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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANWENDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 13. Januar 2017 eingereichten
U.S. Provisional Patent Application No. 62/446,159 , deren gesamter Inhalt durch Verweis hierin aufgenommen ist.
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HINTERGRUND
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Mobile Geräte arbeiten in einer Vielzahl von Umgebungen, von denen einige erfordern können, dass das Gerät über die Kapazität seiner internen Batterien hinaus arbeitet. Vorrichtungen wie beispielsweise Hilfsakkus können eingesetzt werden, um zusätzliche Kapazität zu schaffen. Die Hilfsakkus und die mobilen Geräte erfordern in der Regel beide ein Aufladen, was jedoch die Verwaltung der Geräteflotte erschwert.
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Figurenliste
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Die beigefügten Figuren, in denen sich gleichartige Bezugszeichen auf identische oder funktional ähnliche Elemente in den einzelnen Ansichten beziehen, sind zusammen mit der untenstehenden detaillierten Beschreibung in die Spezifikation inkorporiert und bilden einen Teil derselben und dienen dazu, Ausführungsformen von Konzepten, die die beanspruchte Erfindung beinhalten, weiter zu veranschaulichen und verschiedene Prinzipien und Vorteile dieser Ausführungsformen zu erläutern.
- 1-4 sind Diagramme, die verschiedene austauschbare Kombinationen aus einer mobilen Vorrichtung, einer Batteriepackung und einer Ladestation darstellen.
- 5A ist ein Diagramm, das eine perspektivische Ansicht von vorderen, unteren und seitlichen Oberflächen einer mobilen Vorrichtung darstellt.
- 5B ist ein Diagramm, das eine perspektivische Ansicht von hinteren, oberen und seitlichen Oberflächen der mobilen Vorrichtung darstellt.
- 6A ist ein Diagramm, das eine Detailansicht einer Seitenwand der mobilen Vorrichtung der 5A-5B darstellt.
- 6B ist ein Diagramm, das eine Detailansicht einer unteren Endwand der mobilen Vorrichtung der 5A-5B darstellt.
- 7A ist ein Diagramm, das eine perspektivische Ansicht von vorderen, oberen und seitlichen Oberflächen einer Batteriepackung darstellt.
- 7B ist ein Diagramm, das eine perspektivische Ansicht von hinteren, unteren und seitlichen Oberflächen der Batteriepackung darstellt.
- 8A ist ein Diagramm, das eine perspektivische Ansicht von hinteren, oberen und seitlichen Oberflächen der Batteriepackung darstellt.
- 8B ist ein Diagramm, das eine gehobene Vorderansicht der Batteriepackung darstellt.
- 9 ist ein Diagramm, das eine Draufsicht auf eine Ladestation darstellt.
- 10-12 sind Diagramme, die isometrische Ansichten der Station von 9 darstellen.
- 13 ist ein Diagramm, das eine alternative Ladestation darstellt.
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Fachleute werden erkennen, dass die Elemente in den Figuren aus Gründen der Einfachheit und Klarheit illustriert sind und nicht unbedingt maßstabsgetreu dargestellt wurden. So können beispielsweise die Abmessungen einiger der Elemente in den Figuren im Vergleich zu anderen Elementen übertrieben sein, um das Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu verbessern.
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Die Vorrichtungs- und Verfahrenskomponenten wurden gegebenenfalls durch herkömmliche Symbole in den Zeichnungen dargestellt, die nur diejenigen spezifischen Details zeigen, die für das Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung relevant sind, um die Offenbarung nicht durch Details zu verdecken, die für Fachleute, die auf die vorliegende Beschreibung zurückgreifen, leicht ersichtlich sind.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Hierin offenbarte Beispiele sind auf eine Ladestation gerichtet, umfassend: ein Stationsgehäuse mit einem Basisabschnitt und einem Buchsenabschnitt, der konfiguriert ist, um (i) eine mobile Vorrichtung, (ii) eine Batteriepackung für die mobile Vorrichtung und (iii) die mobile Vorrichtung in Kombination mit der Batteriepackung austauschbar aufzunehmen; wobei der Buchsenabschnitt beinhaltet: eine gemeinsame Basisfläche, auf der ein Satz gemeinsamer Ladekontakte angeordnet ist; einen ersten Satz von Führungsflächen, die sich von der gemeinsamen Basisfläche erstrecken und eine erste Buchse definieren, die konfiguriert ist, um die mobile Vorrichtung aufzunehmen und in Abwesenheit der Batteriepackung mit einem ersten Satz von Kontakten auf der mobilen Vorrichtung in die gemeinsamen Ladekontakte einzugreifen; und einen zweiten Satz von Führungsflächen, die sich von der gemeinsamen Basisfläche erstrecken und eine zweite Buchse definieren, die konfiguriert ist, um die Batteriepackung aufzunehmen und mit einem zweiten Satz von Kontakten auf der Batteriepackung in die gemeinsamen Ladekontakte einzugreifen.
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Weitere hierin offenbarte Beispiele sind auf eine mobile Vorrichtung gerichtet, umfassend: ein Vorrichtungsgehäuse, das eine Vorrichtungsbatterie enthält, wobei das Gehäuse aufweist: eine Vorderwand, die eine Anzeige trägt; eine Rückwand, die der Vorderwand gegenüberliegt; gegenüberliegende erste und zweite Seitenwände; und gegenüberliegende obere und untere Endwände; einen Satz von Vorrichtungskontakten, die an der unteren Endwand angeordnet und elektrisch mit der Batterie verbunden sind, die konfiguriert sind, um die Batterie über austauschbaren Eingriff mit (i) entsprechenden Kontakten einer Ladestation und (ii) entsprechenden Kontakten einer Batteriepackung aufzuladen; einen ersten Kanal, der in der ersten Seitenwand definiert ist, und einen zweiten Kanal, der in der zweiten Seitenwand definiert ist; wobei sich der erste und der zweite Kanal entlang der jeweiligen Seitenwände von der unteren Endwand aus erstrecken und konfiguriert sind, um entsprechende Schienen einer oder beider der Ladestation und der Batteriepackung aufzunehmen.
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Zusätzliche hierin offenbarte Beispiele sind auf eine Batteriepackung für eine mobile Vorrichtung gerichtet, umfassend: ein Batteriepackungsgehäuse, das eine Batterie enthält, wobei das Gehäuse aufweist: eine Innenwand; eine Außenwand gegenüber der Innenwand; gegenüberliegende erste und zweite Seitenwände; und gegenüberliegende obere und untere Endwände; eine Grundplatte, die sich von der unteren Endwand erstreckt; einen ersten Flügel, der sich von der ersten Seitenwand erstreckt, und einen zweiten Flügel, der sich von der zweiten Seitenwand erstreckt, um mit der Grundplatte einen an die Innenwand angrenzenden Andockbereich zu definieren, wobei der Andockbereich konfiguriert ist, um die mobile Vorrichtung lösbar an der Batteriepackung zu befestigen; erste und zweite Schienen, die dem Andockbereich an den jeweiligen ersten und zweiten Flügeln zugewandt sind, wobei die ersten und zweiten Schienen konfiguriert sind, um in entsprechende Kanäle an der mobilen Vorrichtung einzugreifen, wobei jeder der Flügel von der Grundplatte beabstandet ist, um untere Abschnitte der Kanäle freizulegen, wenn sich die Vorrichtung im Andockbereich befindet; einen Satz von Entladekontakten, die auf einer Innenfläche der Grundplatte angeordnet sind, die dem Andockbereich zugewandt ist, wobei der Satz von Entladekontakten konfiguriert ist, um entsprechende Vorrichtungskontakte zum Übertragen von elektrischer Energie von der Batterie auf die mobile Vorrichtung in Eingriff zu bringen; und einen Satz von Ladekontakten, die auf einer Außenfläche der Grundplatte angeordnet sind, die vom Andockbereich abgewandt ist, wobei der Satz von Ladekontakten konfiguriert ist, um entsprechende Stationskontakte einer Ladestation in Eingriff zu bringen, um elektrische Energie zum Laden der Batterie aus der Ladestation zu empfangen.
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1 stellt ein System 10 dar, das eine Ladestation 100 (hierin auch einfach als die Station 100 bezeichnet), eine mobile Vorrichtung 200 (hierin auch einfach als die Vorrichtung 200 bezeichnet) und eine Batteriepackung 300 beinhaltet. Die Vorrichtung 200 kann eine beliebige aus einer Vielzahl von mobilen Vorrichtungen sein, einschließlich einer handgehaltenen Computervorrichtung (z.B. ein Smartphone), eines Barcodescanners, eines RFID- und/oder NFC-Lesergerätes und dergleichen. Die Vorrichtung 200 beinhaltet eine Batterie (nicht dargestellt), die sich in einem Gehäuse der Vorrichtung 200 befindet. Unter bestimmten Bedingungen kann die interne Batterie der Vorrichtung 200 nicht ausreichend Kapazität aufweisen, um die an die Vorrichtung 200 gestellten Betriebsanforderungen zu erfüllen. Die Batteriepackung 300, die eine Hilfsbatterie (nicht dargestellt) in einem Gehäuse der Batteriepackung 300 enthält, ist konfiguriert, um sich lösbar mit der Vorrichtung 200 zu verbinden, um die Batterie der Vorrichtung 200 aufzuladen, was die Kapazität der internen Batterie der Vorrichtung 200 effektiv erhöht und die Zeitspanne verlängert, in der die Vorrichtung 200 arbeiten kann, bevor sie wieder aufgeladen werden muss. 2 veranschaulicht die Vorrichtung 200 mit der daran angeschlossenen Batteriepackung 300.
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Wie im Folgenden näher erläutert wird, beinhaltet jede der Station 100, der Vorrichtung 200 und der Batteriepackung 300 bestimmte strukturelle Merkmale, die es der Station 100 ermöglichen, eine von drei Kombinationen der Vorrichtung 200 und der Batteriepackung 300 austauschbar zu empfangen. Die erste Kombination, die von der Station 100 aufgenommen wird, ist die Vorrichtung 200, die mit der Batteriepackung 300 verbunden ist, wie in 1 dargestellt. Wenn die Station 100 die erste Kombination aufnimmt, ist die Station 100 konfiguriert, um die Hilfsbatterie der Batteriepackung 300 zu laden, die dann die interne Batterie der Vorrichtung 200 auflädt.
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Die zweite Kombination, die von der Station 100 aufgenommen werden kann, ist die Vorrichtung 200 allein, wie in 3 dargestellt. Wenn die Station 100 die zweite Kombination aufnimmt, ist die Station 100 konfiguriert, um die interne Batterie der Vorrichtung 200 direkt und nicht über die Batteriepackung 300 aufzuladen.
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Die dritte Kombination, die von der Station 100 aufgenommen werden kann, ist das Batteriepack 300 allein, wie in 4 dargestellt. Wenn die Station 100 die dritte Kombination aufnimmt, ist die Station 100 konfiguriert, um die Hilfsbatterie der Batteriepackung 300 in der gleichen Weise aufzuladen, wie vorstehend in Verbindung mit der ersten Kombination erwähnt (mit der Ausnahme, dass in dieser Kombination die Batteriepackung 300 die Vorrichtung 200 nicht auflädt).
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Mit anderen Worten, wenn eine oder beide Vorrichtungen 200 und 300 wieder aufgeladen werden müssen, kann die Vorrichtung 200 oder die Batteriepackung 300 zum Aufladen in die Station 100 eingesetzt werden. Weiterhin können die Vorrichtung 200 und die Batteriepackung 300 zusammen (verbunden wie in 2 dargestellt) direkt in die Station 100 eingesetzt werden, ohne die Batteriepackung 300 von der Vorrichtung 200 zu trennen.
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Unter Bezugnahme auf die 5A und 5B werden bestimmte strukturelle Merkmale der Vorrichtung 200 diskutiert, die es ermöglichen, die Vorrichtung 200 mit der Batteriepackung 300 zu verbinden und durch die Station 100 in Anwesenheit oder Abwesenheit der Batteriepackung 300 aufzuladen. Die Vorrichtung 200 beinhaltet ein Gehäuse 204 mit einer Vielzahl von Wänden. Insbesondere beinhaltet das Gehäuse 204 eine Vorderwand 208, die im vorliegenden Beispiel eine Anzeige 210 trägt. Die Vorrichtung 200 beinhaltet auch eine Rückwand 212 gegenüber der Vorderwand; im vorliegenden Beispiel weisen die Vorderwand 208 und die Rückwand 212 im Wesentlichen parallele, ebene Außenflächen auf. Die Vorderwand 208 und die Rückwand 212 können jedoch in anderen Beispielen andere Profile aufweisen.
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Das Gehäuse 204 beinhaltet auch eine erste Seitenwand 216-1 und eine zweite Seitenwand 216-2 gegenüber der ersten Seitenwand 216-1. Weiterhin beinhaltet das Gehäuse 204 eine obere Endwand 220 und eine untere Endwand 224 gegenüber der oberen Endwand 220. Wie in 5A zu sehen ist, beinhaltet die untere Endwand 224 einen Satz von Vorrichtungskontakten. Im vorliegenden Beispiel ist ein Paar von Vorrichtungskontakten 228-1 und 228-2 an der unteren Endwand 224 angeordnet. Die Kontakte 228 sind im vorliegenden Beispiel elektrisch leitfähige Blöcke, die über eine im Gehäuse 204 gelagerte Schaltung mit der internen Batterie der Vorrichtung 200 verbunden sind. Die Kontakte 228 ermöglichen daher das Laden der Batterie der Vorrichtung 200. Wie sich in der hierin vorliegenden Diskussion zeigen wird, ermöglichen die Kontakte 228 das Laden der Batterie der Vorrichtung 200 durch austauschbaren Eingriff mit entsprechenden Kontakten der Station 100 und entsprechenden Kontakten der Batteriepackung 300. Mit anderen Worten, die Kontakte 228 sind so konfiguriert, dass sie jederzeit mit einer der Batteriepackung 300 und der Station 100 in Eingriff kommen, um die interne Batterie der Vorrichtung 200 zu laden.
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Die Vorrichtung 200 beinhaltet auch mindestens einen Kanal 232, der in einer der Seitenwände 216 des Gehäuses 204 definiert ist. Im vorliegenden Beispiel sind die jeweiligen ersten und zweiten Kanäle 232-1 und 232-2 in den Seitenwänden 216-1 und 216-2 definiert. Die Kanäle 232 erstrecken sich von der unteren Endwand 224 entlang der Seitenwände 216. Im vorliegenden Beispiel enden die Kanäle 232, bevor sie die obere Endwand 220 erreichen. In anderen Beispielen kann sich jedoch einer oder beide der Kanäle 232 weiter in Richtung der oberen Endwand 220 erstrecken, als in den 5A und 5B dargestellt.
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Jeder Kanal 232 beinhaltet ein unteres Segment 236a angrenzend an die untere Endwand 224 und ein oberes Segment 236b, das sich vom unteren Segment 236a (insbesondere von einem oberen Ende des unteren Segments 236a) zur oberen Endwand 220 erstreckt. Wie in den 5A und 5B dargestellt, sind die Segmente 236a und 236b zusammenhängend. Die unteren Segmente 236a, wie im Folgenden näher erläutert, ermöglichen das Einführen entsprechender Schienen auf der Batteriepackung 300 in die oberen Segmente 236b, um die Batteriepackung 300 an der Vorrichtung 200 zu befestigen. Die unteren Segmente 236a sind auch konfiguriert, um in entsprechende Schienen an der Station 100 einzugreifen, um die Vorrichtung 200 an der Station 100 zu befestigen, unabhängig davon, ob die Vorrichtung 200 mit der Batteriepackung 300 verbunden ist oder nicht.
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In dem vorliegenden Beispiel, das sich auf 6A bezieht, beinhaltet jeder Kanal 232 auch einen Rückhaltevorsprung im oberen Segment 236 davon. So beinhaltet der Kanal 232-2, wie in 6A veranschaulicht, einen Rückhaltevorsprung 240-2, der sich von der Innenfläche des Kanals 232-2 zum Äußeren des Kanals 232-2 erstreckt. Der Kanal 232-1 kann auch einen Rückhaltevorsprung 240 im oberen Segment 236b-1 davon beinhalten. Die Rückhaltevorsprünge 240 sind konfiguriert, um in entsprechende Vertiefungen einzugreifen, die in den oben genannten Schienen der Batteriepackung 300 definiert sind.
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Die Vorrichtung 200 kann auch an der unteren Stirnwand 224 einen oder mehrere Positionsvertiefungen 244 beinhalten, die sich in die untere Endwand 224 erstrecken. Die Positionsvertiefungen 244 sind so konfiguriert, dass sie austauschbar mit den entsprechenden Positionsstiften (siehe unten) an einer der Station 100 und der Batteriepackung 300 eingreift.
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Zurück zu den 5A und 5B beinhaltet die Vorrichtung 200 auch eine oder mehrere Haltestangen zur Befestigung des Gehäuses 204 an einem Haltegurt (z.B. um die Hand, den Arm oder dergleichen eines Bedieners der Vorrichtung 200). Im vorliegenden Beispiel beinhaltet das Gehäuse 204 eine erste Stange 248 und eine zweite Stange 252 an der Rückwand 212 zur Aufnahme eines Haltegurtes (nicht dargestellt). Wie im Folgenden erläutert, ermöglicht zumindest die Stange 248, dass der Haltegurt an der Rückwand 212 befestigt bleibt, wenn die Vorrichtung 200 an eine oder beide der Batteriepackung 300 und der Station 100 angeschlossen ist.
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Mit Bezug zu den 7A und 7B werden einige strukturelle Merkmale der Batteriepackung 300 näher erläutert. Die Batteriepackung 300 beinhaltet ein Batteriepackungsgehäuse 304 mit der oben genannten Hilfsbatterie (nicht dargestellt). Das Gehäuse 304 beinhaltet eine Außenwand 308 und eine Innenwand 312 gegenüber der Außenwand 308. Das Gehäuse 304 beinhaltet auch gegenüberliegende erste und zweite Seitenwände 316-1 und 316-2 sowie eine obere Endwand 320 und eine untere Endwand 324 gegenüber der oberen Endwand 320. Die Batteriepackung 300 kann auch einen Ladeanschluss (z.B. einen USB-Anschluss) 318 an einer Seitenwand 316 (die Seitenwand 316-1 in dem in 7A dargestellten Beispiel) beinhalten.
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Die Batteriepackung 300 beinhaltet einen Satz von Strukturen, die konfiguriert sind, um einen Andockbereich angrenzend an die Innenwand 312 zu bilden und konfiguriert sind, um die Vorrichtung 200 darin aufzunehmen. Die Innenwand 312 wird als solche bezeichnet, da sie in den Andockbereich zeigt und mit der Rückwand 212 der Vorrichtung 200 in Kontakt gebracht wird, wenn die Vorrichtung 200 und die Batteriepackung 300 verbunden sind.
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Zu den Komponenten, die den Andockbereich definieren, gehören die ersten und zweiten Flügel 328-1 und 328-2, die sich jeweils von den Seitenwänden 316-1 und 316-2 erstrecken. Die Flügel 328 erstrecken sich von den Seitenwänden 316 im Wesentlichen senkrecht zur Innenwand 312 im vorliegenden Beispiel. Zu den den Andockbereich definierenden Komponenten gehört auch eine Grundplatte 332, die sich von der unteren Endwand 324 im Wesentlichen senkrecht zur Innenwand 312 erstreckt. Wie in den 7A und 7B dargestellt, erstrecken sich die Flügel 328 und die Grundplatte 332 von ihren jeweiligen Seiten- oder Endwänden in die gleiche Richtung (d.h. in die der Innenwand 312 zugewandten Richtung). Der oben genannte Andockbereich wird daher in dem an die Innenwand angrenzenden Raum und zwischen den Flügeln 328 und der Grundplatte 332 gebildet. Wie aus 2 ersichtlich wird, wenn die Vorrichtung 200 innerhalb des Andockbereichs aufgenommen ist, liegen die Seitenwände 216-1 und 216-2 angrenzend an den Seitenwänden 316-1 und 316-2. Weiterhin wird die untere Endwand 224 mit der Grundplatte 332 in Kontakt gebracht.
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Genauer gesagt, beinhaltet die Grundplatte 332 eine Innenfläche 336, die konfiguriert ist, um die untere Endwand 224 der Vorrichtung 200 aufzunehmen und zu tragen. Die Innenfläche 336 beinhaltet einen Satz Entladekontakte 340; im vorliegenden Beispiel beinhaltet die Innenfläche 336 ein Paar Entladekontakte 340-1 und 340-2, die als Federkontaktstifte (Pogo-Pins) ausgeführt sein können. Die Entladekontakte 340 sind somit dem oben genannten Andockbereich zugewandt und so konfiguriert, dass sie über die Vorrichtungskontakte 228-1 und 228-2 elektrische Energie von der Hilfsbatterie innerhalb des Gehäuses 304 auf die interne Batterie der Vorrichtung 200 übertragen. Weiterhin beinhaltet die Innenfläche 336 im vorliegenden Beispiel mindestens einen Positionsstift 344 (zwei Positionsstifte 344-1 und 344-2 sind in 7A dargestellt). Die Positionsstifte 344-1 und 344-2 sind konfiguriert, um in die Positionsvertiefungen 244-1 und 244-2 der Vorrichtung 200 einzugreifen, wie in 6B dargestellt. Die Positionsstifte 344 und die Positionsstifte 244 dienen mit anderen Worten zur korrekten Positionierung der Vorrichtung 200 gegen die Innenfläche 336, wenn die Vorrichtung 200 und die Batteriepackung 300 verbunden werden.
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Um die Vorrichtung 200 an der Batteriepackung 300 zu befestigen, beinhaltet jeder der Flügel 328 eine Schiene 348 (nur die Schiene 348-2 ist in 7A sichtbar - beide Schienen 348 sind in 8B sichtbar). Die Schienen 348 weisen in den oben genannten Andockbereich. Mit anderen Worten, die Schienen 348 erstrecken sich von den Flügeln 328 aufeinander zu. Jede Schiene 348 ist konfiguriert, um in einen entsprechenden der Kanäle 232 der Vorrichtung 200 einzugreifen. Insbesondere ist die Schiene 348-1 so konfiguriert, dass sie durch das untere Segment 236a-1 und in das obere Segment 236b-1 des Kanals 232-1 verläuft. In der Zwischenzeit ist die Schiene 348-2 konfiguriert, um durch das untere Segment 236a-2 und in das obere Segment 236b-2 des Kanals 232-2 zu verlaufen. Jede Schiene 348 beinhaltet im vorliegenden Beispiel eine Einbuchtung 352, die konfiguriert ist, um mit einem entsprechenden der Rückhaltevorsprünge 240 einzugreifen (ein Beispiel dafür ist in 6A dargestellt). Insbesondere können die Flügel 328 aus einem nachgiebigen, flexiblen Material, wie beispielsweise einem Kunststoff, hergestellt werden, so dass, wenn die Schienen 348 in die oberen Segmente 236b der Kanäle 232 eintreten, die Rückhaltevorsprünge 240 die Flügel 328 nach außen ablenken, bis die Rückhaltevorsprünge 240 in den Einbuchtungen 352 aufgenommen werden.
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Wie in den 7A und 7B dargestellt, sind die Flügel 328 von der Grundplatte 332 beabstandet. Mit anderen Worten, die Batteriepackung 330 beinhaltet die Ausschnitte 356-1 und 356-2 zwischen der Grundplatte 332 und den Flügeln 328-1 und 328-2. Die Ausschnitte 356 dienen dazu, die unteren Segmente 236a der Kanäle 232 freizulegen, wenn die Batteriepackung 300 und die Vorrichtung 200 verbunden sind. Mit Bezug auf 2 bleibt ein Teil des Kanals 232-1 zwischen dem Flügel 328-1 und der Grundplatte 332 freigelegt, wenn die Batteriepackung 300 und die Vorrichtung 200 verbunden sind. Wie unten zu sehen ist, ermöglicht der freiliegende Teil der Kanäle 232 (insbesondere die unteren Segmente 236a), dass die Kanäle 232 der Vorrichtung 200 mit entsprechenden Schienen der Station 100 eingreifen, wenn die Vorrichtung 200 und die Batteriepackung 300 gemeinsam in die Station 100 eingesetzt werden.
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Mit Bezug zu 7B beinhaltet die Batteriepackung 300 auf einer Außenfläche 360 der Grundplatte 332 auch einen Satz Ladekontakte 364. Insbesondere ist in 7B sind Paar Ladekontakte 364-1 und 364-2 dargestellt. Die Ladekontakte 364 sind konfiguriert, um entsprechende Kontakte (z.B. Federkontaktstifte (Pogo-Pins)) der Station 100 zum Laden der Hilfsbatterie der Batteriepackung 300 zu aktivieren. Die Batteriepackung 330 kann auch ein oder mehrere Positionsvertiefungen 368 (im vorliegenden Beispiel sind zwei Positionsvertiefungen 368-1 und 368-2 enthalten) in der Außenfläche 360 beinhalten, um entsprechende Positionsstifte der Station 100 aufzunehmen, wenn die Batteriepackung 300 (mit oder ohne die Vorrichtung 200) in die Station 100 eingesetzt wird. Die Ladekontakte 364 und die Positionsvertiefungen 368 weisen die gleiche Position relativ zueinander auf wie die Vorrichtungskontakte 228 und die Vorrichtungspositionsvertiefungen 244, so dass die oben genannten Kontakte (364 und 228) und die oben genannten Positionsvertiefungen (368 und 244) mit einem einzigen gemeinsamen Satz von Kontakten an der Station und einem einzigen gemeinsamen Satz von Positionsstiften an der Station 100 eingreifen können. Somit sind die Abstände zwischen den Kontakten 364 und den Kontakten 228 gleich (ebenso wie die Abstände zwischen den Positionsvertiefungen 244 und den Positionsvertiefungen 368).
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Unter Bezugnahme auf die 8A und 8B beinhaltet die Batteriepackung 300 im vorliegenden Beispiel auch eine oder mehrere Kontrollleuchten. Insbesondere, wie in den 8A und 8B dargestellt, beinhaltet die Batteriepackung 300 eine Reihe 372 von vier Kontrollleuchten. In anderen Beispielen kann die Serie 372 mehr als vier oder weniger als vier Kontrollleuchten beinhalten. Die Kontrollleuchten 372 können an eine Steuerung (nicht dargestellt) im Gehäuse 304 angeschlossen sein, die konfiguriert ist, um einen Ladezustand (SoC), einen Gesundheitszustand (SoH, z.B. ein Alter der Hilfsbatterie) oder andere Eigenschaften der Hilfsbatterie zu überwachen. Die Steuerung ist konfiguriert, um die Kontrollleuchten 372 zu steuern, um eine Anzeige von einer oder mehreren der oben genannten Eigenschaften zu präsentieren. So kann beispielsweise der in den 8A und 8B dargestellte Satz von vier Kontrollleuchten gesteuert werden, um den aktuellen Ladezustand der Hilfsbatterie anzuzeigen (z.B. 100%, 75%, 50% oder leer). Die Kontrollleuchten 372 können beispielsweise für einen vorgegebenen Zeitraum (z.B. fünf Sekunden) nach Aktivierung eines Eingangs, wie z.B. einer Taste 376, aktiviert werden. Wie auch in den 8A und 8B dargestellt, sind die Kontrollleuchten 372 an der oberen Endnwand 320 der Batteriepackung 300 angeordnet. Darüber hinaus können die Kontrollleuchten 372 eine oder beide Kanten der oberen Endwand 320 zur Innenwand 312 und zur Außenwand 308 umhüllen. Eine solche Umhüllung der Kontrollleuchten 372 ermöglicht es, dass die Lichter 372 aus verschiedenen Winkeln sichtbar bleiben, einschließlich wenn die Batteriepackung 300 mit der Vorrichtung 200 verbunden ist.
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Um kurz auf 7B zurückzukommen, kann die Batteriepackung 300 auch eine Haltestange 380 beinhalten, die sich von der Außenwand 308 erstreckt und zur Verbindung eines Haltegurtes (nicht dargestellt) mit der Batteriepackung 300 dient.
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Mit Bezug zu 9 werden einige strukturelle Merkmale der Station 100 diskutiert, die es in Verbindung mit den Eigenschaften der Vorrichtung 200 und der vorstehend beschriebenen Batteriepackung 300 ermöglichen, dass die Station 100 jede der zuvor genannten Kombinationen aus der Vorrichtung 200 und der Batteriepackung 300 aufnehmen und laden kann.
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Die Station 100 beinhaltet ein Stationsgehäuse 104 mit einem Basisabschnitt 108 zum Tragen der Station 100 auf einer Oberfläche (z.B. Tisch, Werkbank oder dergleichen) und einem Buchsenabschnitt 112. Der Buchsenabschnitt 112 ermöglicht die austauschbare Aufnahme der oben genannten Kombinationen aus Vorrichtung 200 und Batteriepackung 300. Zu diesem Zweck beinhaltet der Buchsenabschnitt 112 eine gemeinsame Basisfläche 116, die einen Satz gemeinsamer Ladekontakte 120 trägt. Insbesondere ist in 9 ein Paar gemeinsamer Ladekontakte 120-1 und 120-2 dargestellt. Die gemeinsamen Ladekontakte 120 sind im vorliegenden Beispiel Federkontaktstifte (Pogo-Pins) und werden als „gemeinsam“ bezeichnet, da die Kontakte 120 so konfiguriert sind, dass sie entweder die Vorrichtungskontakte 228 der Vorrichtung 200 oder die Ladekontakte 364 der Batteriepackung 300 kontaktieren.
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Im vorliegenden Beispiel trägt die gemeinsame Basisfläche 116 auch mindestens einen gemeinsamen Positionsstift 124. Im vorliegenden Beispiel sind insbesondere zwei Positionsstifte 124-1 und 124-2 dargestellt. Die gemeinsamen Positionsstifte 124 sind konfiguriert, um entweder in die Positionsvertiefungen 244 der Vorrichtung 200 oder in die Positionsvertiefungen 368 der Batteriepackung 300 einzugreifen.
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Darüber hinaus beinhaltet der Buchsenabschnitt 112 einen ersten Satz von Führungsflächen, die sich von der gemeinsamen Basisfläche 116 nach oben (d.h. in 9, aus der Seite heraus und zum Leser hin) erstrecken. Der erste Satz von Führungsflächen definiert eine erste Buchse, die konfiguriert ist, um die mobile Vorrichtung 200 aufzunehmen und, wenn die Batteriepackung 300 nicht in der Station 100 vorhanden ist, die Vorrichtungskontakte 228 mit den gemeinsamen Kontakten 120 in Eingriff zu bringen, um die interne Batterie der Vorrichtung 200 zu laden. Das heißt, die erste Buchse wird in den in den 1 und 3 dargestellten Kombinationen verwendet, in denen die Vorrichtung 200 in die Station 100 eingesetzt wird.
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Der Buchsenabschnitt 112 beinhaltet auch einen zweiten Satz von Führungsflächen, die sich von der gemeinsamen Basisfläche 116 nach oben erstrecken. Der zweite Satz von Führungsflächen definiert eine zweite Buchse, die konfiguriert ist, um die Batteriepackung 300 aufzunehmen und die gemeinsamen Ladekontakte mit den Ladekontakten 364 der Batteriepackung zu verbinden. Das heißt, die zweite Buchse wird in den in den 1 und 4 dargestellten Kombinationen verwendet, in denen die Batteriepackung 300 in die Station (mit oder ohne die Vorrichtung 200) eingesetzt wird.
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Der erste Satz von Führungsflächen beinhaltet erste und zweite Zwischenseitenflächen 128-1 und 128-2, die sich von gegenüberliegenden Seiten der gemeinsamen Basisfläche 116 erstrecken. Die Seitenfläche 128-2 ist in 10 besser sichtbar (die Seitenfläche 128-1 ist symmetrisch zur Seitenfläche 128-2). Die Seitenflächen 128-1 und 128-2 sind konfiguriert, um in die Seitenwände 216-1 und 216-2 einzugreifen. Genauer gesagt, beinhaltet der erste Satz von Führungsflächen auch erste und zweite Führungsschienen 132-1 und 132-2, die sich jeweils von den Seitenflächen 128-1 und 128-2 in die erste Buchse erstrecken. Die Schienen 132-1 und 132-2 sind konfiguriert, um jeweils die Kanäle 232-1 und 232-2 zu aktivieren, wenn die Vorrichtung 200 in der Station 100 platziert wird. Insbesondere werden die Schienen 132 innerhalb der unteren Segmente 236a der Kanäle 232 aufgenommen und dienen zur Sicherung der Position der Vorrichtung 200 innerhalb der Station 100 (d.h. zur Einschränkung der Bewegung der Vorrichtung 200 innerhalb der Station 100).
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Der erste Satz von Führungsflächen beinhaltet auch eine vordere Führungsfläche 136 (besser sichtbar in 11), die sich von einer Vorderkante der gemeinsamen Basisfläche 116 nach oben erstreckt. Im vorliegenden Beispiel verbindet die vordere Führungsfläche 136 die Seitenflächen 128 (d.h. sie erstreckt sich von der Seitenfläche 128-1 bis zur Seitenfläche 128-2). Die Höhe der vorderen Führungsfläche 136 reduziert sich jedoch in einem ebenfalls in 11 dargestellten Ausschnittbereich 140, der durch eine Öffnung durch eine Wand des Buchsenabschnitts 112 bereitgestellt wird, um beispielsweise die Anzeige 210 sichtbar zu machen, wenn sich die Vorrichtung 200 in der Station 100 befindet.
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Zurück zu 9, kann der erste Satz von Führungsflächen auch innere erste und zweite innere Rückflächen 144-1 und 144-2 beinhalten, die mit den Zwischenseitenflächen 128 verbunden sind. Wie nun ersichtlich, sind die inneren Rückflächen 144 so konfiguriert, dass sie in die Rückwand 212 der Vorrichtung 200 (angrenzend an die Seitenwände 216) eingreifen, wenn die Vorrichtung 200 in die Station 100 eingesetzt wird.
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Der zweite Satz von Führungsflächen, der die zweit Buchse zur Aufnahme der Batteriepackung 300 definiert, beinhaltet erste und zweite äußere Seitenflächen 148-1 und 148-2, die sich von den entsprechenden Schulterflächen 152-1 und 152-2 nach oben erstrecken, die an den oberen Kanten der Zwischenseitenflächen 128 und den inneren Rückflächen 144 definiert sind. Wie sich nun zeigt (z.B. aus den 9, 10 und 4), sind die äußeren Seitenflächen 148 und die Schulterflächen 152 so konfiguriert, dass sie in die Flügel 328 eingreifen, wenn die Batteriepackung 300 in die Station 100 eingesetzt wird.
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Der zweite Satz von Führungsflächen beinhaltet auch erste und zweite innere Seitenflächen 156-1 und 156-2, die sich zwischen den Schulterflächen 152 und der gemeinsamen Basisfläche 116 erstrecken. Die inneren Seitenflächen 156 sind konfiguriert, um die Seitenwände 316 der Batteriepackung 300 angrenzend an die Ausschnitte 356 in Eingriff zu nehmen. Wie in 4 zu sehen ist, ruhen die Flügel 328 beim Einsetzen der Batteriepackung 300 in die Station 100 auf den Schulterflächen 152 und die Seitenwände 316 greifen in die inneren Seitenflächen 156 ein, so dass die Schienen 132 freigelegt bleiben, um in die Kanäle 232 einzugreifen (wenn die Vorrichtung 200 anwesend ist).
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Zurück zu 9, beinhaltet der zweite Satz von Führungsflächen auch eine äußere Rückfläche 160. Im vorliegenden Beispiel wird die äußere Rückfläche 160 durch eine in 10 dargestellte Aussparung 164 in zwei äußere Rückflächen 160-1 und 160-2 unterteilt, die es ermöglicht, dass ein Haltegurt an der Batteriepackung 300 befestigt bleibt, wenn die Batteriepackung 300 in die Station 100 eingesetzt wird. Die äußeren Rückseiten 160 sind konfiguriert, um die Außenwand 308 der Batteriepackung 300 zu kontaktieren, wenn die Batteriepackung 300 in der Station 100 eingesetzt wird. Wie sich nun zeigt (z.B. aus 10), verbinden die inneren Seitenflächen 156 die inneren Rückflächen 144 mit den äußeren Rückflächen 160. In der veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet der Buchsenabschnitt 112 der Station 100 einen Ausschnitt 166, dargestellt in 11, oberhalb der Aussparung 164. In einigen Beispielen beinhaltet die Batteriepackung 300 einen Griff, wie beispielsweise einen Pistolengriff, der sich von der Außenwand 308 erstreckt. Der Ausschnitt 166 ermöglicht es der Station 100, sowohl die in den 7A-8B dargestellte Batteriepackung 300 als auch die oben genannte Batteriepackung mit Griff aufzunehmen. Insbesondere erstreckt sich der Griff durch den Ausschnitt und über den Basisabschnitt 108 der Station 100, wenn die Batteriepackung in die Station 100 eingesetzt wird.
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Die ersten und zweiten Buchsen, die durch die oben genannten Führungsflächen definiert sind, ermöglichen es der Station 100, jede oder beide der Vorrichtung 200 und der Batteriepackung 300 über den einzigen Satz gemeinsamer Ladekontakte 120 aufzunehmen und zu laden.
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Es werden Abweichungen von den oben genannten strukturellen Merkmalen erwogen. So können beispielsweise unter Bezugnahme auf 12 mehrere Stationen 100 durch Einlegen von Anschlussplatten (nicht dargestellt) in die Aussparungen 168 jeder benachbarten Station 100 mechanisch in Reihe geschaltet werden. Es können verschiedene Verbindungsplattenstrukturen verwendet werden, mit entsprechenden Variationen in der Konfiguration und Platzierung der Aussparungen 168. In weiteren Beispielen beinhaltet die Station 100 Verbindungsstrukturen an den Seiten davon und nicht am Boden (z.B. in Form von Pfosten, die so konfiguriert sind, dass sie in entsprechende Löcher an einer anderen Station passen). In anderen Beispielen kann ein einzelner integrierter Basisabschnitt 108 eine Vielzahl von Buchsenabschnitten 112-1, 112-2 usw. tragen, wie in 13 dargestellt.
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In weiteren Variationen können die oben genannten Kanäle und Schienen umgekehrt werden (z.B. können Schienen auf der Vorrichtung 200 und Kanäle auf der Station 100 und der Batteriepackung 300 platziert werden).
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In der vorstehenden Beschreibung wurden spezifische Ausführungsformen beschrieben. Ein Durchschnittsfachmann erkennt jedoch, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den untenstehenden Ansprüchen wiedergegeben ist. Dementsprechend sind die Beschreibung und die Figuren vielmehr in einem illustrativen als in einem einschränkenden Sinne zu betrachten, und alle derartigen Modifikationen sollen im Umfang der vorliegenden Lehren eingeschlossen sein.
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Die Nutzen, Vorteile, Lösungen für Probleme und alle Elemente, die zum Auftreten oder einer Verstärkung eines Nutzens, eines Vorteils, oder einer Lösung führen können, sind nicht als kritische, erforderliche oder wesentliche Merkmale oder Elemente in einigen oder sämtlichen Ansprüchen zu verstehen. Die Erfindung wird lediglich durch die angehängten Ansprüche definiert einschließlich jeglicher Änderungen, die während der Anhängigkeit dieser Anmeldung gemacht wurden und sämtlicher Äquivalente dieser Ansprüche wie erteilt.
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Darüber hinaus können in diesem Dokument relationale Begriffe wie erster und zweiter, oberer und unterer und dergleichen lediglich verwendet sein, um eine Entität oder Aktion von einer anderen Entität oder Aktion zu unterscheiden, ohne notwendigerweise eine tatsächliche derartige Beziehung oder Reihenfolge zwischen solchen Entitäten oder Aktionen zu erfordern oder zu implizieren. Die Ausdrücke „umfasst“, „umfassend“, „hat“, „haben“, „aufweist“, „aufweisen“, „enthält“, „enthalten“ oder jede andere Variation davon sollen eine nicht-ausschließliche Einbeziehung abdecken, derart, dass ein Prozess, Verfahren, Produkt oder Vorrichtung, das eine Liste von Elementen umfasst, hat, aufweist, enthält, nicht nur diese Elemente aufweist, sondern auch andere Elemente aufweisen kann, die nicht ausdrücklich aufgelistet sind oder einem solchen Prozess, Verfahren, Produkt oder Vorrichtung inhärent sind. Ein Element, dem „umfasst ... ein“, „hat ... ein“, „aufweist ... ein“ oder „enthält ...ein“ vorausgeht, schließt ohne weitere Einschränkungen die Existenz zusätzlicher identischer Elemente in dem Prozess, dem Verfahren, dem Produkt oder der Vorrichtung, die das Element umfasst, hat, aufweist oder enthält, nicht aus. Die Begriffe „ein“ und „eine“ sind als eine oder mehrere definiert, sofern es hierin nicht ausdrücklich anders angegeben wird. Die Begriffe „im Wesentlichen“, „im Allgemeinen“, „ungefähr“, „etwa“ oder jede andere Version davon sind so definiert, dass sie von einem Fachmann auf diesem Gebiet nahekommend verstanden werden, und in einer nicht-einschränkenden Ausführungsform ist der Ausdruck definiert als innerhalb von 10%, in einer weiteren Ausführungsform als innerhalb von 5%, in einer weiteren Ausführungsform als innerhalb von 1% und in einer weiteren Ausführungsform als innerhalb von 0,5%. Der Ausdruck „gekoppelt“, wie er hierin verwendet wird, ist als verbunden definiert, jedoch nicht notwendigerweise direkt und nicht notwendigerweise mechanisch. Eine Vorrichtung oder eine Struktur, die auf eine bestimmte Art „ausgeführt“ ist, ist zumindest auch so ausgeführt, kann aber auch auf Arten ausgeführt sein, die nicht aufgeführt sind.
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Es versteht sich, dass einige Ausführungsformen von einem oder mehreren generischen oder spezialisierten Prozessoren (oder „Verarbeitungsgeräten“) wie Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren, kundenspezifische Prozessoren und Field-Programmable-Gate-Arrays (FPGAs) und einmalig gespeicherten Programmanweisungen (einschließlich sowohl Software als auch Firmware) umfasst sein können, die den einen oder die mehreren Prozessoren steuern, um in Verbindung mit bestimmten Nicht-Prozessorschaltungen einige, die meisten oder alle der hierin beschriebenen Funktionen des Verfahrens und/oder der Vorrichtung zu implementieren. Alternativ können einige oder alle Funktionen durch eine Zustandsmaschine implementiert sein, die keine gespeicherten Programmanweisungen aufweist, oder in einer oder mehreren anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), in denen jede Funktion oder einige Kombinationen von bestimmten Funktionen als benutzerdefinierte Logik implementiert sind. Natürlich kann eine Kombination der beiden Ansätze verwendet werden.
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Darüber hinaus kann eine Ausführungsform als ein computerlesbares Speichermedium implementiert sein, auf dem computerlesbarer Code gespeichert ist, um einen Computer (der zum Beispiel einen Prozessor umfasst) zu programmieren, um ein Verfahren auszuführen, wie es hierin beschrieben und beansprucht ist. Beispiele solcher computerlesbaren Speichermedien weisen eine Festplatte, eine CD-ROM, eine optische Speichervorrichtung, eine magnetische Speichervorrichtung, einen ROM (Nur-Lese-Speicher), einen PROM (programmierbarer Nur-Lese-Speicher), einen EPROM (löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher), einen EEPROM (elektrisch löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher) und einen Flash-Speicher auf, sind aber nicht hierauf beschränkt. Ferner wird davon ausgegangen, dass ein Durchschnittsfachmann, ungeachtet möglicher signifikanter Anstrengungen und vieler Designwahlen, die zum Beispiel durch verfügbare Zeit, aktuelle Technologie und wirtschaftliche Überlegungen motiviert sind, ohne Weiteres in der Lage ist, solche Softwareanweisungen und -programme und ICs mit minimalem Experimentieren zu generieren, wenn er durch die hierin offenbarten Konzepte und Prinzipien angeleitet wird.
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Die Zusammenfassung der Offenbarung wird bereitgestellt, um es dem Leser zu ermöglichen, schnell das Wesen der technischen Offenbarung zu ermitteln. Sie wird mit dem Verständnis bereitgestellt, dass sie nicht zur Auslegung oder Einschränkung des Umfangs oder der Bedeutung der Ansprüche verwendet wird. Ferner kann der vorangehenden detaillierten Beschreibung entnommen werden, dass verschiedene Merkmale in verschiedenen Ausführungsformen zum Zwecke der Verschlankung der Offenbarung zusammengefasst sind. Diese Art der Offenbarung ist nicht so auszulegen, dass es die Absicht widerspiegelt, dass die beanspruchten Ausführungsformen mehr Merkmale erfordern, als ausdrücklich in jedem Anspruch angegeben sind. Vielmehr ist es so, wie die folgenden Ansprüche zeigen, dass der erfinderische Gegenstand in weniger als allen Merkmalen einer einzigen offenbarten Ausführungsform liegt. Somit werden die folgenden Ansprüche hiermit in die detaillierte Beschreibung inkorporiert, wobei jeder Anspruch für sich als ein separat beanspruchter Gegenstand steht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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