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Stand der Technik
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Es ist bereits eine Handwerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorgeschlagen worden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine, insbesondere Winkelschleifer, mit einer Funktionseinheit, die in zumindest einem Betriebszustand zumindest teilweise thermische Energie abgibt, und mit zumindest einer weiteren Funktionseinheit.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Handwerkzeugmaschine zumindest ein Isolationselement umfasst, das zumindest teilweise zu einer thermischen Abschirmung der Funktionseinheit, die in zumindest einem Betriebszustand zumindest teilweise thermische Energie abgibt, gegenüber der zumindest einen weiteren Funktionseinheit vorgesehen ist. Unter einer „Funktionseinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit der Handwerkzeugmaschine verstanden werden, die zumindest teilweise dazu vorgesehen ist, eine für einen Betrieb der Handwerkzeugmaschine unterstützende und/oder notwendige Funktion zur Verfügung zu stellen und/oder die in zumindest einem Betriebszustand zumindest teilweise eine Antriebsenergie benötigt. Unter einem „Isolationselement“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, das zumindest teilweise, insbesondere in zumindest eine Raumrichtung, eine Wärmeleitfähigkeit von insbesondere weniger als 30 W/m·K, vorzugsweise weniger als 15 W/m·K, bevorzugt weniger als 5 W/m·K und besonders bevorzugt weniger als 1,5 W/m·K aufweist. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Wärmeleitfähigkeit insbesondere weniger als 0,3 W/m·K. Unter einer „thermischen Abschirmung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass insbesondere weniger als 50 %, vorzugsweise weniger als 35 %, bevorzugt weniger als 20 % und besonders bevorzugt weniger als 10 % einer thermischen Energie, die die Funktionseinheit in einem Betriebszustand abgibt, an die zumindest eine weitere Funktionseinheit weitergeleitet wird.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine vorteilhaft hohe Leistungsdichte der Handwerkzeugmaschine erreicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Funktionseinheit, die in zumindest einem Betriebszustand zumindest teilweise thermische Energie abgibt, zumindest teilweise eine Antriebseinheit und/oder eine Elektronikeinheit umfasst. Unter einer „Antriebseinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, die in einem Betriebszustand zumindest teilweise zu einem Antrieb eines mit der Handwerkzeugmaschine gekoppelten Einsatzwerkzeugs vorgesehen ist. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgestaltet, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Die Antriebseinheit umfasst vorzugsweise zumindest einen Elektromotor. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Antriebseinheit zumindest teilweise pneumatisch und/oder auf eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise antreibbar ausgebildet ist. Unter einer „Elektronikeinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zumindest in einem Betriebszustand der Handwerkzeugmaschine zumindest teilweise zu einer Steuerung und/oder zu einer Regelung, insbesondere der Antriebseinheit der Handwerkzeugmaschine, vorgesehen ist. Vorzugsweise umfasst die Elektronikeinheit zumindest eine Motorsteuerung der Antriebseinheit. Die Elektronikeinheit weist vorzugsweise Elektronikkomponenten wie insbesondere zumindest einen Transistor, zumindest einen Kondensator, zumindest einen Prozessor, besonders bevorzugt zumindest einen Feldeffekttransistor (MOSFET) und/oder zumindest einen Bipolartransistor, insbesondere mit isolierter Gate-Elektrode, (IGBT) auf. Dadurch kann eine vorteilhaft einfache Ausgestaltung der Handwerkzeugmaschine und eine bevorzugt gute thermische Abschirmung wärmekritischer Bauteile der Handwerkzeugmaschine erreicht werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Isolationselement zumindest teilweise eine anisotrope Wärmeleitfähigkeit aufweist. Unter einer „anisotropen Wärmeleitfähigkeit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass das Isolationselement, in unterschiedlichen Raumrichtungen betrachtet, unterschiedliche Wärmeleitfähigkeitswerte aufweist. Insbesondere weist das Isolationselement, in einer ersten Raumrichtung betrachtet, eine Wärmeleitfähigkeit auf, die insbesondere zumindest 0,3 W/m·K, vorzugsweise zumindest 30 W/m·K, besonders vorzugsweise zumindest 50 W/m·K, bevorzugt zumindest 80 W/m·K und besonders bevorzugt zumindest 100 W/m·K beträgt, und weist, in einer senkrecht zu der ersten Raumrichtung verlaufenden weiteren Raumrichtung betrachtet, eine Wärmeleitfähigkeit auf, die weniger als 30 W/m·K, vorzugsweise weniger als 15 W/m·K, besonders vorzugsweise weniger als 5 W/m·K, bevorzugt weniger als 3 W/m·K und besonders bevorzugt weniger als 0,3 W/m·K beträgt. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das zumindest eine Wärmeleitelement in zumindest eine Raumrichtung eine Wärmeleitfähigkeit von Wzumindest im Wesentlichen 500 W/m·K auf. Dadurch kann eine bevorzugt gute thermische Abschirmung wärmekritischer Bauteile der Handwerkzeugmaschine erreicht werden.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Isolationselement zumindest teilweise aus Graphit gebildet ist. Dadurch kann eine bevorzugt einfache, robuste und vorteilhaft kostengünstige Ausgestaltung des Isolationselements erreicht werden.
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Es sind auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende, insbesondere anisotrope Materialien für das zumindest eine Isolationselement denkbar. Ferner ist es auch denkbar, dass das zumindest eine Isolationselement zumindest teilweise in einer Sandwich-Bauweise ausgebildet ist, wie beispielsweise mit Aluminiumschichten, die ein Luftpolster umschließen, oder dass das zumindest eine Isolationselement zumindest teilweise auf eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise ausgestaltet ist.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Isolationselement die Funktionseinheit zumindest teilweise umschließt. Unter „zumindest teilweise umschließen“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Gehäuseeinheit die Antriebseinheit und/oder die Elektronikeinheit in zumindest einer Ebene über einen Winkelbereich von mehr als 180 Grad, vorzugsweise mehr als 270 Grad, besonders bevorzugt von 360 Grad umgibt. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel umgibt die Gehäuseeinheit die Antriebseinheit und/oder die Elektronikeinheit auf zumindest zwei, geneigt zueinander angeordneten Ebenen über einen Winkelbereich von mehr als 180 Grad, vorzugsweise mehr als 270 Grad, besonders bevorzugt von 360 Grad. Dadurch kann eine vorteilhaft gute thermische Abschirmung wärmekritischer Bauteile der Handwerkzeugmaschine erreicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Handwerkzeugmaschine zumindest ein Wärmeleitelement aufweist, das zu einer Abführung der thermischen Energie der Funktionseinheit vorgesehen ist. Unter einem „Wärmeleitelement“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, das zumindest teilweise zu einem wesentlichen Transport insbesondere thermischer Energie und/oder zu einem Ausgleich einer Temperaturdifferenz zwischen den zumindest zwei Komponenten und/oder zumindest teilweise zu einer Körperwärmeleitung vorgesehen ist. Das Wärmeleitelement weist vorzugsweise zumindest teilweise eine Wärmeleitfähigkeit auf, die insbesondere zumindest 0,3 W/m·K, vorzugsweise zumindest 30 W/m·K, besonders vorzugsweise zumindest 50 W/m·K, bevorzugt zumindest 80 W/m·K und besonders bevorzugt zumindest 100 W/m·K beträgt. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das zumindest eine Wärmeleitelement in zumindest eine Raumrichtung eine WärmeleitfähigWkeit von zumindest im Wesentlichen 500 W/m·K auf. Unter einem „wesentlichen Transport“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass zumindest ein Teil der Energie, insbesondere als thermische Energie und/oder in einer abweichenden Energieform, zumindest im Wesentlichen verlustfrei entlang einer Strecke von insbesondere zumindest 1 cm, vorzugsweise von zumindest 2 cm und besonders bevorzugt von zumindest 5 cm geleitet wird. Unter „zumindest im Wesentlichen verlustfrei“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass zumindest 60 %, vorzugsweise zumindest 70 %, bevorzugt zumindest 80 % und besonders bevorzugt zumindest 90 % der transportierten Energie an die Funktionseinheit und/oder die Elektronikeinheit und/oder die Antriebseinheit abgegeben wird. Dadurch kann eine bevorzugt gute Abführung der thermischen Energie innerhalb der Handwerkzeugmaschine erreicht werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Isolationselement und das Wärmeleitelement zumindest teilweise einstückig ausgebildet sind. Unter „einstückig“ soll insbesondere zumindest stoffschlüssig verbunden verstanden werden, beispielsweise durch einen Schweißprozess, einen Klebeprozess, einen Anspritzprozess und/oder einen anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Prozess, und/oder vorteilhaft in einem Stück geformt verstanden werden, wie beispielsweise durch eine Herstellung aus einem Guss und/oder durch eine Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren und vorteilhaft aus einem einzelnen Rohling. Dadurch kann eine bevorzugt einfache, vorteilhaft kompakte und Bauteil sparende Ausgestaltung der Handwerkzeugmaschine erreicht werden.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass die Antriebseinheit zumindest einen EC-Motor umfasst. Unter einem „EC-Motor“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein bürstenloser, elektrisch kommutierter Motor verstanden werden. Dadurch kann eine bevorzugt leistungsstarke, vorteilhaft kompakte und kostengünstige Ausgestaltung der Antriebseinheit der Handwerkzeugmaschine erreicht werden.
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Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
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Zeichnung
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine in einer perspektivischen Ansicht und
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2 die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine in einer schematischen Schnittansicht.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In 1 ist eine Handwerkzeugmaschine dargestellt. Die Handwerkzeugmaschine ist von einem Winkelschleifer gebildet. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen der Handwerkzeugmaschine wie beispielsweise als Bohrmaschine, Bohrhammer, Oszillationshandwerkzeugmaschine oder Schwingschleifer denkbar. Die Handwerkzeugmaschine weist ein Gehäuse 22 und ein Getriebegehäuse 32 auf. Das Gehäuse 22 ist aus einem Kunststoff gebildet. Das Gehäuse 22 bildet einen Haupthandgriff 24, der dazu vorgesehen ist, von einer Bedienerhand eines Bedieners umfasst zu werden. In Haupterstreckungsrichtung 26 der Handwerkzeugmaschine betrachtet ist an einem Ende des Gehäuse 22 ein Stromkabel 28 angeordnet. Das Stromkabel 28 ist zu einer Versorgung einer Antriebseinheit 16 der Handwerkzeugmaschine mit elektrischer Energie vorgesehen. Das Stromkabel 28 ist dazu vorgesehen, mit einem elektrischen Stromnetz verbunden zu werden. Hierzu weist das Stromkabel 28 ein nicht dargestelltes Steckerelement auf. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Handwerkzeugmaschine von einer Akkuhandwerkzeugmaschine gebildet ist. Die Handwerkzeugmaschine weist ferner ein Schaltelement 30 auf, das von einem Bediener betätigbar ausgebildet ist. Das Schaltelement 30 ist zu einer Aktivierung der Antriebseinheit 16 vorgesehen. Das Schaltelement 30 ist von einem Schaltschieber gebildet.
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Die Handwerkzeugmaschine weist ferner ein Getriebegehäuse 32 auf. Das Getriebegehäuse 32 ist an einem dem Stromkabel 28 gegenüberliegenden Ende des Gehäuses 22 mit dem Gehäuse 22 verbunden. Das Getriebegehäuse 32 ist aus einem Metall gebildet. Das Getriebegehäuse 32 ist aus Aluminium gebildet. Die Handwerkzeugmaschine umfasst eine nicht näher dargestellte Werkzeugaufnahme 34, die dazu vorgesehen ist, ein Einsatzwerkzeug 36 aufzunehmen und verliersicher zu halten. Das Einsatzwerkzeug 36 ist von einer Schleifscheibe gebildet. Das Einsatzwerkzeug 36 ist lösbar mit der Werkzeugaufnahme 34 verbunden. Die Werkzeugaufnahme 34 ist, senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung 26 der Handwerkzeugmaschine betrachtet, an einem offenen Ende des Getriebegehäuses 32 angeordnet. Die Werkzeugaufnahme 34 ragt aus dem Getriebegehäuse 32 hinaus. Zudem ist mit der Werkzeugaufnahme 34 eine Schutzhaube 38 gekoppelt. Die Schutzhaube 38 ist lösbar mit der Handwerkzeugmaschine verbunden.
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Die Handwerkzeugmaschine weist zudem einen Zusatzhandgriff 40 auf. Der Zusatzhandgriff 40 ist dazu vorgesehen, von einer weiteren Bedienerhand des Bedieners umfasst zu werden. Der Zusatzhandgriff 40 ist lösbar mit der Handwerkzeugmaschine gekoppelt. Eine Haupterstreckungsrichtung 42 des Zusatzhandgriffs 40 verläuft in einem an der Handwerkzeugmaschine montierten Zustand des Zusatzhandgriffs 40 senkrecht zu der Haupterstreckungsrichtung 26 der Handwerkzeugmaschine und parallel zu einer Haupterstreckungsebene des Einsatzwerkzeugs 36.
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Die Handwerkzeugmaschine weist die Antriebseinheit 16 und eine Elektronikeinheit 18 auf (2). Das Gehäuse 22 der Handwerkzeugmaschine umschließt die Antriebseinheit 16 und die Elektronikeinheit 18. Die Antriebseinheit 16 umfasst einen Elektromotor. Die Antriebseinheit 16 umfasst einen EC-Motor. Die Antriebseinheit 16 weist eine Abtriebswelle 44 auf, die über eine Getriebeeinheit 46 mit einer Antriebswelle 48 verbunden ist. Die Getriebeeinheit 46 weist ein nicht dargestelltes Winkelgetriebe auf. Die Antriebswelle 48 ist zu einem Antrieb eines hier nicht dargestellten Einsatzwerkzeugs, das mit der Werkzeugaufnahme 34 gekoppelt ist, vorgesehen. Die Antriebswelle 48 ist mit der Werkzeugaufnahme 34 verbunden. Die Antriebswelle 48 ist formund/oder kraftschlüssig mit der Werkzeugaufnahme 34 ausgebildet. Die Antriebswelle 48 erstreckt sich senkrecht zu der Abtriebswelle 44. Die Antriebswelle 48 verläuft senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung 26 der Handwerkzeugmaschine.
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Die Antriebseinheit 16 ist wirkungsmäßig mit der Elektronikeinheit 18 verbunden. Die Antriebseinheit 16 ist elektronisch mit der Elektronikeinheit 18 verbunden. Die Elektronikeinheit 18 ist zu einer Steuerung oder Regelung der Antriebseinheit 16 vorgesehen. Die Elektronikeinheit 18 kann alternativ oder zusätzlich auch zu einer Steuerung oder Regelung einer weiteren, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Funktionseinheit vorgesehen sein. Die Elektronikeinheit 18 umfasst Feldeffekttransistoren. Die Elektronikeinheit 18 umfasst Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET). Alternativ oder zusätzlich kann die Elektronikeinheit 12 auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Elektronikkomponenten wie beispielsweise einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT) umfassen.
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Die Handwerkzeugmaschine weist eine Funktionseinheit 10 auf, die in einem betriebszustand thermische Energie an eine Umgebung der Funktionseinheit 10 abgibt. Die Funktionseinheit 10, die in einem Betriebszustand thermische Energie abgibt, umfasst die Antriebseinheit 16. Die Antriebseinheit 16 erwärmt sich in einem Betriebszustand und gibt die thermische Energie an eine Umgebung der Antriebseinheit 16 ab. Die Handwerkzeugmaschine weist ein Isolationselement 14 auf, das zu einer thermischen Abschirmung der Funktionseinheit 10, die in einem Betriebszustand thermische Energie abgibt und die die Antriebseinheit 16 umfasst, gegenüber einer weiteren Funktionseinheit 12 vorgesehen ist. Die weitere Funktionseinheit 12 umfasst das Gehäuse 22 der Handwerkzeugmaschine. Das Isolationselement 14 ist hohlzylinderförmig ausgebildet und umschließt die Funktionseinheit 10, die die Antriebseinheit 16 umfasst. Das Isolationselement 14 weist eine anisotrope Wärmeleitfähigkeit auf. Das Isolationselement 14 ist aus Graphit gebildet. Das hohlzylinderförmige Isolationselement 14 ist in Radialrichtung zwischen dem Gehäuse 22 und der Antriebseinheit 16 angeordnet. Das Isolationselement 14 ist zu einer thermischen Abschirmung in Normalenrichtung einer Haupterstreckungsfläche des Isolationselements 14 vorgesehen. Das Isolationselement 14 ist zu einer thermischen Abschirmung in Radialrichtung des Isolationselements 14 vorgesehen. Senkrecht zur Haupterstreckungsfläche des Isolationselements 14 betrachtet, weist das Isolationselement 14 eine Wärmeleitfähigkeit von 3 W/m·K auf. Das Isolationselement 14 vermindert oder verhindert eine Erwärmung des Gehäuses 22, das den Haupthandgriff 24 der Handwerkzeugmaschine bildet, durch die Antriebseinheit 16 in einem Betriebszustand.
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Die Handwerkzeugmaschine weist ein weiteres Isolationselement 14‘ auf, das zu einer thermischen Abschirmung der Antriebseinheit 16 gegenüber der weiteren Funktionseinheit vorgesehen ist. Die weitere Funktionseinheit 12 umfasst zusätzlich die Elektronikeinheit 18. Das weitere Isolationselement 14‘ verhindert ein gegenseitiges Erwärmen zwischen der Antriebseinheit 16 und der Elektronikeinheit 18. Das weitere Isolationselement 14‘ ist scheibenförmig ausgebildet. Eine Normalenrichtung des weiteren Isolationselements 14‘ erstreckt sich parallel zu einer Symmetrieachse des hohlzylinderförmigen Isolationselements 14‘. Das weitere Isolationselement 14‘ ist aus Graphit gebildet. Das weitere Isolationselement 14‘ ist zu einer thermischen Abschirmung in Normalenrichtung einer Haupterstreckungsfläche des weiteren Isolationselements 14‘ vorgesehen. Senkrecht zur Haupterstreckungsfläche des weiteren Isolationselements 14‘ betrachtet, weist das weitere Isolationselement 14‘ eine Wärmeleitfähigkeit von 3 W/m·K auf.
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Die Handwerkzeugmaschine weist ein Wärmeleitelement 20 auf, das zu einer Abführung der thermischen Energie der die Antriebseinheit 16 umfassenden Funktionseinheit 10 vorgesehen ist. Das Wärmeleitelement 20 ist dazu vorgesehen, die thermische Energie, die die Antriebseinheit 16 in einem Betriebszustand abgibt, von der Antriebseinheit 16 wegzuleiten. Das Wärmeleitelement 20 ist dazu vorgesehen, die thermische Energie in eine Raumrichtung abzuleiten, die sich senkrecht zu einer Isolationsrichtung des Isolationselements 14 erstreckt. Das Wärmeleitelement 20 und das Isolationselement 14 sind einstückig ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass das Wärmeleitelement 20 und das weitere Isolationselement 14‘ einstückig ausgebildet sind. Das Isolationselement 14 ist zu einer Ableitung der thermischen Energie parallel zur Haupterstreckungsfläche des Isolationselements 14 vorgesehen. Parallel zur Haupterstreckungsfläche des Isolationselements 14 betrachtet, weist das Isolationselement 14 eine Wärmeleitfähigkeit von 500 W/m·K auf.
