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Hintergrund der vorliegenden
Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse eines Netzteils mit wenigstens
einem als Wärmesenke
fungierenden Element und insbesondere auf ein Gehäuse eines
DC/AC-Wechselrichters mit wenigstens einem Wärmesenkenelement, in welchem
wenigstens ein elektronisches Bauteil so positioniert ist dass dieses
sowohl mit einer Seitenwandung des Gehäuses und jenem Wärmesenkenteil
in Kontakt steht um wirkungsvoll die Wärme von jenem elektronischen
Bauteil abzuleiten.
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Beschreibung
verwandter Techniken
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Es
wird Bezug genommen auf 1, die als solche eine schematische
Darstellung eines herkömmlichen
Gehäuses
eines DC/AC-Wechselrichters 100 darstellt. Wie in 1 dargestellt,
besteht ein konventionelles Gehäuse
eines DC/AC-Wechselrichters 100 üblicherweise aus einem Oberteil 100 und
einer Basis 120, die als solche ein gegenüber dem
Oberteil 100 eigenständiges
Bauteil darstellt. Eine Schaltungsplatine (PCB) 160 ist
im Inneren des herkömmlichen
Gehäuses
des DC/AC-Wechselrichters 100 angeordnet. Die Schaltungsplatine
(PCB) 160 ist an der Basis 120 durch Schrauben
befestigt, die sich durch die Schaltplatine 160 hindurch
erstrecken und mit dem Gehäuse 160 über Schraublöcher im
Bereich der Innenseite 120 der Basis 120 in Eingriff
stehen.
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Die
elektronischen Bauteile 130a, 130B wie beispielsweise
Transistoren sind in dem Gehäuse 100 durch
Schrauben 150A, 150B positioniert die sich durch
Bohrungen in den beiden Seitenwandungen 120A, 120B der
Basis 120 und Bohrungen in den elektronischen Bauteilen 130a, 130B erstrecken
und dann an den Wärmesenkenteilen 140A, 140B fixiert sind.
Auf diese Weise sind die elektronischen Bauteile 130a, 130B an
den Innenseiten der beiden Seitenwandungen 120A, 120B der
Wärmesenkenteile 140A, 140B positioniert.
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Gemäß den 1, 2A und 2B weisen
die Wärmesenkenteile 140A, 140B jeweils
eine Schraubenmutter 141A/141B auf, um so mit
den Bolzen 150A/150B verbunden zu werden und die elektronischen
Bauteile 130A, 130B an den Seitenwandungen 120b, 120C der
Basis 120 des Gehäuses 100 zu
positionieren.
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Da
jedoch das Gehäuse 100 aus
dem Oberteil 110 und der Basis 120 gebildet ist,
sodass das Oberteil 110 und die Basis 120 separat
hergestellt und auch separat mit einem korrekten Material überzogen
werden müssen,
erhöht
dises die Herstellungskosten. Zudem können, da das Oberteil 110 und die
Basis 120 nicht miteinander besonders abdichtend verbunden
werden, elektromagnetische Wellen entweichen. Die Wärme, die
die Basis 120 aufnimmt, kann nicht an das Oberteil 110 weitergegeben
werden, wodurch ein Überhitzungsproblem
während
des Betriebs auftreten kann. Weiterhin können, da das Oberteil 110 und
die Basis 120 jeweils eigenständig einer Oberflächenbehandlung
unterzogen werden, wie beispielsweise einer Galvanisierbehandlung,
beide Teile unterschiedliche Farben erhalten. Zusätzlich können die
Rückseiten
der elektronischen Bauteile 130A, 130B, die mit
den Seitenwandungen 120B, 120C der Basis 120 in
Kontakt stehen, die Wärme
zu den Seitenwandungen 120B, 210C leiten. Weiterhin kann
in Ermangelung eines wirkungsvollen Wärmeleitungsmediums die Wärme im Bereich
der Frontseiten der elektronischen Bauteile 130A, 130B nicht
abgeleitet werden und die elektronischen Bauteile 130A, 130B hierdurch
nicht heruntergekühlt
werden. Die herkömmlichen
Positionierungsteile 140A, 140B sind aus einem
Stahlwerkstoff gefertigt, der als solcher keinen effizienten Wärmeleiter
darstellt.
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Zusammenfassung
der vorliegenden Erfindung
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Die
Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gehäuse für eine Spannungsversorgung
zu schaffen, die wenigstens ein Wärmesenken-Element umfasst,
wobei das Gehäuse
ein Oberteil, eine Basis und zwei Seitenwandungen umfasst. Das Oberteil,
die Basis und die beiden Seitenwandungen sind einstückig als
ein Bauteil gefertigt, sodass die Hitze von den elektronischen Bauteilen
im Inneren des Gehäuses
an das Gehäuse übertragen werden
kann, das als solches eine größere Fläche zur
Abgabe der Wärme
bietet. Demgemäss
kann das Gehäuse
der Spannungsversorgung mit wenigstens einem Wärmesenken-Element eine bessere
Wärmeableitungswirkung
bieten.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gehäuse für eine Spannungsversorgung
zu schaffen, das wenigstens ein Wärmesenken-Element umfasst,
in welchem das obere Teil, die Basis und die beiden Seitenwandungen
integral als ein Stück
gefertigt sind. Die elektronischen Bauteile sind durch das Wärmesenkenteil
positioniert und die Vorderseite und die Rückseite der elektronischen Bauteile
stehen mit dem Gehäuse
und dem Wärmesenkenteil
in Kontakt, sodass die Wärme
effizient abgeführt
werden kann.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gehäuse für eine Spannungsversorgung mit
wenigstens einem Wärmesenken-Element
zu schaffen, das integral als ein Stück gefertigt ist, sodass die
Herstellungskosten reduziert werden und die Farbe des Gehäuses gleichförmig ist.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gehäuse für eine Spannungsversorgung mit
wenigstens einem Wärmesenken-Element
zu schaffen, wobei das Gehäuse
durch Aluminium-Strangpressen
integral als ein Stück
gefertigt ist, wodurch die Wärmeableitungseffizienz
verbessert und bessere elektromagnetische Abschirmungseigenschaften
erreicht werden.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gehäuse für eine Spannungsversorgung mit
wenigstens einem Wärmesenken-Element
zu schaffen, in welchem eine elektronische Platine aufgenommen ist
und eine Vielzahl elektronischer Bauteile an der Platine befestigt
sind. Die beiden Seitenwandungen haben jeweils eine Nut, die an
einer Innenseite der entsprechenden Seitenwandung ausgebildet ist.
Ein Wärmesenkenteil
weist ein Führungsteil auf,
das mit jenen Nuten gleitverschiebbar in Eingriff steht, sodass
das Wärmesenkenteil
um jenes Führungsteil
in einem eingeschränkten
Winkelbereich schwenkbar ist, um somit Wärmesenkenteile verschiedenster
Dicke zwischen der Innenseite der Seitenwandung und der Innenseite
des Wärmesenkenteils
zu klemmen.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gehäuse für eine Spannungsversorgung mit
wenigstens einem Wärmesenken-Element
zu schaffen, wobei das elektronische Bauteil durch ein Wärmesenkenteil
positioniert ist, welches ein Gleitführungsteil umfasst, das mit
einer Nut in Eingriff steht, die in dem Gehäuse ausgebildet ist und leicht um
das Führungsteil
geschwenkt werden kann, um damit die elektronischen Bauteile unterschiedlichster Dicke
zwischen dem Wärmesenkenteil
und der Seitenwandung des Gehäuses
zu klemmen.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gehäuse für eine Spannungsversorgung mit
wenigstens einem Wärmesenken-Element
zu schaffen, wobei das Wärmesenken-Element
einen Körper
mit einer Vielzahl von Rippen umfasst, um die Wärme abzugeben und die Strukturfestigkeit
zu erhöhen.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gehäuse für eine Spannungsversorgung mit
wenigstens einem Wärmesenken-Element
zu schaffen, wobei das Wärmesenken-Element
einen Körper
umfasst, der eine bestimmte Dicke hat, sodass eine Schraube direkt
mit diesem Körper
des Wärmesenkenteiles
ohne Bedarf nach einer Schraubenmutter verbunden werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung wird in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen noch besser verständlich,
wobei diese Zeichnungen nur zur Veranschaulichung dienen und ein
erfindungsgemäßes, bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
darstellen.
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Um
die vorangehend angesprochenen Ziele zu erreichen, wird gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Wechselrichteranordnung geschaffen, die folgendes
umfasst:
- – ein
Gehäuse,
das ein Oberteil, eine Basis und zwei Seitenwandungen umfasst, wobei
das Oberteil, die Basis und die beiden Seitenwandungen integral
als ein Stück
gefertigt sind und einen Innen-Hohlraum
und eine Öffnungsseite
definieren, und eine Schaltplatine in dem Gehäuse über jene Offenseite in dem
Gehäuse
angeordnet ist, und eine Vielzahl elektronischer Teile mit der Platine verbunden
sind, wobei wenigstens eine der Seitenwandungen eine Nut aufweist,
die an einer Innenseite derselben ausgebildet ist, und
- – einem
Wärmesenkenteil,
das ein Führungsteil und
einen Körper
hat, wobei das Führungsteil gleitverschieblich
mit der Nut über
jene Offenseite in Eingriff steht und das Wärmesenkenteil um jenes Führungsteil
in einem eingeschränkten
Winkelbereich schwenkbar ist, um so den Abstand zwischen der Innenseite
der Seitenwandung die jene Nut aufweist und einer Innenseite des
Wärmesenkenteils
einzustellen, wobei der Zwischenraum so bemessen ist, dass dieser
ein elektronisches Bauteil aufnimmt.
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Zumindest
ein Teil, oder alle jene vorgenannten Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden einem Fachmann noch aus der nachfolgenden
Beschreibung offenbar, in welcher ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung beschrieben und dargestellt ist in Verbindung mit
einer Zeichnung einer der Varianten, die am besten geeignet sind,
die vorliegende Erfindung auszuführen.
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Wie
erkennbar ist es möglich,
die Erfindung in verschiedensten Ausführungsformen auszuführen und
deren verschiedenste Details können
auch in verschiedensten erkennbaren Varianten ausgeführt werden
ohne hierbei vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Demgemäss sind
die Zeichnungen und die korrespondierende Beschreibung als lediglich
veranschaulichender Art anzusehen und nicht als Beschränkung.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
eine perspektivische Darstellung eines herkömmlichen DC/AC-Wechselrichters.
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2A, 2B zeigen
jeweils Front- und Seitenschnittdarstellungen des herkömmlichen DC/AC-Wechselrichters.
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3 ist
eine perspektivische Darstellung eines DC/AC-Wechselrichters gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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4A, 4B zeigen
eine perspektivische Darstellung und eine Seitenansicht des Wärmesenkenteils
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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5 zeigt
eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform
des DC/AC-Wechselrichters gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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6a, 6b zeigen
perspektivische Darstellungen und eine Seitenansicht des Wärmesenkenteils
gemäß der Ausführungsform
nach 5 der vorliegenden Erfindung.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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In
der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung
sind zahlreiche, spezielle Details ausgeführt, um ein durchgängiges Verständnis von
der vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Jedoch ist es selbstverständlich für einen
auf dem vorliegenden Fachgebiet geübten Fachmann, dass die vorliegende
Erfindung auch teilweise ohne diese speziellen Details realisiert
werden kann. Weiterhin werden wohlbekannte Methoden, Prozeduren, Komponenten
und Schaltkreise hier nicht im einzelnen beschrieben, um die besonderen
Aspekte der vorliegenden Erfindung nicht unnötig zu verdecken.
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Wie
aus den 3, 4A und 4B ersichtlich,
umfasst der DC/AC-Wechselrichter 200 gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Gehäuse 210, das
ein Oberteil 210A, eine Basis 210B und zwei Seitenwandungen 210C, 210D hat.
Das Oberteil 210A, die Basis 210B und die beiden
Seitenwandungen 210C, 210D sind einstückig integral
als ein Teil gefertigt und das Gehäuse 210 hat einen
hohlen Innenraum und eine offene Seite 250. Eine Schaltungsplatine 230 ist
in dem Gehäuse 210 über die
Offenseite 250 aufgenommen und eine Vielzahl elektronischer Bauteile 260 sind
mit der Schaltplatine 230 verbunden. Die Schaltplatine 230 ist
durch Schraubenbolzen 240 befestigt, die sich durch die
Schaltplatine 230 hindurch erstrecken und mit Bohrungen
in der Basis 210 verankert sind. Jede der Seitenwandungen 210C, 210D hat
eine Nut 220A/220B, die an einer Innenseite derselben
definiert ist.
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Ein
Wärmesenkenteil 270 umfasst
ein Führungsteil 273,
welches eine zylindrische Stange und ein Körper 272 sein kann,
von welchem eine Vielzahl von Rippen 273 abstehen. Das
Führungsteil 271 steht
verschiebbar mit der Nut 220A/220B über die Offenseite 250 in
Eingriff und das Wärmesenkenteil 270 kann
um das Führungsteil 271 in
einem eingeschränkten
Winkelbereich geschwenkt werden, um hiermit eine Lücke zwischen
der Innenseite der Seitenwandung 210C/210D einzustellen.
Das elektronische Teil 260 ist fix zwischen der Innenseite
des Wärmesenkenteils 270 und
der Innenseite der Seitenwandung 210C/210D fixiert.
Die Rippen 273 die sich von dem Körper 272 erstrecken,
verstärken
die Strukturfestigkeit des Körpers 272 und
vergrößern die
für die
Wärmeabgabe
von den elektronischen Bauteilen 260 zur Verfügung stehende
Fläche.
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Das
Wärmesenkenteil 270 ist
im Wege eines Aluminiumstrangpressprozesses gefertigt und die Dicke
des Körpers 272 ermöglicht es,
Schrauben 280A, 280B direkt durch Gewindeeingriff
mit dem Körper 272 zu
verbinden ohne dass es hierzu einer Schraubenmutter bedarf und ohne
dass der Körper 272 deformiert
wird. Auf diesem Wege können
die Herstellungskosten reduziert werden, da keine Gewindebohrungen
und keine Schraubenmuttern benötigt werden.
Die elektronischen Bauteile 260 können insbesondere IGBT, MOSFET,
SCR, Dioden oder Tyristoren sein. Es wird angemerkt, dass die Frontseiten und
Rückseiten
mit dem Wärmesenkenteil 270 in Kontakt
stehen und die Innenseite der Seitenwandung 210C/210D,
sodass die Wärme
von den elektronischen Bauteilen 260 effizient in das Gehäuse 210 geleitet
werden kann, welches eine größere Fläche zur
Abgabe der Wärme
bietet.
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Die 5, 6A und 6B zeigen
ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines DC/AC-Inverters 300 der vorliegenden Erfindung, der
ein Gehäuse 310 umfasst,
das ein Oberteil 310A, eine Basis 310B und zwei
Seitenwandungen 310C, 310D umfasst. Das Oberteil 310A,
die Basis 310B und die beiden Seitenwandungen 310C, 310D sind
einstückig
als ein Teil gefertigt und das Gehäuse 310 hat einen
hohlen Innenraum und eine Offenseite 350. Eine Schaltungsplatine 330 ist
in dem Gehäuse 310 über jene Offenseite 350 aufgenommen
und eine Vielzahl elektronischer Bauteile 360 sind mit
der elektrischen Platine 330 verbunden. Die elektrische
Platine 330 ist durch Bolzen 340 die sich durch
Löcher,
die in der Schaltplatine 330 ausgebildet sind, hindurch
erstrecken , positioniert und mit Bohrungen in der Basis 310B verbunden.
Jede der beiden Seitenwandungen 310C, 310D hat
eine Nut 320A, 320B, die in einer Innenseite derselben
definiert ist.
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Ein
Wärmesenkenteil 370 umfasst
ein Führungsteil 373,
das eine zylindrische Stange und zwei Körper 372 sein kann
von welchen sich eine Vielzahl von Rippen 373A/373B erstrecken.
Das Führungsteil 371 steht
mit der Nut 320A/320B gleitverschiebbar in Eingriff über die
Offenseite 350 und das Wärmesenkenteil 370 kann
um das Führungsteil 371 in
einen eingeschränkten
Winkel geschwenkt werden, um dadurch den Abstand zwischen der Innenseite der
Seitenwandung 310C/310D einzustellen. Das elektronische
Teil 360 ist fix zwischen der Innenseite und dem Wärmesenkenteil 370 positioniert
und die Innenseite der Seitenwandung 310C/310D.
Die Stege 373, die sich von dem Körper 372 erstrecken,
verstärken
die Strukturfestigkeit des Körpers 372 und vergrößern die
für die
Wärmeabgabe
von den elektronischen Bauteilen 360 zur Verfügung stehende Fläche.
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Das
Wärmesenkenteil 370 ist
durch Aluminiumstrangpressen gefertigt und die Dicke der Körper 372 erlaubt
es, Schrauben 380A, 380B direkt über Gewindeeingriff
mit den Körpern 372 zu
verbinden ohne dass es hier bei der Verwendung von Schrauben bedarf,
wobei die Körper 372 nicht
deformiert werden.
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Auf
diesem Wege wird es möglich,
die Herstellungskosten zu reduzieren, da keine Gewindebohrungen
und Schraubenmuttern benötigt
werden. Die elektronischen Bauteile 260 können sein
IGBT, MOSFET, SCR, Dioden oder Tyristoren. Es wird darauf hingewiesen,
dass die Front- und Rückseiten
mit dem Wärmesenkenteil 370 in
Kontakt stehen und die Innenseite der Seitenwandung 310C/310D,
sodass die Wärme
von den elektronischen Bauteilen 360 effizient an das Gehäuse 310 abgeleitet
werden kann, das als solches eine größere Fläche zur Wärmeabgabe umfasst.
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Das
Gehäuse
der vorliegenden Erfindung ist ein Integralgehäuse, sodass die Fläche für die Wärmeabgabe
ausreichend ist und die Herstellungskosten reduziert werden und
die Farbe dieses Gehäuses gleichförmig ist.
Die Vorder- und Rückseiten
des elektronischen Teiles stehen in Kontakt mit dem Gehäuse und
dem Wärmesenkenteil,
sodass die Wärme
von den elektronischen Bauteilen effizient abgeführt werden kann. Das Gehäuse ist
im Wege eines Aluminiumstrangpress-Prozesses gefertigt und verbessert
die Wärmeableitungseffizienz
und die Dichtigkeit gegen das Entweichen elektromagnetischer Wellen.
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Für einen
auf dem vorliegenden Fachgebiet erfahrenen Fachmann ist es klar,
dass die vorliegende, beschriebene und in den Zeichnungen dargestellte
Erfindung nur beispielhafter Art ist und nicht dazu gedacht ist,
den Schutzbereich der Erfindung einzuschränken.
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Die
vorangehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung wurde zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung
vorgelegt. Es ist nicht beabsichtigt, die Erfindung hierdurch auf
jene spezielle Form oder beispielhaften Ausführungsbeispiele einzuschränken. Demgemäss soll
die vorliegende Beschreibung lediglich als Beschreibung illustrativer
und nicht als einschränkender
Art verstanden werden. Offensichtlich sind zahlreiche Modifikationen
und Abänderungen für einen
praktisch erfahrenen Fachmann möglich. Die
Ausführungsbeispiele,
die hier gewählt
und beschrieben wurden, um am besten das der vorliegenden Erfindung
unterliegende Prinzip zu beschreiben und auch die beste praktische
Anwendungsform zu offenbaren, um es hierdurch auf dem maßgeblichen Fachgebiet
erfahrenen Personen zu ermöglichen
die vorliegende Erfindung für
verschiedenste Ausführungsformen
auch mit verschiedensten Abwandlungen zu verstehen, wie diese bei
der Umsetzung der vorliegenden Erfindung herangezogen werden können. Es
ist beabsichtigt, dass der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung
durch die nachfolgend angehängten
Ansprüche
auch unter Berücksichtigung äquivalenter
Ausführungsformen
definiert ist, wobei alle Ausdrücke
in ihrer breitesten, vernünftigen
Bedeutung zu verstehen sind soweit dies nicht anderweitig angegeben
ist. Es soll angenommen werden, dass Variationen der vorliegenden
Ausführungsbeispiele
von Personen, die in dem Fachgebiet erfahren sind, vorgenommen werden
können,
ohne aus dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung herauszufallen,
wie sich dieser aus den nachfolgenden Ansprüchen ergibt. Weiterhin sind
keine Elemente und Komponenten der vorliegenden Offenbarung für die unbeschränkte Verfügung vorgesehen,
unabhängig davon,
ob dieses Teil oder diese Komponente explizit in den nachfolgenden
Ansprüchen
wiedergegeben ist.