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HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Werkzeug zur Herstellung
von Rohrverbindungen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Werkzeug,
das wenigstens zwei Rohrleitungen einspannen und die Rohrleitungen
zusammenziehen kann, um einen Verbinder zur Kopplung der Rohrleitungen einzubauen.
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Es
ist festgestellt worden, dass ein Bedarf nach einem leichtgewichtigen
Werkzeug mit einem modularen Aufbau besteht, das verwendet werden kann,
um Anschlussstücke
zur Verbindung von Kunststoffrohren oder -rohrleitungen einzubauen. Das
Werkzeug sollte die Verbindung von zwei oder mehreren Rohren bewerkstelligen,
die in einem Leitungsstrang angeordnet werden können. Das Werkzeug sollte in
Mannloch- bzw. Schachtumgebungen sowie in Handlochumgebungen einfach
einzusetzen sein.
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DE-A-43 10 000 beschreibt
eine hydraulische Werkzeugvorrichtung zur Herstellung von Rohrverbindungen,
die ein Rohr in einer ortsfesten Stellung hält und ein Verbinderelement
in das Rohr eintreibt. Das hydraulische Werkzeug weist zwei Hydraulikzylinder
auf, die parallel zueinander angeordnet und durch eine Halterung
für ein
Rohr oder ein Verbinderelement miteinander verbunden sind. Zwei zueinander
parallele Kolbenstangen, die aus den Hydraulikzylindern hervortreten,
tragen an ihren freien Enden eine bewegbare gabelartige Halterung
für das Verbinderelement
oder das Rohr. Mit den Hydraulikzylindern ist eine Hydraulikpumpe
verbunden, um die Zylinder unter Druck zu setzen und um der Halterung, die
an den Kolbenstangen befestigt ist, eine Bewegung zu der Halterung
hin zu verleihen, die die beiden Hydraulikzylinder miteinander verbindet.
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Eine
hydraulische Werkzeugvorrichtung dieser Art weist eine sperrige
Größe und ein
großes
Gewicht sowie eine verhältnismäßig komplizierte
Ausbildung auf, die eine große
Anzahl von Teilen umfasst. Sie wäre
sowohl in Mannloch- als auch in Handlochumgebungen schwer zu bedienen.
Außerdem
lehrt die Druckschrift nicht die Herstellung einer Verbindung zwischen
zwei Rohren mittels eines Verbinders. Die darin beschriebene hydraulische
Werkzeugvorrichtung zur Herstellung von Rohrverbindungen würde ein
erstes Rohr, das gehaltert und mit einem Verbinderelement verbunden
wird, und anschließend
ein zweites Rohr erfordern, das gehaltert wird und mit dem gegenüberliegenden
Ende des Verbinderelementes verbunden wird.
US-A 4 769 889 beschreibt eine
Vorrichtung, die dazu eingerichtet ist, Rohrdichtungen zu ersetzen
und die nebeneinander liegenden Enden von Rohren aufeinander zu
und voneinander weg zu verlagern. Die Vorrichtung weist ein erstes und
ein zweites Greifmittel sowie einen Kniehebelmechanismus auf, um
eine Relativbewegung zwischen den Greifelementen zu bewirken. Eine
Führungseinrichtung
ist dazu vorgesehen, eine Bewegung der Greifelemente aufeinander
zu und voneinander weg in einer geführten Weise zu gestatten.
WO A 95/09703 beschreibt
ein Quetsch- bzw.
Verpresswerkzeug, das einen Kegelradgetriebemechanismus aufweist,
der in einem einzelnen Gehäuse
montiert ist, um zwei Klauen aufeinander zu oder voneinander weg
zu bewegen, wobei die Klauen in dem einzelnen Gehäuse bewegbar
montiert sind.
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US-A 4 893 393 beschreibt
ein handbetätigtes
Rohrverbindungswerkzeug nach Art einer Schere zur Verbindung und
Trennung von Rohrelementen, wobei das Werkzeug eine erste und eine
zweite Basishalterung aufweist, die jeweils eine Hebelklemmeinrichtung
zum Einklemmen eines ersten bzw. eines zweiten Rohrelementes aufweisen
und schwenkbar an Scherengriffstangen angebracht sind, die an einem
Drehpunkt in einer einander kreuzenden Weise schwenkbar miteinander
verbunden sind, um eine scherenartige Struktur zu bilden. Ein Führungsstab
in Form einer geraden Stange ist an einer der Basishalterungen fest
angebracht und ragt verschiebbar durch die andere Basishalterung.
Um die Rohrelemente miteinander zu verbinden, platziert ein Bediener
gewöhnlich
ein Verbinderglied in Form eines Zwischenfittings in einem Ende
eines der Rohrelemente und bringt die Rohrelemente zusammen, indem
er die Scherengriffstangen zueinander hin und rund um den Drehpunkt
bewegt, um dadurch die Klemmen zusammenzurücken. Der Führungsstab hilft, die Klemmen
in einer einander gegenüberliegenden
Anordnung zu halten, während
die Rohrelemente an ihren Enden miteinander verbunden werden.
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Eine
Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Werkzeug zum
Herstellen von Rohrverbindungen zu schaffen, das ein geringes Gewicht aufweist
und leicht zu verwenden ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Das
Rohrverbindungswerkzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung, wie es in Patentanspruch 1 beansprucht ist, enthält eine
stationäre
Basishalterung und eine bewegbare Basishalterung. Das Werkzeug enthält eine
Getriebevorrichtung zur Bewegung der bewegbaren Basishalterung in
Bezug auf die stationäre
Basishalterung. An der stationären
Basishalterung ist eine erste Klemmvorrichtung angeordnet, um ein
erstes Rohr einzuklemmen. Eine zweite Klemmvorrichtung ist an der
bewegbaren Basishalterung positioniert, um ein zweites Rohr einzuspannen. Nachdem
ein Schiebeverbinder zwischen dem ersten und dem zweiten Rohr positioniert
worden ist, wird die Getriebevorrichtung betätigt, um die bewegbare Basishalterung
zu veranlassen, sich zu der stationären Basishalterung hin zu bewegen.
Dies führt dazu,
dass der Schiebeverbinder in das erste und das zweite Rohr eingefügt wird,
um die Rohre miteinander zu verbinden.
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Die
vorliegende Erfindung erfüllt
den vorstehend angegebenen Bedarf, indem sie ein Werkzeug zum Herstellen
von Rohrverbindungen schafft, das leichtgewichtig und einfach zu
verwenden ist.
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich
für einen
Fachmann auf dem Fachgebiet beim Studium der folgenden detaillierten
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und der beigefügten Zeichnungen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine ebene Ansicht eines Werkzeugs zum Herstellen von Rohrverbindungen
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 zeigt
eine Seitenansicht der vorliegenden Erfindung;
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3 zeigt
eine Querschnittsansicht, geschnitten durch die Linie 3-3 nach 2;
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4 zeigt
eine der Ansicht nach 2 ähnliche Ansicht unter Veranschaulichung
eines Schiebeverbinders, der zwischen einem ersten Rohr und einem
zweiten Rohr positioniert ist, die durch die vorliegende Erfindung
eingespannt sind;
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5 zeigt
eine der Ansicht nach 4 ähnliche Ansicht unter Veranschaulichung
des Schiebeverbinders, wie er in dem ersten und dem zweiten Rohr
vollständig
eingefügt
ist;
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6 zeigt
eine Querschnittsansicht, geschnitten entlang der Linie 6-6 nach 2;
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7 zeigt
eine Vorderansicht einer ersten Ausführungsform einer stationären Basisbodenplatte und
einer stationären
Basisdeckplatte; und
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8 zeigt
eine Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform einer stationären Basisbodenplatte und
einer stationären
Basisdeckplatte.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
bevorzugten Ausführungsformen
und beste Ausführungsweise
der vorliegenden Erfindung ist nachstehend in Einzelheiten beschrieben.
Bezugnehmend auf die Zeichnungen ist eine Werkzeugvorrichtung zum
Herstellen von Rohrverbindungen gemäß der vorliegenden Erfindung
allgemein mit dem Bezugszeichen „10" bezeichnet.
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Bezugnehmend
auf 1–3,
enthält das
Werkzeug 10 eine stationäre Basishalterung 12. Die
stationäre
Basishalterung 12 definiert ein Getriebegehäuse 14.
Die stationäre
Basishalterung 12 weist ferner eine Eingangswellenbohrung 16 und eine
Ausgangswellenbohrung 18 auf. Die Eingangswellenbohrung 16 ist
in einer senkrechten Anordnung in Bezug auf die Ausgangswellenbohrung 18 positioniert.
Durch die stationäre
Basishalterung 12 sind benachbart und parallel zu der Ausgangswellenbohrung 8 Bohrungen 20 und 22 für eine erste
und eine zweite Schiebestange definiert.
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Weiterhin
bezugnehmend auf 1–3 enthält das Werkzeug 10 eine
bewegbare Basishalterung 30. Die bewegbare Basishalterung 30 weist
eine Gewindestangenbohrung 32 auf, die eine Ausnehmung 34 für eine Gewindemutter
aufweist. Durch die bewegbare Basishalterung 30 sind benachbart
und parallel zu der Gewindestangenbohrung 32 eine dritte
und eine vierte Schiebestangenbohrung 36 und 38 definiert.
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Wie
am besten in 3 veranschaulicht, enthält das Werkzeug 10 wenigstens
eine Schiebestange. In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich eine
erste Schiebestange 40 zwischen der ersten Schiebestangenbohrung 20 der
stationären
Basishalterung 12 und der dritten Schiebestangenbohrung 36 der
bewegbaren Basishalterung 30. Eine zweite Schiebestange 42 erstreckt
sich zwischen der zweiten Schiebestangenbohrung 22 der stationären Basishalterung 12 und
der vierten Schiebestangenbohrung 38 der bewegbaren Basishalterung 30.
In einer bevorzugten Ausführungsform
sind die erste und die zweite Schiebestange 40 und 42 an der
stationären
Basishalterung 12 starr befestigt. Die bewegbare Basishalterung 30 ist
auf der ersten und der zweiten Schiebe stange 40 und 42 bewegbar montiert.
Dies ermöglicht
der bewegbaren Basishalterung 30, sich in Bezug auf die
stationäre
Basishalterung 12 entlang der ersten und der zweiten Schiebestange 40 und 42 zu
bewegen.
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Weiterhin
bezugnehmend auf 3 erstreckt sich eine Eingangswelle 50 durch
die Eingangswellenbohrung 16 hindurch in das Getriebegehäuse 14 hinein,
das durch die stationäre
Basishalterung 12 definiert ist. Eine Ausgangswelle 52 erstreckt sich
durch die Ausgangswellenbohrung 18 hindurch in das Getriebegehäuse 14 hinein.
Die Eingangswelle 50 ist senkrecht in Bezug auf die Ausgangswelle 52 positioniert.
Auf der Eingangswelle 50 ist innerhalb des Getriebegehäuses 14 ein
Eingangszahnrad 54 angeordnet. Ein zugehöriges passendes
Ausgangszahnrad 56 ist auf der Ausgangswelle 52 in dem
Getriebegehäuse 14 angeordnet.
In einer bevorzugten Ausführungsform
bestehen das Eingangs- und das Ausgangszahnrad 54 und 56 aus
Kegelrädern,
die senkrecht zueinander positioniert sind. Es sollte jedoch verständlich sein,
dass in Abhängigkeit von
der Anwendung andere Arten von Zahnrädern eingesetzt werden können.
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Bezugnehmend
auf 1–3 enthält das Werkzeug 10 eine
Anschlussbuchse 60, die auf der Eingangswelle 50 positioniert
ist. Die Anschlussbuchse 60 enthält eine Ausnehmung 62 zur
Aufnahme beispielsweise einer (nicht veranschaulichten) Antriebs-
bzw. Betätigungsratsche,
die verwendet werden kann, um die Anschlussbuchse zu drehen und
dadurch die Eingangswelle 50 zu drehen.
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Bezugnehmend
auf 1 und 3 enthält das Werkzeug 10 eine
Gewindestange 70, die sich zwischen der stationären Basishalterung 12 und
der bewegbaren Basishalterung 30 er streckt. Ein Ende der
Gewindestange 70 ist an der Ausgangswelle 52 fest
angebracht. Das entgegengesetzte Ende der Gewindestange 70 erstreckt
sich durch die Gewindestangenbohrung 32, die durch die
bewegbare Basishalterung 30 definiert ist. Wie in 3 veranschaulicht,
nimmt die Gewindemutterausnehmung 34 eine mit einem Innengewinde
versehene Mutter 72 auf, die mit der Gewindestange 70 kämmt. Wenn die
Gewindestange 70 gedreht wird, wirkt die Gewindemutter 72 mit
der Gewindestange 70 zusammen, um der Stange zu ermöglichen,
sich sowohl im Uhrzeigersinn als auch im Gegenuhrzeigersinn zu drehen,
um die bewegbare Basishalterung 30 entlang der ersten und
der zweiten Schiebestange 40 und 42 zu ziehen
oder zu schieben. Die bewegbare Basishalterung 30 wird
durch eine erste und eine zweite Verschlusskappe 74 und 76 daran
gehindert, von der ersten und der zweiten Schiebestange 40 und 42 abzufallen.
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Bezugnehmend
auf die 1, 2 sowie 6–8 enthält das Werkzeug 10 eine
erste Klemm- bzw. Einspanneinrichtung 80, die an der stationären Basishalterung 12 positioniert
ist. In einer bevorzugten Ausführungsform
enthält
die erste Klemmeinrichtung 80 ein stationäres Basisblockunterteil 82 und
ein stationäres
Basisblockoberteil 84. Das stationäre Basisblockunterteil 82 ist
an der stationären
Basishalterung 12 durch mehrere Bolzen 86 lösbar befestigt.
Das stationäre
Basisblockoberteil 84 ist an dem stationären Basisblockunterteil 82 in
einer bevorzugten Ausführungsform
mittels eines erstes Schwenkbolzens 88 sowie eines zweiten
Schwenkbolzens 90 bewegbar montiert, die sich von dem stationären Basisblockunterteil 82 zu
einer oberen Fläche 92 des
stationären
Basisblockoberteils 84 erstrecken. An dem ersten und dem
zweiten Schwenkbolzen 88 bzw. 90 sind ein erster
und ein zweiter Handgriff bzw. Drehknopf 94 bzw. 96 positioniert.
Der erste und der zweite Handgriff 94 und 96 können sowohl
im Uhrzeigersinn als auch gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden,
um sich zu der oberen Fläche 92 des stationären Basisblockoberteils 84 hin
oder von dieser weg zu bewegen. Wenn der erste und der zweite Handgriff 94 und 96 im
Gegenuhrzeigersinn gedreht werden, so dass sich die Griffe zu der
oberen Fläche 92 hin
bewegen, greifen die Griffe 94 und 96 an der oberen
Fläche
an, um das stationäre
Basisblockunterteil 82 an dem stationären Basisblockoberteil 84 zu klemmen
bzw. zu sichern.
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Bezugnehmend
auf 6–8 definieren eine
innere Unterteilfläche 98 des
stationären
Basisblockunterteils 82 sowie eine innere Oberteilfläche 100 des
stationären
Basisblockoberteils 84 Ausnehmungen zur Aufnahme eines
oder mehrerer Rohre. In einer bevorzugten Ausführungsform, wie sie in 6 veranschaulicht
ist, definiert die Innenfläche 98 zwei
Ausnehmungen 102 und 104, während die Innenfläche 100 zwei
zugehörige
Ausnehmungen 106 und 108 bildet. Die Ausnehmungen 102–108 sind
dazu eingerichtet, zwei gesonderte (nicht veranschaulichte) Rohrleitungen
aufzunehmen.
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Bezugnehmend
auf 2, 6 und 7 ist eine
stationäre
Basisunterteilplatte bzw. -bodenplatte 110 an dem stationären Basisblockunterteil 82 montiert,
während
eine stationäre
Basisoberteilplatte bzw. -deckglatte 12 an dem stationären Basisblockoberteil 84 montiert
ist. Die Unterteilplatte 110 enthält zwei Ausnehmungen 114 und 116,
die mit den Ausnehmungen 102 bzw. 104 des stationären Basisblockunterteils 82 übereinstimmen.
Die Oberteilplatte 112 definiert zwei Ausnehmungen 118 und 120,
die den Ausnehmungen 106 und 108 des stationären Basisblockoberteils 84 entsprechen.
Die Ausnehmungen 114–120 sind
dazu eingerichtet, zwei gesonderte (nicht veranschaulichte) Rohrleitungen
aufzunehmen und zu erfassen. In einer bevorzugten Ausführungsform
bilden die Unterteilplatte und die Oberteilplatte 110 und 112 scharfe
Kanten 122 neben den Ausnehmungen 114–120,
die sich in die Rohrleitungen hinein beißen und diese fest ergreifen
können.
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Bezugnehmend
auf 8 ist eine zweite Ausführungsform der Oberteil- und
der Unterteilplatte 110 und 112 veranschaulicht.
In dieser Ausführungsform
bildet die Unterteilplatte 110 drei Ausnehmungen 124, 126 und 128.
Die Oberteilplatte 112 bildet drei zugehörige Ausnehmungen 130, 132 und 134. Die
Ausnehmungen 124–134 sind
dazu eingerichtet, drei gesonderte (nicht veranschaulichte) Rohre
aufzunehmen. Die Platten gemäß der zweiten
Ausführungsform
werden in Verbindung mit einem stationären Basisblockunterteil und
einem stationären
Basisblockoberteil verwendet, die Innenflächen aufweisen, die mit den
Ausnehmungen 124–134 übereinstimmen.
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Bezugnehmend
auf 1 und 2 enthält das Werkzeug 10 eine
zweite Klemm- bzw. Einspanneinrichtung 140, die auf der
bewegbaren Basishalterung 30 positioniert ist. Die zweite
Klemmeinrichtung 140 enthält ein bewegbares Basisblockunterteil 142 und
ein bewegbares Basisblockoberteil 144. Das bewegbare Basisblockunterteil 142 ist
an der bewegbaren Basishalterung 30 mittels mehrerer Schraubenbolzen 146 lösbar angebracht.
Das bewegbare Basisblockoberteil 144 ist an dem bewegbaren
Basisblockunterteil 142 durch einen dritten und einen vierten
Schwenkbolzen 148 und 150 bewegbar befestigt,
die sich von dem bewegbaren Basisblockunterteil 142 zu
einer oberen Fläche 152 des
bewegbaren Basisblockoberteils 144 erstrecken. Ein dritter Griff
bzw. Dreh knopf 154 ist an dem dritten Schwenkbolzen 148 drehbar
montiert, während
ein vierter Griff bzw. Drehknopf 156 an dem vierten Schwenkbolzen 150 drehbar
montiert ist. Das bewegbare Basisblockoberteil 144 wird
an dem bewegbaren Basisblockunterteil 142 in der gleichen
Weise gesichert bzw. verklemmt, wie dies in Bezug auf das stationäre Basisblockoberteil 84 und
das stationäre
Basisblockunterteil 82 vorstehend beschrieben ist. Das
bewegbare Basisblockunterteil 142 und das bewegbare Basisblockoberteil 144 weisen
Innenflächen
auf, die Ausnehmungen zur Aufnahme von Rohren bilden, wie dies vorstehend
in Bezug auf das stationäre
Basisblockunterteil 82 und das stationäre Basisblockoberteil 84 definiert
ist. Wie in den 1 und 2 veranschaulicht,
enthält
die zweite Klemmeinrichtung 140 eine bewegbare Basisblockunterteilplatte
bzw. -bodenplatte 158, die an dem bewegbaren Basisblockunterteil 142 angebracht
ist, sowie eine bewegbare Basisblockoberteilplatte bzw. -deckglatte 160,
die an dem bewegbaren Basisblockoberteil 144 angebracht ist.
Die Platten 158 und 160 definieren Ausnehmungen
und scharfe Kanten zur Aufnahme und zum Ergreifen von Rohren, wie
dies vorstehend in Bezug auf die stationäre Basisunterteilplatte 110 und
die stationäre
Basisoberteilplatte 112 beschrieben ist.
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Sowohl
die erste als auch die zweite Klemmeinrichtung 80 und 140 können durch
Lösen der Schraubenbolzen 86 bzw. 146 leicht
von der stationären
Basishalterung 12 bzw. der bewegbaren Basishalterung 30 getrennt
bzw. entfernt werden. Dies ermöglicht
es, andere Spann- bzw. Klemmeinrichtungen mit verschiedenen Gestaltungen
der Ausnehmungen und Platten an der stationären Basishalterung 12 und
der bewegbaren Basishalterung 30 in Abhängigkeit von der Verwendung
des Werkzeugs 10 leicht anzubringen. Wenn beispielsweise
zwei Rohrleitungssätze
miteinander verbunden werden sollen, können Klemmen mit Platten, wie
sie in 7 veranschaulicht sind, eingesetzt werden. Wenn
drei Rohrleitungssätze
miteinander verbunden werden sollen, können Klemmen mit Platten, wie
sie in 8 veranschaulicht sind, eingesetzt werden.
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Nun
werden die bestimmungsgemäße Verwendung
und Funktionsweise der vorliegenden Erfindung in Einzelheiten beschrieben.
Bezugnehmend auf 3 und 4 ist ein
erstes Rohr 170 in der ersten Klemmeinrichtung 80 positioniert.
Ein zweites Rohr 172 ist in der zweiten Klemmeinrichtung 140 positioniert.
Zwischen dem ersten und dem zweiten Rohr 170 und 172 ist
ein Schiebeverbinder 174 positioniert. In die Ausnehmung 62,
die durch die Anschlussbuchse 60 gebildet ist, wird eine
Antriebsvorrichtung, beispielsweise eine elektrische oder pneumatische
Antriebsratsche (nicht veranschaulicht), eingeführt. Eine Betätigung der
Antriebsratsche bewirkt eine Drehung der Eingangswelle 50 und
des Eingangszahnrads 54. Das Eingangszahnrad 54 kämmt mit
dem Ausgangszahnrad 86, um eine Drehbewegung der Ausgangswelle 52 zu
bewirken. Eine Drehung der Ausgangswelle 52 bewirkt eine
entsprechende Bewegung der Gewindestange 70. Ein Zusammenwirken
zwischen der Gewindemutter 72 und der umlaufenden Gewindestange 70 führt zu einer Bewegung
der bewegbaren Basishalterung 30 entlang der ersten und
der zweiten Schiebestange 40 und 42 in Richtung
auf die stationäre
Basishalterung 12. Wie in 5 veranschaulicht,
bewirkt eine Bewegung der bewegbaren Basishalterung 30 zu
der stationären
Basishalterung 12 hin, dass der Schiebeverbinder 174 in
das erste und das zweite Rohr 170 und 172 eingeführt wird,
um die Rohre miteinander zu koppeln oder zu verbinden. Die miteinander
verbundenen Rohre werden anschließend von der ersten und der
zweiten Klemmeinrichtung 80 und 140 gelöst. Die
bewegbare Basishalterung 30 wird dann von der stationären Basishalterung 12 wegbewegt,
indem die Antriebsratsche im entgegengesetzten Sinne in Bewegung
gesetzt wird. Dies veranlasst die Anschlussbuchse 60, die
Eingangswelle 50, das Eingangszahnrad 54, die
Ausgangswelle 52, das Ausgangszahnrad 56 und die
Gewindestange 70 im entgegengesetzten Sinne zu verdrehen,
um die bewegbare Basishalterung 30 zu veranlassen, sich
von der stationären
Basishalterung 12 wegzubewegen.
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Die
vorstehende detaillierte Beschreibung der bevorzugten Erfindung
ist für
erläuternde
Zwecke angegeben. Für
einen Fachmann auf dem Fachgebiet ist es offensichtlich, dass zahlreiche
Veränderungen
und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang
der Erfindung abzuweichen. Demgemäß soll die gesamte vorstehende
Beschreibung in einem veranschaulichenden und nicht in einem beschränkenden
Sinne ausgelegt werden, so dass der Schutzumfang der Erfindung lediglich
durch die beigefügten
Ansprüche
definiert ist.