确定凹部内填料表面轮廓变化的方法与流程

本发明涉及一种用于确定凹部内填料表面轮廓变化的方法。特别是，本发明关于确定飞机或航天器的结构内的接头过渡、接头凹槽、凹槽和/或通常的凹部内的填料的表面轮廓变化。

尽管可以在用于分析广泛范围的结构的接头过渡处或凹部的多种应用中使用，该接头过渡处或凹部内已经被填充满填料和/或被平滑化，本发明以及其所基于的一组问题有关飞机机翼领域内的应用被更详细的描述。然而，基本上，本发明对于确定通用车辆中的填充接头过渡处，接头凹槽，或者凹槽内的表面轮廓变化同样是可用的，该通用车辆例如为公路车辆、铁路车辆和/或水上交通工具等。

背景技术：

现代飞机构造的主要要求是高效率飞机的配置，具有尽可能低的燃油消耗量以及相关的污染物排放。出于此目的，具有如何改进机翼可以有助于对环境无害的空中交通的深入研究。因此，特别是飞机的流阻受到在飞机机翼表面上的空气的特定的、依赖于速度的气流前进的非常决定性的影响。该气流前进越均匀，阻力越小。较低的空气阻力反之会降低燃油消耗、污染物的排放，并且由此还能降低能量成本。一种方法由此包括优化机翼结构达到均匀的，换话句话说，层流的流动可以被长期保持而不会出现扰动的效果，该扰动会再次引起气阻的增加。

出于此目的，有利的是，将指向飞行方向的机翼表面，并且特别是翼面配置成尽可能的平滑。即使由于灰尘，组装的不准确性和/或涂料的不准确性，而导致表面上有非常轻微的凸起都会影响机翼上的层流。层流翼的方法具有坚硬的前翼边缘，其刚性连接到翼盒上。当该类前翼边缘连接到翼盒上的时候，这会产生接头过渡处，其应当用填料被尽可能平坦地填充，从而满足适当的要求以维持层流。

通常，为了将飞机组件按照精确配合组装，辅助物质，例如填料(用于平滑过渡处或凹槽)，表面补充复合剂(被已知为填隙复合剂)以及黏合层，关于其厚度被非常精确地应用。典型地，这些组装过程在室温或者更高的温度下执行。然而，正常的客机巡航条件下，可以达到远低于-50℃的环境温度，并且有时预料到辅助物质会有很大的热收缩。然而，组装过程中没有意识到或者没有考虑这种类型的热收缩会引起飞机组件表面的凸起，例如机翼表面，反过来其影响巡航高度处飞机的气流行为。

另外，特别是外翼表面上的接头过渡处会承受机械力，其会压缩和/或扩张相关过渡部或凹槽内的填料，换句话说，特别是包括将它们收缩，从而引起体积的重新配置。填料的表面轮廓变化行为取决于填充凹槽的截面积，换句话说是几何形状。因此需要近似应用和操作的测试方法，其可以表征在一个相对较宽的温度范围对于高度硬化的填料的热和/机械诱导的表面轮廓变化。

例如，作为温度函数的样品的线性热膨胀可以使用测膨胀的测量方法分析，并且由此可获得填料样品的纵向膨胀系数。然而，对于复杂的凹槽几何形状，很可能只能得出不充分的关于样品内体积变化的结论。基本上，最初填料的轮廓可以在室温下被确定。连同测得的纵向膨胀系数，基本上，热收缩实际上可在此基础上被模拟。然而，出于此目的，不得不做出关于接头凹槽的几何形状的多个假设，只有可能在有限程度内考虑复杂的相互作用。

技术实现要素：

在此背景下，本发明的目的是找到确定填料表面轮廓变化的解决方案，使得即使在低温下精确且简单地确定表面轮廓变化成为可能。

根据本发明，通过具有权利要求1特征的方法实现该目的。

相应的，提供一种确定凹部内填料表面轮廓变化的方法。该方法包括确定初始温度下跨过凹部的填料表面的第一表面轮廓。该方法还包括将包含填料的凹部冷却或者加热到预定的测量温度。该方法还包括确定测量温度下跨过凹部的填料表面的第二表面轮廓。该方法还包括将第二表面轮廓与第一表面轮廓比较以确定表面轮廓变化。

另外，提供根据本发明的方法确定在飞机或航天器的结构内和/或多个结构之间的凹部内填料的表面轮廓的变化的用途，该结构特别是机翼结构。

本发明背后的思想是确定对于不同温度的填料内表面轮廓的变化或者填料从直接在填充有填料的相关的凹缝处所要求的光滑度或所要求的轮廓进展的偏差。本发明意义内的凹部的通常概念此外还包括接头过渡处、接头凹槽和/或连接配合件之间或连接部件之间的凹槽，和/或类似待填充或待平滑的表面凸起(例如使用光滑混合剂或者在维修过程中平滑掉凹痕、梁区域内机翼蒙皮的下陷)。另外，本发明意义内的凹部还包括多个部件内的一般凹陷。

出于此目的，还可能使用触觉测量仪器的金刚石针或者使用光学测量设备的激光(原则上采用该方式的表面测量也是可能的)，沿着凹部表面的表面轮廓按照直线行进。例如，表面相对于参考表面或参考高度的表面轮廓高度，例如凹部的侧边缘，可以作为横向于凹部的测量位置的函数而被测量。由此获得的作为温度函数的表面轮廓与凹部内填料的表面轮廓变化行为直接相关。比较不同温度下的表面轮廓使得直接做出有关表面轮廓变化(关于参考表面或参考高度)的结论成为可能。例如，出于此目的，获得两个表面轮廓之间的差值，并且结果可以用作表面轮廓变化的测量值。在另一实例中，表面轮廓与测量位置相关的相对于温度的梯度或高阶导数也可以被确定。另外，然而，由此获得的表面轮廓还可以由多种更复杂的方法分析，从而确定有关作为位置和/或温度和/或其他参数或变量的函数的表面轮廓变化的更详细的信息。根据本发明的方法特别适用于低温，换句话说，例如液氮等的温度。

根据应用，仅仅记录两个不同温度下的表面的表面轮廓也是足够的。基本上，这类测量可以在任意期望频率并且在许多不同的温度下被执行，从而获得特定凹部几何形状内填料的表面轮廓变化行为的详细画面。有利的，在横向于凹槽(尽管基本上除了横向方向的其他多个方向也是可能的，特别是包括与纵向凹槽方向成特定角度的方向)的接头过渡处或凹部的纵向方向上的相同位置或点处进行测量。然而基本上还设置成沿接头过渡处纵向方向不同位置处来进行测量。还提供在相同和/或不同温度下的重复测量，从而获得作为时间函数的表面轮廓变化。另外，通过该类测量的手段，不同填充材料和/或不同凹槽几何形状可以采用简单的方式相互比较。在本发明的情况下，表面轮廓变化直接被测量，并且无需任何近似或假设，不像例如纵向收缩的一维膨胀测量，其中需要基于可能不严密的假设的额外模拟。因此，使用根据本发明的解决方案，即使复杂凹槽几何形状的收缩行为也可以采用真实精确的方式分析。填料和连接配合件/连接部件均可以使用很宽范围的材料。

本发明意义内的填料还包括除此之外的胶水、补充复合剂(填隙复合剂)、涂层剂、涂料或填充层或类似材料，例如填充有金属颗粒和/或陶瓷颗粒的填料。连接配合件包括塑料材料、金属和/或陶瓷或它们的材料复合物。另外，接头过渡处例如为由摩擦搅拌焊或铆钉接头过渡(例如，在铆钉头处测量，从而获得热效应)而制成的连接。根据本发明的方法具有多个优势，特别是在接头区域内或区域上或者任何表面粗糙或波纹或其他凸起需要使用这种类型的材料等以预定的方式被平滑的地方。在温度改变的情况下，由于老化和/或在机械负载下，这些被以这种方式处理或产生的表面会发生表面轮廓变化(收缩或压缩)，并且会导致与要求的平滑度存在偏差。

由附加的从属权利要求以及参考附图的说明书中可以推导有利的实施例和发展。

在进一步发展中，通过触觉轮廓测量和/或光学轮廓测量确定第一表面轮廓和/或第二表面轮廓。例如，还可能使用金刚石针沿填料表面行进，采用探针针尖与表面直接接触的方式。由针尖位置的纵向移动，可以随之获得填料的表面轮廓。在这种情况下使用的测量仪器还可以被称为触觉的，换句话说，基于接触的轮廓曲线仪。然而，可替换的或者额外的，光学测量方法，特别是非接触方法也可以使用，例如基于激光的方法，共焦技术，白光干涉法和本领域技术人员已知的用于产生表面进展的表面轮廓的类似的多种方法。例如，可能使用激光沿着表面行进或扫描，例如在激光扫描仪或线性扫描仪的意义内。例如，使用光学传感器，表面的发展或表面的结构化可以从激光束的聚焦(离焦)推导出来，例如通过激光轮廓测定法。

在发展中，在凹部上的机械拉伸应力、压缩应力和/或剪切应力负载下确定第一表面轮廓和/或第二表面轮廓。填满填料的凹部上的机械扭转和/或弯曲的负载也是可能的。因此，不但有热表面轮廓的改变，该发展中还发现关于凹部内填料中机械诱导的表面轮廓的改变，并且因此可以对包括特定填充材料的特定凹槽几何形状在预定的机械载荷下的行为进行特定预测。这特别包括黏弹性行为，换句话说是蠕变。特别是，机械负载(例如将连接配合件/连接组件牵拉分开或压缩)对填料表面轮廓的变化行为的影响可由此确定。因此，使用现在的方法，可以做出关于特定凹槽几何形状和填料在有关任何类型的热负载和机械负载的实际使用条件下的期望的行为预测。

在一个发展中，该方法包括将凹部填满填料。基本上，凹部例如由挤压法和/或注塑成型方法填充。该方法还包括部分或者完全固化凹部内的填料，使得填料根据应用具有足够的硬度。在该发展中，将凹部填充填料可以包括使填料的表面平滑化。相应的该步骤确保填料的表面在应用机械负载或者温度变化之前已经精确获知，使得后续步骤内获得的表面轮廓可以被尽可能监控并且可以做出精确预测。然而，根据填充方法，表面平滑化也可以是多余的，例如在注塑成型方法的情况下。另外，基本上，包括已经填充的凹部的部件配置还可以被直接使用，填料已经被部分或者全部固化是可能的。例如，部分飞机部件可以被“锯除”并且分析其在不同温度下的行为。

在一个发展中，在初始温度下部分或完全固化凹部内的填料。例如，凹部可以在室温下组装并且填充填料。接下来，填料在温度被降低之前首先被固化，并且在较低温度下实施测量。这确保由于化学固化效应导致的体积变化不会影响下面的测量。

在一个发展中，包含填料的凹部使用氮冷却系统冷却，换句话说，例如使用氮气或液氮(LN₂)冷却。然而，基本上，也可以使用其他公知的适于该目的并且适合期望温度范围的冷却或加热技术。特别是，使用液体和/或蒸发的或气体冷却煤质和/或加热媒质。

在一个发展中，凹部采用连接部件之间的接头过渡形式或部件中凹陷的形式。

在一个发展中，凹部在铝和/或碳纤维增强塑料材料(CFRP)连接部件之间形成。然而，基本上，该凹部可替换的形成为部件内的凹陷。基本上，还可以提供其他金属、金属合金、陶瓷和/或纤维复合材料(或塑料材料)(不同材料的复合物也可以在部件内和填料内提供)。例如，这些连接部件或连接配合件对应飞机或航天器的结构或其表面。例如，凹部在两个相互邻接或一个置于另一个之上的铝和/或CFRP部件之间形成。例如，两个连接部件可以对应飞机的机翼结构，其由金属、金属合金和/或纤维复合材料形成。

在一个发展中，凹部(以及由此填料)上的机械拉伸应力、压缩应力和/或剪切应力负载由螺旋偏置连接部件建立。充满填料的凹部上的机械扭转和/或弯曲负载是可能的。该螺旋偏置是位移控制的或力控制的(应变仪)。例如，在之间形成凹部的连接部件中的一个通过螺丝以可调整的方式被夹持，使得连接部件可以横向于凹部被加载，从而在凹部上产生拉伸应力或压缩应力。在这种情况下，可以以特别简单的方式采用简单地调整螺丝(例如翼型螺钉)来改变和调整机械负载。可替换的或额外的，然而，还可以使用对本领域技术人员来说熟知的其他机械的、电的或机电的解决方案，例如压电马达、步进电机等。类似的，可以通过液压和/或气动装置产生机械负载。移动连接配合件长度的变化可由(触觉)测量额外检测到。

在一个发展中，具有置于其间的凹部的连接部件或包括凹部的部件可以放置在冷却板内。这使得本方法或者根据本发明方法的测量装备特别简单。冷却板可以使得以简单的方式被冷却或者加热到期望的温度，由此连接部件的凹部温度相应地被自动调节(以特定温度梯度)。同时，用于产生机械负载的装置还可以安装在冷却板上，使得冷却板的温度最终调节测量装备的温度。

在一个发展中，冷却液体和/或冷却气体，特别是氮气，可以通过冷却板以冷却凹部。例如，出于此目的，冷却板包括受控于温度的蒸发的氮气可以通过的冷却喷枪等。

在一个发展中，凹部可以连同多个连接部件或者一个部件被冷却。因此，在该发展中，整个部件配置可以与填充了填料并置于其内部的凹部一同被冷却。因此，有可能在实际条件下分析包含填料的整个部件的行为。

在一个发展中，用于将连接部件机械加载的螺旋拉紧装置可以集成到冷却板内。螺旋拉紧装置可以同时被冷却。在该发展中，测量装备可以被以特别紧凑实用的方式集成到冷却板内。

上面的实施例和发展可以相互之间以任意期望的方式在合理范围内合并。其他可能的本发明的实施例、发展和实施方式也包括没有特别提及的上述本发明特征的合并，或者如下与实施例相关的特征的合并。特别是，本领域技术人员还可以给本发明的每个基本形式增加单独的多个方面作为改进或添加。

附图说明

如下采用示意图中提出的实施例的方式更详细地说明本发明，其中：

图1a，1b，1c为具有凹部形成在其之间的连接部件的示意性横截面视图以及立体图，该连接部件在根据本发明实施例的本发明的方法中使用；

图2为冷却板的示意性立体图，其使得根据图1的连接部件集成在其内部，用于在根据本发明另一个实施例的本发明的方法中使用；

图3为测量装备的示意图，其包含图2中的冷却板，用于在根据本发明另一个实施例的本发明的方法中使用；

图4为根据本发明另一个实施例的本发明方法的示意性流程图，其使用图3的测量装备；

图5为包含具有填充的填料的凹部的连接部件的横截面示意图，以及使用根据图4的方法的凹部内填料的表面轮廓变化的测量结果；以及

图6为包含填充有填料的凹部的连接部件的横截面示意图，以及使用根据图4的替换方法的凹部内填料的表面轮廓变化的测量结果。

附图用于提供对本发明实施例的进一步理解。它们说明实施例并且用于解释本发明与说明书相关联的原理和概念。从附图中可以看出其他实施例和很多陈述的优点。附图的元件不需要按比例绘制。

在附图中，除非特意指出，类似的、功能性等同或者等同作用的元件，特征和部件采用类似的附图标记。

附图标记说明

1-测量装备；2-凹部；3-表面；4-凹槽宽度；5-填料；6-冷却板；7-冷却煤质入口；8-冷却煤质出口；9-测量区域；10，10’-连接部件；11-隔绝物；12-氮冷却系统；13-箱子；14-轮廓曲线仪；15-氮气；16-受控于温度的氮气；17-螺丝拉紧装置；X-测量位置；Q，Q0-表面轮廓；Q1，Q2，Q3，Q4-表面轮廓；T0-初始温度；T1，T2，T3，T4-测量温度；B1，B2-机械负载；M-方法；M1-方法步骤；M2-方法步骤；M3-方法步骤；M4-方法步骤。

具体实施方式

图1a，1b，1c为用于在根据本发明一个实施例的本发明的方法中使用的具有凹部形成在其中的连接部件的示意性截面视图以及立体图。

图1a，1b，1c中，附图标记10和10’各自指代连接部件。两个连接部件10，10’相互抵靠放置，如图所示，在它们之间形成产生具有特定凹槽宽度4的接头过渡处或者凹部2。基本上，两个连接部件10，10’或者连接配合件可以为任意期望的部件或结构，基本上，另外，为连接部件10，10’提供各种材料。例如，它们可由金属、金属合金或复合材料形成，例如纤维复合材料。特别的，连接部件10，10’可以包含铝和/或纤维增强塑料材料，例如碳纤维增强塑料材料(CFRP)。连接部件10，10’可以例如对应飞机或航天器的多个结构的多个部分或多个表面。例如，它们为机翼结构或层状飞机机翼的机翼表面部分，对于连接部件10来说还可能例如对应刚性前翼边缘的一部分，其刚性连接到第二机翼结构，例如翼箱，第二机翼结构是另一个连接部件10’。当此类型的前翼边缘被附接到翼箱时，这可以导致凹部2产生，如图1a，1b，1c示意性所示。为了满足维持层流的适当需求，此类型的凹部2应当尽可能精确地填充填料5(参见图5和图6)同时，应当知晓和监测在机械和/或热影响下凹部2中的填料的行为。因此，期望在小于-50℃的通常的客机环境温度情况下，知道已经在室温下被填充到凹部2内并且在其中被固化的填料5内的热表面轮廓改变。不考虑在组装过程中的这类热表面轮廓变化会导致飞机部件多个表面产生凸起，例如在机翼表面上，反过来影响飞机在巡航高度的气流行为。另外，飞机操作过程中，该类填充凹部会承受机械负载，这同样对填料5内表面轮廓的改变有影响。与附图结合更详细地描述的该方法使得采用即使在低温下也能实施的方式确定填料5的表面轮廓改变，而不会复杂化或者损失精度。本领域技术人员很清楚图1a，1b，1c所示的连接部件10，10’和凹部2本质上仅仅是示例性的，并且仅仅用于说明本发明基本原理。大量其他部件几何形状也可以采用根据本发明的方法被容易地测量。

附图2为冷却板6的示意性立体图，其具有根据图1a的集成在其内的连接部件10，10’，用于在根据本发明另一个实施例的本发明的方法中使用。出于此目的，冷却板6具有插槽，两个连接部件10，10’的每个都插入其中(如图2所示)。在图2的示例实施例中，连接部件10，10’的几何形状以及在它们之间形成的凹部2的几何形状与图1a的实施例对应。两个连接部件10，10’中至少一个连接部件10通过螺丝拉紧装置17保持抵靠在另一个连接部件10’上。通过调整螺丝拉紧装置17，凹部2以及引入到其中的填料5的机械张力或压缩负载可以被调整，如下将更详细地介绍。冷却板6被连接到氮冷却系统12(参见图3)，例如基于低温蒸发氮气，通过该方法受控于温度的氮气15可以通过冷却板6，作为气体冷却它，以及冷却位于其上的连接部件10，10’以及凹部2内的填料5。出于该目的，冷却板6包括冷却媒质入口7和冷却煤质出口8。基本上，氮气以及其他适当的液态和/或蒸发的或气态的冷却煤质和/或加热媒质也可以被使用。

图3为测量装备1的示意图，其包含图2中的在根据本发明另一个实施例的本发明的方法中使用的冷却板6。在图3中，如图2所示，两个连接部件10，10’已经被插入到冷却板6内，从而在它们之间形成具有凹槽宽度4的凹部2。在图3中，所示凹部2具有位于其内的填料5。在该示例的测量装备1中，除了保持暴露的小的带状测量区域9之外，冷却板6已经通过将其封装到隔绝材料11内被紧密地热隔绝。例如，隔绝材料11为聚苯乙烯硬泡沫或者其他适当的隔热物。测量区域9能被轮廓曲线仪14进入，例如为触觉轮廓测量仪器。轮廓曲线仪14由此形成来使用金刚石针(未示出)扫描和测量凹部2内填料5的表面轮廓。出于此目的，金刚石针可以沿着带状测量区域9移动。该类测量方法的精确顺序如下结合图4进行说明。

如图2所示，冷却板6形成有冷却煤质入口7和冷却煤质出口8，通过它们可以采用氮气冷却系统12连续通过氮气15，从而冷却冷却板6连同置于其上的连接部件10，10’以及充满填料5的凹部2。为了防止沿测量区域9形成冰晶，在图3的示例的测量装备1中，冷却板6连同隔绝物已经进一步被封装在箱子13内，被填充了干燥气体，例如受控于温度的氮气16或氩气，例如低于室温。

图4为根据本发明另一个实施例的根据本发明方法M的示意性流程图，其使用图3的测量装备1。方法M用于确定凹部2内填料5的表面轮廓变化。出于此目的，方法M包括将凹部2填充填料5，并且部分或者全部固化凹部2内的填料5。例如，填料5在初始温度T0被填入凹部2内，并且在此温度也被在凹部2内固化。例如，初始温度T0对应典型室温；例如，可以为T0＝23℃。另外，在M1中的填充凹部2还包括使凹部2内填料5的表面3平滑化。然而，基本上，已经填充的凹部2的部件布置也可以被直接使用，填料5已经被部分或全部固化是可能的。

在M1中，方法M后续包括确定在初始温度T0时横跨凹部2的填料5的表面3的第一表面轮廓Q0。接下来，在M2中，方法M包括冷却或者加热含有填料5的凹部2到预定的测量温度T1，T2，T3，T4。接下来，在M3中，方法M包括确定在测量温度T1，T2，T3，T4时横跨凹部2的填料5的表面3的第二表面轮廓Q1，Q2，Q3，Q4。进一步的，在M4中，方法M包括将第二表面轮廓Q1，Q2，Q3，Q4与第一表面轮廓Q0比较，以确定表面轮廓变化。第一表面轮廓Q0和第二表面轮廓Q1，Q2，Q3，Q4在凹部2上的机械负载B1，B2下使用拉伸应力或压缩应力被测量。出于此目的，由于调整相应螺丝的结果，螺丝拉紧装置17会在连接部件10、10’和填充了填料5的凹部2上产生拉伸或压缩应力。通过触觉轮廓曲线仪14测量每个表面轮廓Q0，Q1，Q2，Q3，Q4，其沿着横向于凹部2的测量区域9表面使用金刚石针扫描凹部2的表面3。

基本上，该方法可以测量在不同测量温度T1，T2，T3，T4时很多不同的第二表面轮廓Q1，Q2，Q3，Q5。出于此目的，在M2中的冷却或者加热步骤和M3中的测量步骤可以多次连续执行。例如，初始温度T0可以与室温对应，例如T0＝23℃，并且凹部2内填料5中的表面轮廓变化可以对于四个不同的测量温度T1，T2，T3，T4测量，例如，T1＝0℃，T2＝-20℃，T3＝-40℃，并且T4＝-55℃。相应的，对于每个测量温度T1、T2、T3、T4，这会产生相关的第二表面轮廓Q1，Q2，Q3，Q4：(Q1，T1)，(Q2，T2)，(Q3，T3)，(Q4，T4)和(Q5，T5)。

图5为包含填充有填料5的凹部2的连接部件10，10’的截面示意图，以及使用根据图4的方法获得的凹部2内填料5的表面轮廓变化的测量结果。其中，对于初始温度T0的第一表面轮廓Q0和对于四个测量温度的第二表面轮廓Q1，Q2，Q3，Q4采用示例性方式绘制。每个所示表面轮廓Q为沿着凹部2的表面3的带状测量区域9的测量位置x的函数。如所期待的，可以看到朝向较冷温度的填料5内清晰(对称的)表面轮廓变化。

图6为包含填充有填料5的凹部2的连接部件10，10’的截面示意图，以及使用根据图4的可替换方法M的凹部2内填料5的表面轮廓变化的测量结果。与图5不同，在该示例中，也是在两个机械负载B1，B2实例下测量第一表面轮廓Q0。出于此目的，相应调整螺丝拉紧装置17，从而在连接部件10，10’处和凹部2上产生拉伸或压缩应力(参见图6的箭头顶端)。相应的，这产生对于初始温度T0没有机械负载(Q0，T0)的第一表面轮廓Q0，以及对于初始温度T0在每种情况为：(Q0，T0+B1)和(Q0，T0+B2)的不同的机械负载B1，B2下的两个其他第一表面轮廓Q0。可以清晰看到，与图5不同，在凹部2中的填料5内发生非对称的表面轮廓变化。相应的，对于四个不同测量温度T1，T2，T3，T4的四个不同第二表面轮廓Q1，Q2，Q3，Q4在图6中被进一步绘制，每种情况下已经设定特定机械负载B2。如图5中，这种情况下同样对于下降的测量温度T1，T2，T3，T4，表面轮廓的改变更大，尽管所有情况下保持机械负载B2内的非对称。

在上面详细说明中，已经在一个或多个示例中合并不同特征，从而改善解释的简明性。然而，很清楚上面的描述仅仅是说明性的，并且本质上并不是限制性的。其用于覆盖各种特征和实施例的所有替换、修改和等同。许多其他实例对于本领域技术人员从上述描述中基于其专业知识是立即或马上明白的。

选择并描述多个实施例从而能够尽可能清楚的解释发明背后的原理以及可能的实际应用。因此，本领域技术人员为了使用的目的可以适宜地修改和使用本发明及其各种实施例。在权利要求及说明书中，术语“包含”和“具有”用于作为相应术语“包括”的中性概念。另外，使用术语“一”和“一个”并不是本质上以这种方式排除所描述的多个特征和部件的可能性。