgehen, offenbart eine Scharniervorrichtung,
die auch für
die Tür
eines elektrischen Haushaltsgerätes oder
dergleichen geeignet ist, und zwar einer Bauart, welche ein Koppelelement
umfasst, das eine Vorderwand hat und am Rahmen der Scharniervorrichtung befestigt
ist, welche am Rahmen des Haushaltsgerätes befestigbar ist. Die Vorrichtung
umfasst ferner ein Tragelement, das durch ein Gelenk an dem Koppelelement
schwenkbar ist und an dem die Tür
befestigt ist; erste Gewichtsausgleichsmittel, die eine der Gewichtskraft
der Tür
entgegengesetzte Gegenkraft ausüben.
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Die
Vorrichtung umfasst ein geformtes Element, das gebildet wird von
einem oberen Abschnitt, an dem die ersten Gewichtsausgleichsmittel
angelenkt sind, einem mittleren Abschnitt und einem unteren Abschnitt,
an dem das Tragelement angelenkt ist, wobei das geformte Element
eine Außenkontur
und eine Innenkontur hat, die dem Tragelement zugewandt ist.
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Die
Vorrichtung hat eine Gleitführung,
die zwischen dem geformten Element und der Vorderwand des Koppelelementes
angeordnet und so ausgelegt ist, dass sie eine Gleitbewegung des
geformten Elementes an der Vorderwand ermöglicht, um den Arm der Gegenkraft
fortschreitend zu vergrößern als
Folge des Durchgangs von einer Schließstellung, in der das Tragelement
der Vorderwand zugewandt ist, zu einer extremen Öffnungsstellung, in der die Achse
des Tragelementes nahezu senkrecht zur Vorderwand verläuft.
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Außerdem ermöglichen
die Regelsysteme der Scharniervorrichtung häufig keinen weiten Verstellbereich
der gewichtsausgleichenden Wirkung; daher ist dasselbe Scharnier
häufig
nicht verwendbar bei verschiedenen Geräten mit Türen unterschiedlichen Gewichts
oder mit Panelen unterschiedlichen Gewichts.
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Daher
ist es häufig
notwendig, dasselbe Scharniermodell mit unterschiedlichen Federarten der
zugehörigen
gewichtsausgleichenden Mittel herzustellen, die in Abhängigkeit
von dem Gerätetyp
zu verwenden sind. Dies stellt einen erheblichen Nachteil für die Herstellung
jedes einzelnen Scharniertyps im Hinblick auf die Ausführung der
Scharniere mit unterschiedlichen Federn, die Einstellung während des Möbeleinbaus
und der Speicherung desselben Scharniertyps mit unterschiedlichen
Federn dar.
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Das
Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Scharniervorrichtung
vorzuschlagen, welche die Gelenkbewegungen zwischen der Tür und dem zugehörigen Gerätekörper ermöglicht und
das ein gewichtsausgleichendes selbstausgleichendes und selbstregelndes
System ohne Verstellmittel hat, um selbsttätig für einen Gewichtsausgleich von
Türen zu sorgen,
die ein veränderliches
Gewicht innerhalb eines vernünftigen
Rahmens haben.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung
vorzuschlagen, die einfach herzustellen, problemlos einzubauen und
eine hohe Betriebssicherheit und -genauigkeit im Betrieb hat.
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Diese
Ziele werden durch den Anspruchsgegenstand erzielt.
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Die
beigefügten 1, 2, 5 und 6 zeigen eine Scharniervorrichtung
mit einer bekannten Merkmalskombination.
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Die
Merkmale des bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung sind in den beigefügten 3, 4, 7 und 8 hervorgehoben.
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1 ist eine Seitenansicht
einer Scharniervorrichtung in einer Schließstellung.
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2 ist eine Seitenansicht
der Vorrichtung der 1 entsprechend
einer extremen Öffnungsstellung.
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3 ist eine Seitenansicht
des bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung in der Schließstellung.
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4 ist eine Seitenansicht
der Vorrichtung der 3 in
der extremen Öffnungsstellung.
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5 ist eine Seitenansicht
eines zweiten Ausführungsbeispiels
der Vorrichtung der 1 in der
Schließstellung.
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6 ist eine Seitenansicht
der Vorrichtung der 5 in
der extremen Öffnungsstellung.
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7 ist eine Seitenansicht
einer Varianten des Ausführungsbeispiels
der Vorrichtung der 3 in
der Schließstellung.
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8 ist eine Seitenansicht
der Vorrichtung der 7 in
der extremen Öffnungsstellung.
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Unter
Bezugnahme auf die 1, 2, 5 und 6 bezeichnet
das Bezugszeichen 1 eine Scharniervorrichtung, insbesondere
für die
Tür elektrischer
Geräte
und dergleichen, welche ein Koppelelement 2, eine Tragelement 3,
erste gewichtsausgleichende Mittel 6 und ein geformtes
Element 9 umfasst.
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Das
Koppelelement 2 ist an dem Rahmen 10 der Scharniervorrichtung 1 befestigt,
welche an der Struktur (bekannt und nicht dargestellt) jedes elektrischen
Gerätes
anbringbar ist.
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Das
Tragelement 3 ist mit dem Koppelelement 2 durch
ein Gelenk 5 schwenkbar verbunden, welches die Drehbewegung
ermöglicht.
Eine Verbindungsmatte 4 ist in der Nähe eines Endes des Tragelementes 3 befestigt,
an der die Tür
(bekannt und nicht dargestellt) befestigt ist. Ferner ist ein Anschlag 20 entsprechend
dem verbleibenden Ende des Tragelementes 3 vorgesehen.
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Das
Koppelelement 2 hat eine vordere Wand 12, die
zwischen dem Tragelement 3 und dem geformten Element 9 angeordnet
ist.
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Die
ersten gewichtsausgleichenden Mittel 6 werden von einer
Feder 22 gebildet, die zwischen dem Kopf einer Stange 23 und
einem Sitz 24 angeordnet ist, von dem das freie Ende der
Stange 23 vorsteht.
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Das
geformte Element 9 hat einen oberen Abschnitt 9a,
der an dem freien Ende der Stange 23 angelenkt ist, und
einen unteren Abschnitt 9c, der an dem Tragelement 3 durch
ein Gelenk 26 angelenkt ist. Das geformte Element 9 hat
einen mittleren Abschnitt 9b, der eine innere Kontur 7 und
eine äußere Kontur 8 gegenüber der
vorderen Wand 12 definiert.
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Der
obere Abschnitt 9a des geformten Elementes 9 gegenüberliegend
zu dem, der mit den ersten gewichtsausgleichenden Mitteln 6 schwenkbar verbunden
ist, ist ferner mit einer Gleitführung 30 schwenkbar
verbunden, die von einem Gleitblock 13 gebildet wird, welcher
in der Lage ist, sich mit Gleitreibung entlang dem dem geformten
Element 9 zugewandten Abschnitt der vorderen Wand 12 während des Öffnens/Schließens der
Tür zu
bewegen.
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Die
Funktionsweise der in den 1 und 2 dargestellten bekannten
Scharniervorrichtung 1 ist sehr einfach, da beim Öffnen der
Tür des
mit dem Tragelement 3 verbundenen Gerätes das Tragelement aus einer
Schließstellung
C, in der das Tragelement 3 der vorderen Wand 12 des
Koppelelementes zugewandt ist und daher die Tür zum Körper des Gerätes so gedreht
ist, dass sie die Frontöffnung
desselben verschließt,
in eine extreme Öffnungsstellung
A bewegt wird, in der die Längsachse
des Tragelementes 3 nahezu senkrecht zu der vorderen Wand 12 verläuft und
daher die Tür
nahezu senkrecht zu der Frontöffnung
des Gerätes
angeordnet ist.
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Der Öffnungszustand
A wird hauptsächlich durch
den Anschlag 20 des Tragelementes 3 begrenzt,
das infolge seiner Drehung die vordere Wand 12 des Koppelelementes 2 von
innen berührt.
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Während des
Durchgangs aus der Schließstellung
C in die Öffnungsstellung
A dreht sich das Tragelement 3 am Gelenk 5, was
die Bewegung des geformten Elementes 9 bewirkt. Bei diesem
Durchgang wird der Gleitblock 13 gezwungen, an der vorderen
Wand 12 mit Reibung zu gleiten und hierbei auf diese eine
Reibwiderstandskraft auszuüben,
deren Größe in Abhängigkeit
von der Türöffnung und
somit in Abhängigkeit
von dem Durchgang aus der Schließstellung C in die Öffnungsstellung
A proportional größer wird.
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Die
Stange 23 wird nach unten bewegt, was eine anschließende fortschreitende
Kompression der Feder 22 zur Folge hat, die eine entgegengesetzte Kraft
ausübt,
welche sich mit der Türöffnung proportional
vergrößert und
in der Lage ist, der Gewichtskraft entgegenzuwirken.
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Es
muss unterstrichen werden, dass das Vorhandensein des Gleitblockes 13 ein
Antriebsmoment des geformten Elementes 9 involviert, und
zwar in der Weise, dass der Arm der von den gewichtsausgleichenden
Mitteln 6 ausgeübten
entgegengesetzten Kraft als Folge des Durchgangs aus der Schließstellung
C in die Öffnungsstellung
A fortschreitend vergrößert wird.
Insbesondere kommt es hierbei zu einer nahezu geradlinigen Bewegung
aus der Vertikalen der gewichtsausgleichenden Mittel 6 oder
besser des Drehpunktes der Stange 23 bezüglich des geformten
Elementes 9.
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Auf
diese Weise ermöglicht
die kombinierte Wirkung der Gegenkraft der ersten gewichtsausgleichenden
Mittel 6 und der Gleitreibung des Gleitblockes 13 längs der
vorderen Wand 12 einen kontinuierlichen Gewichtsausgleich
der Tür
und eines möglicherweise
damit verbundenen verkleidenden Panels, was einen Gewichtsausgleich
der Tür
bei jedem von der Tür
erreichten Zwischenöffnungswinkel
ermöglicht.
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Es
muss insbesondere unterstrichen werden, dass die hauptsächliche
gewichtsausgleichende Kraft von der auf die vordere Wand 12 ausgeübten Reibungswirkung
des Gleitblockes 13 herrührt, da die Gleitbewegung zwischen
den Kontaktflächen
des Gleitblockes 13 und der vorderen Wand 12 eine
Gleitreibung hervorruft.
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Vorteilhafterweise
wird die Kontaktfläche
des Gleitblockes 13 mit der vorderen Wand 12 von
Nylon gebildet, das mit Graphit eines Prozentsatzes zwischen 5%
und 20% und vorzugsweise 12% angereichert ist, so dass die Gleitreibung
zwischen den Flächen
erhöht
wird.
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Der
selbstregulierende Effekt wird insbesondere bezüglich des gesamten Gewichtes
der Tür und/oder
des Panels, das von 6 bis 10 kg variieren kann, erreicht.
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Das
bevorzugte Ausführungsbeispiel
der Scharniervorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung ist
in den 3, 4 dargestellt und umfasst
die Verwendung zweiter gewichtsausgleichender Mittel 15.
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Diese
zweiten gewichtsausgleichenden Mittel 15 sind an dem Koppelelement 2 nächst seinem Ende
gegenüber
der Vorderwand 12 befestigt und wirken mit der äußeren Kontur 8 des
geformten Elementes 9 zusammen. Diese Mittel umfassen einen He bel 17,
dessen Drehebene parallel zu der Bewegungsebene des geformten Elementes 9 ist.
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Ein
Ende des Hebels 17 ist durch ein Gelenk 18 mit
dem Koppelelement 2 gelenkig verbunden, und das verbleibende
Ende ist mit dem Ende der elastischen Mittel 19 schwenkbar
verbunden, während
der mittlere Abschnitt ein Gleitelement 14 abstützt, direkt
in Kontakt mit der äußeren Kontur 8,
beispielsweise gebildet von einer freien Rolle 14a.
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Die
elastischen Mittel 19 umfassen insbesondere eine Führungsstange 19b einer
Wendelfeder 19, welche auf Druck belastet wird und deren
freies Ende von einem an dem Rahmen 10 befestigten Bügel 16 gleitend
gelagert wird.
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Die
Funktionsweise der in den 3 und 4 dargestellten Scharniervorrichtung 1 ist
identisch mit der Funktionsweise der bekannten Scharniervorrichtung
der 1 und 2, mit dem einzigen Unterschied, dass
die zweiten gewichtsausgleichenden Mittel 15 eine weitere
Gegenkraft auf das geformte Element 9 ausüben können, welche
sich entsprechend dem Durchgang von der Schließstellung C zu der Öffnungsstellung
A der Tür
proportional vergrößert.
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Tatsächlich rollt
oder gleitet bei einem derartigen die Rolle 14a auf der äußeren Kontur 8 insbesondere
von dem mittleren Abschnitt 9b zu dem oberen Abschnitt 9a,
wodurch der Hebel 17 um den Drehpunkt 18 gedreht
wird und dadurch die Feder 19a gegen den Bügel 16 geschlagen,
d. h. komprimiert, wird, wodurch eine gleiche und entgegengesetzte
Kraft auf das geformte Element 9 für eine Zwischenlage der Rolle 14a übertragen
wird. Somit ist das geformte Element 9 einer weiteren seiner
Bewegung entgegenwirkenden Gegenkraft beim Durchgang von der Schließstellung
C zu der extremen Öffnungsstellung
A ausgesetzt, und daher wird die Kraft, die der Gewichtskraft der
Tür und/oder
des gegebenenfalls vorgesehenen; daran befestigten verkleidenden
Panels erhöht.
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Auf
diese Weise ermöglicht
die kombinierte Wirkung sowohl der Gegenkraft der ersten gewichtsausgleichenden
Mittel 6 mit der Reibkraft, die von der Gleitbewegung des
Gleitblockes 13 entlang der vorderen Wand 12 herrührt, wie
auch der weiteren Gegenkraft, die von den zweiten gewichtsausgleichenden
Mitteln 15 auf das geformte Element 9 ausgeübt wird,
einen kontinuierlichen Gewichtsausgleich der Tür und des damit verbundenen
optionalen Panels, so dass die Tür
in jeder beliebigen Öff nungsstellung ausgeglichen
werden kann. Insbesondere wird der selbstregulierende Effekt für das gesamte
Gewicht der Tür
und/oder des Panels, das von 16 bis 14 kg variieren kann, vollständig erreicht.
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Es
ist nützlich
anzumerken, dass das Gleitelement 14 auch von einem Gleitblock 14a gebildet werden
kann, der auf der äußeren Kontur 8 gleitet oder
läuft.
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Es
ist ferner wichtig, festzuhalten, dass mit dieser Scharniervorrichtung 1 ein
selbstausgleichender Zustand des Gewichtes der Tür und/oder der Paneltür ohne die
Verwendung irgendwelcher Verstellmittel für die Gegenkraft der gewichtsausgleichenden Mittel
erreicht wird, so dass die Scharniervorrichtung über einen weiten Gewichtsbereich
der Tür
und der Tür
zusammen mit dem verkleidenden Panel vollständig selbstregelnd ausgebildet
wird.
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Zu
diesem Zweck ist es wichtig, zu unterstreichen, dass die zwischen
der Kontaktfläche
des Gleitblockes 13 und der vorderen Wand 12 entstandene
Reibkraft, die Gegenkraft der ersten gewichtsausgleichenden Mittel 6 und
die weitere Gegenkraft der zweiten gewichtsausgleichenden Mittel 15 sich proportional
zu dem Öffnungswinkel
der Tür ändern und
daher beim Durchgang aus der Schließstellung C in die Öffnungsstellung
A größer werden
und beim umgekehrten Durchgang kleiner werden, jedoch immer proportional
zu der Vergrößerung bzw.
Verkleinerung der Gewichtskraft der Tür oder der Tür mit dem
verkleidenden Panel.
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Die 5 und 6 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel
der vorstehend beschriebenen bekannten Scharniervorrichtung 1,
bei der die innere Kontur 7 des geformten Elementes 9 nahezu
zykloidisch ist und einen Anschlag 33 nahe dem Ende des oberen
Abschnittes 9a hat und überdies
von den Gleitmitteln 30 gleitend angetrieben wird, welche
von einer freien Rolle 11 gebildet werden, die von dem Koppelelement 2 gelagert
wird, während
die äußere Kontur 8 nahezu
geradlinig ist.
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Der
zwischen dem mittleren Abschnitt 9b und dem zweiten Ende 9c vorgesehene
Abschnitt des geformten Elementes 9 hat eine Ausnehmung 21.
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Die
Funktionsweise der Scharniervorrichtung 1 dieses zweiten
Ausführungsbeispiels
ist identisch mit der Funktionsweise des ersten Ausführungsbeispiels,
mit der Ausnahme, dass die extreme Öffnungsstellung A nicht nur
hauptsächlich
durch den Anschlag 20 des Tragelementes 3, welcher
anschließend
zu seiner Drehung die vordere Wand 12 des Koppelelementes 2 von
innen berührt,
hervorgerufen wird, sondern auch deshalb, weil die Ausnehmung 21 des
geformten Elementes 9 so ausgebildet ist, dass sie sich
eng an das Gelenk 5 anpasst und der Anschlag 33 die äußere Fläche der
Rolle 11 berühren kann.
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Während des
Durchgangs aus der Schließstellung
C in die extreme Öffnungsstellung
A dreht sich das Tragelement 3 um das Gelenk 5,
was die Bewegung des geformten Elementes 9 bewirkt. Bei diesem
Durchgang gleitet die innere Kontur 7 des geformten Elementes
auf der Außenfläche der
Rolle 11, und die Stange 23 wird nach unten bewegt,
wodurch die Feder 22 fortschreitend komprimiert wird, welche eine
Gegenkraft ausübt,
die sich mit der Vergrößerung des Öffnungswinkels
der Tür
proportional vergrößert und
der Gewichtskraft entgegenwirken kann.
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Es
muss unterstrichen werden, dass das Vorhandensein der Rolle 11 und
die spezielle Anpassung des geformten Elementes oder besser seiner inneren
Kontur 7 den Arm der von den gewichtsausgleichenden Mitteln 6 ausgeübten Gegenkraft
als Folge des Durchgangs aus der Schließstellung C in die extreme Öffnungsstellung
A fortschreitend größer wird.
Insbesondere das Zusammenwirken zwischen der inneren Kontur 7 und
der Rolle 11 bewirkt eine Längsbewegung nahezu auf der
vertikalen Linie der gewichtsausgleichenden Mittel 6 oder
besser des Drehpunktes der Stange 23 bezüglich des
geformten Elementes 9.
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Unter
Bezugnahme auf die 7 und 8 umfasst eine Variante der
Scharniervorrichtung 1 die Verwendung der zweiten gewichtsausgleichenden Mittel 15 entsprechend
denen des bevorzugten Ausführungsbeispiels,
mit der Ausnahme, dass der Hebel 17 mit dem Gelenk 18 in
seinem mittleren Bereich schwenkbar verbunden ist, wobei eines seiner
Enden mit den elastischen Mitteln 19 verbunden ist, während das
freie Ende die freie Rolle 14a drehend lagert.
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Insbesondere
werden die elastischen Mittel 19 von einer Feder 19a gebildet,
deren Enden an dem Ende des Hebels 17 bzw. an einem Bügelhaken 16 befestigt
sind, so dass die Feder 19a auf Zug beansprucht wird.
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Vorteilhafterweise
sei angemerkt, dass die elastischen Mittel 19 an dem Hebel 17 zwischen
dem Gelenk 18 und dem freien Ende des letzteren befestigt
werden kann, wodurch das Gleitelement 14 so abgestützt wird,
dass die Feder 19a der elastischen Mittel 19 auf
Druck statt auf Zug beansprucht wird.
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Der
Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung
einer Scharniervorrichtung, die so ausgelegt ist, dass sie die Drehung
zwischen der Tür
und dem Körpeer
eines zugehörigen
Gerätes ermöglicht,
ausgerüstet
mit einem gewichtsausgleichenden System des selbstverstellenden
und selbstausgleichenden Typs ohne Verstellmittel, welches in der
Lage ist, einen Gewichtsausgleich für Türen eines Gewichtes zu schaffen,
das sich selbsttätig
innerhalb eines vernünftigen,
jedoch weiten Bereiches ändert.
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Ein
weiterer Vorteil ist die Schaffung einer Vorrichtung einfacher Konstruktion
und Funktionsweise, einer sicheren, präzisen und zuverlässigen Verwendung.