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Die Erfindung betrifft eine Kabelklemme, insbesondere als Geräte- bzw. Direktanschlussklemme in elektrischen Schaltanlagen oder Elektrogeräten, wie z. B. für Stromschienen, Sicherungsleisten oder Sicherungs-Lastschaltleisten, umfassend einen Grundkörper, der einen im Wesentlichen vierseitig geschlossenen Klemm- bzw. Spannraum umgibt, wobei der Klemm- bzw. Spannraum an zwei sich gegenüberliegenden Seiten offen ist, um wenigstens ein zu klemmendes stromführendes Element, wie z. B. ein Kabel und/oder einen Kabelschuh aufzunehmen und um eine feste Verbindung mit einem Elektrogerät einer Schaltanlage, einer Stromschiene, einer Sicherungsleiste oder dergleichen herzustellen.
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Kabelklemmen sind im Stand der Technik in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Für den Einsatz als Kabelklemme im Niedrigstrombereich werden zum Beispiel aus rohrähnlichem Material gefertigte Kabelklemmen eingesetzt. Eine solche Kabelklemme ist aus der
deutschen Offenlegungsschrift 192 88 60 bekannt. Diese ist für den Einsatz in einem Glühstartschalter eines Kraftfahrzeugs geeignet.
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Aus dem Stand der Technik ist weiterhin die Druckschrift
WO 2011/128307 A1 bekannt. Hierbei handelt es sich um eine Hauptleiter-Anschlussklemme, die ebenfalls nicht für die Übertragung hoher Lasten bzw. dem Spannen größerer Leitungsquerschnitte geeignet ist, sondern lediglich der Verteilung von elektrischen Strömen dient, wobei Leitungsquerschnitte bis zu 25 mm
2 geklemmt werden können.
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Aus dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 20 2005 016 465 U1 ist eine Verbindungsklemme bekannt. Auch hier ist der Spannraum für das zu klemmende Kabel relativ gering bemessen. Zudem ist eine Kontaktplatte im unteren Bereich dieser Kabelklemme vorgesehen, die den möglichen, zu spannenden Leitungsquerschnitt erheblich verringert.
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Auch die aus der Druckschrift
DE 890 078 bekannte elektrische Klemme ist kompliziert in der Herstellung, materialaufwändig durch die Überlappung der Seitenteile und besitzt ebenfalls einen relativ geringen Spannraum, so dass auch hier stärkerer Kabel für größere zu übertragende Lasten nicht gespannt werden können. Ähnlich verhält es sich mit der aus der Druckschrift
EP 1 271 696 A1 bekannten Klemmanordnung. Auch hier sind die Seitenteile doppelwandig ausgeführt. Zudem wird natürlich der Spannraum in erheblichem Maße reduziert durch den Erdungsstab, der notwendigerweise in dieser Lösung vorgesehen ist.
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Für die Übertragung größerer Stromstärken bzw. elektrischer Lasten eigneen sich die zuvor beschriebenen Kabelklemmen nicht. Für diesen Zweck werden im Stand der Technik geschmiedete oder gegossene Kabelklemmen eingesetzt, deren Herstellung sehr aufwändig und daher mit hohen Kosten verbunden ist. Gegossene Kabelklemmen werden häufig auch aus Aluminium, insbesondere Aluminiumguss hergestellt. Da bereits der Herstellungsprozess von Aluminium sehr energieaufwändig ist, ist natürlich die Herstellung derartiger Kabelklemmen mit hohen Kosten verbunden. Diese Kabelklemmen, die auch von der Anmelderin als Kabelklemmen für oben genannten Einsatzzweck bisher verwendet werden, sind zudem bezüglich des zu klemmenden Durchmessers von Kabeln, insbesondere von mehrdrahtigen Kabeln begrenzt.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Kabelklemme vorzuschlagen, die zumindest einen der Nachteile des Standes der Technik nicht mehr aufweist und die insbesondere einen großen Spannraum aufweist und kostengünstig herstellbar ist.
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Die Erfindung geht von dem zuvor geschilderten Stand der Technik aus und schlägt eine Kabelklemme, insbesondere als Geräte- bzw. Direktanschlussklemme in elektrischen Schaltanlagen oder Elektrogeräten, wie z. B. für Sicherungsleisten oder Sicherungs-Lastschaltleisten vor, umfassend einen Grundkörper, der einen im Wesentlichen vierseitig geschlossenen Klemm- bzw. Spannraum umgibt, wobei der Klemm- bzw. Spannraum an zwei sich gegenüberliegenden Seiten offen ist, um wenigstens ein zu klemmendes stromführendes Element, wie z. B. ein Kabel und/oder einen Kabelschuh aufzunehmen und um eine feste Verbindung mit einem Elektrogerät einer Stromschiene, einer Schaltanlage, einer Sicherungsleiste oder dergleichen herzustellen, bei der der Grundkörper von einem Flachmaterialstreifen gebildet ist, der zu einem den Klemm- bzw. Spannraum umgebenden Rahmen gefaltet bzw. abgewinkelt ist, wobei an zumindest einer der Seiten des Rahmens eine Überlappung durch zwei Enden des Flachmaterialstreifens ausgebildet ist, die sich dadurch auszeichnet, dass an den sich gegenüberliegenden Längsseiten des den Grundkörper bildenden Rahmens jeweils wenigstens eine den Rahmen aussteifende Sicke vorgesehen ist. Diese Ausgestaltung führt dazu, dass man die Materialstärke des Rahmens optimieren kann. Dadurch lässt sich der Spannraum weiter optimieren. Es lassen sich dadurch wesentlich größere Spannräume herstellen, als bei den Lösungen des Standes der Technik, die eingangs beschrieben wurden. Ein Verformen der gespannten Kabelklemme wird dadurch auch bei größeren einzubringenden Kräften sicher verhindert. Demzufolge werden bereits mit dieser Ausgestaltung die zuvor beschriebenen Nachteile der Kabelklemmen des Standes der Technik beseitigt. Je nach Einsatzzweck lässt sich die erfindungsgemäße Kabelklemme kostengünstig herstellen. Auch ist es möglich, verhältnismäßig große Kabeldurchmesser und für hohe zu übertragende Lasten zu realisieren. Bereits die Einsparung von verhältnismäßig teuren Schmiede- bzw. Guss-Kabelklemmen durch den Einsatz eines Flachmaterialstreifens für den Grundkörper rechtfertigt einen Einsatz der erfindungsgemäßen Kabelklemme.
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Eine Weiterbildung der zuvor beschriebenen Kabelklemme schlägt vor, der Flachmaterialstreifen durch spanende oder spanlose Bearbeitungsprozesse erhalten bzw. hergestellt wurde. Hierbei sind Schneiden, z. B. mit einer Schlagschere, Sägen oder Stanzen mittels entsprechenden Werkzeugen recht günstige Bearbeitungsverfahren, wobei sich diese Arbeitsgänge noch mit weiteren Arbeitsschritten kombinieren lassen, die gleichzeitig oder nacheinander durchgeführt werden. Gemeint sind hiermit beispielsweise das gleichzeitige Schneiden des Streifens und Ausstanzen oder Bohren notwendiger Öffnungen oder Ausnehmungen im Flachmaterialstreifen und/oder das gleichzeitige oder nachfolgende Abbiegen von Teilen des Flachmaterialstreifens. Dazu kann man entsprechende Werkzeuge bzw. Formen einsetzen, so dass die Anzahl der notwendigen Arbeitsgänge bzw. -schritte reduziert werden kann.
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Erfindungsgemäß wurde gefunden, dass es von Vorteil ist, wenn der Grundkörper im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet ist, wobei die Überlappung insbesondere an einer der kürzeren Seiten des Rechtecks vorgesehen ist. Durch die Rechteckform erhält man einen relativ großen und insbesondere stabilen Spannraum, so dass es möglich ist, größere Kabeldurchmesser zu spannen bzw. zu klemmen. Gleichzeitig erhöht sich die Stabilität des Grundkörpers gegenüber nicht gewollten Verformungen beim Spann- bzw. Klemmvorgang.
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Ein weiterer Aspekt der erfindungsgemäßen Kabelklemme ist dadurch angegeben, dass an der der Überlappung gegenüber liegenden Seite des Rahmens eine V-förmige Ausformung vorgesehen ist, die bevorzugt wenigstens eine, bevorzugt zwei Abwinklung(en) aufweist. Durch diese Ausformung ist gegeben, dass der Spannraum bei gleichbleibender oder sogar erhöhter Stabilität weiter vergrößert wird. Zudem ist diese Ausformung natürlich dafür vorgesehen, das Einlegen von sogenannten V-Laschen zu erleichtern. Diese V-Laschen dienen der Verbindung mit der elektrischen Anlage, der Kabelschiene, wie oben erwähnt.
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Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung zeichnet sich die Kabelklemme dadurch aus, dass in der Überlappung eine Öffnung vorgesehen ist, die der Aufnahme zumindest eines Teiles einer Spann- bzw. Klemmvorrichtung, wie z. B. eines Gewindestückes dient. Günstig für eine platzsparende Anordnung ist es dabei natürlich, wenn sich ein Teil des Klemmstückes beim bestimmungsgemäßen Einsatz in der Öffnung befindet. Das Klemmstück der Spannvorrichtung kann dabei vom Inneren des Spannraumes aus in die Öffnung eingefügt, z. B. eingepresst werden. Es ist jedoch auch möglich, das Klemmstück von innen her beim Spann- bzw. Klemmvorgang mit einzulegen. Bevorzugt ist allerdings eine feste Verbindung, weil dies den Spann- bzw. Klemmvorgang erleichtert. Ein nicht gewolltes Verrutschen bzw. Herausgleiten wird damit sicher verhindert.
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Die Klemmvorrichtung nach der Erfindung umfasst zumindest das Gewindestück, einen Spannbolzen und ein Druckstück. Die Klemmvorrichtung wird dabei so angeordnet, dass bei relativ geringem Platzbedarf ein optimales Spannen bzw. Klemmen des Kabels inklusive der V-Lasche erfolgen kann.
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Eine Kabelklemme, wie zuvor beschrieben, zeichnet sich nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch aus, dass die Öffnung zur Aufnahme des Gewindestücks viereckig, recht- oder mehreckig, oval oder rund ausgebildet ist, wobei die Öffnung bevorzugt durch spanende oder spanlose Bearbeitung erhalten wurde. Je nachdem, welches Gewindestück eingesetzt werden soll, kann dabei die Öffnung entsprechend ausgebildet werden.
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Erfindungsgemäß wurde gefunden, dass es günstig ist, wenn an der vom Klemm- bzw. Spannraum abgewandten Seite der Öffnung eine Fase vorgesehen ist. Diese Fase dient dazu, dass das Gewindestück beispielsweise bei einem Einpressvorgang sicher befestigt wird. Durch das Einpressen ausweichendes Material, kann dorthin entweichen und dient durch die Ausbildung einer Auswölbung oder eines Grates dazu, das Gewindestück zusätzlich gegen Herausfallen zu sichern.
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Erfindungsgemäß ist es entsprechend einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kabelklemme vorgesehen, dass in dem mit einem Innengewinde versehenem Gewindestück der Spannbolzen mit zum Gewindestück korrespondierendem Außengewinde angeordnet ist. Der Spannbolzen ist dabei bevorzugt als Gewindebolzen ohne einen äußeren Vierkant oder Sechskant, wie bei einer Maschinenschraube, ausgebildet. Vielmehr ist es vorgesehen, dass an der vom Rahmen aus gesehenen, nach außen weisenden Seite des Spannbolzens eine Spannöffnung vorgesehen ist, die dreieck-, viereck-, sechskant- oder sternförmig zur Aufnahmen eines Spannschlüssels, wie z. B. eines Inbusschlüssels ausgebildet ist. Natürlich ist der Einsatz einer Maschinenschraube oder eines Spannbolzens mit anderen Spannansätzen erfindungsgemäß durchaus möglich und davon ausdrücklich mit umfasst.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist dadurch angegeben, dass an dem Gewindestück an der in Einbaustellung nach oben weisenden Seite ein Ansatz vorgesehen ist, der formmäßig mit der Öffnung in der Überlappung korrespondiert und bevorzugt in die Öffnung einpressbar ist. Ein solcher Ansatz ist auch als Kragen bekannt und bei bestimmungsgemäß einzusetzenden Gewindestücken beispielsweise genormt, wodurch sich diese natürlich in großer Stückzahl relativ günstig fertigen lassen. Dementsprechend sind natürlich die Gesamtkosten der erfindungsgemäßen Kabelklemme günstig beeinflussbar.
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Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kabelklemme zeichnet sich dadurch aus, dass an der in den Klemm- bzw. Spannraum weisenden Seite des Spannbolzens das Druckstück der Klemmvorrichtung beweglich/fest angeordnet bzw. gelagert ist. Dazu ist beispielsweise an der in Einbaustellung dem Druckstück zugewandten Seite ein Ansatz ausgebildet, der passend zu einer im Druckstück ausgebildeten Öffnung bzw. Bohrung ist. Im Ansatz ist dabei eine Bohrung kleineren Durchmessers vorgesehen, in die nach dem Anordnen des Druckstückes ein Niet, z. B. Hohlniet eingepresst wird.
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Als Material für den Flachmaterialstreifen für die erfindungsgemäße Kabelklemme wird beispielsweise Metall, bevorzugt korrosionsbeständiges Metall, insbesondere bevorzugt nichtrostender Stahl, wie V2A, V4A oder dergleichen, oder verzinkter Stahl vorgesehen. Es ist allerdings nicht ausgeschlossen, dass andere Materialien erfindungsgemäß eingesetzt werden. Insbesondere dadurch, dass die Übertragung des Stromes fast ausnahmslos über das Kabel und die V-Lasche erfolgt, ist natürlich auch der Einsatz anderer Materialien möglich. Der Einsatz von stromleitenden Materialien ist dabei jedoch bevorzugt.
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Nach der Erfindung ist es möglich, eine Materialstärke für den den Grundkörper bildenden Flachmaterialstreifen von 1 bis 5 mm, bevorzugt von 2,0 bis 3,0 mm vorzusehen. Damit ist natürlich insgesamt eine günstige Kostengestaltung möglich. Damit wird natürlich auch ein Ziel der Erfindung erreicht, die Kosten günstig zu gestalten.
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Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass der Spannraum der Kabelklemme für eine Kabelstärke bzw. einen Kabelquerschnitt bis zu 330 mm2 mehrdrahtig inklusive der Aufnahme eine V-Lasche mit bis zu 5 mm Materialstärke zur Verbindung mit einer Sicherungsleiste, Stromschiene oder einer elektrischen Schaltanlage vorgesehen ist. Damit wird eine weitere Aufgabe der Erfindung gelöst, nämlich die Möglichkeit zu schaffen, größere Kabeldurchschnitte spannen bzw. klemmen zu können.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausbildungsbeispiels weiter beschrieben.
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Es zeigen:
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1a bis 1c Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kabelklemme in verschiedenen Ansichten,
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2a bis 2f den Flachmaterialstreifen für den Grundkörper und den Grundkörper selbst der Kabelklemme nach der Erfindung,
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3a bis 3c den Spannbolzen der Klemmvorrichtung der erfindungsgemäßen Kabelklemme,
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4a bis 4e das Druckstück der Klemmvorrichtung der Kabelklemme nach der Erfindung und
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5a bis 5d das Gewindestück für die Klemmvorrichtung der erfindungsgemäßen Kabelklemme.
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Die Figuren werden nachfolgend, sofern zweckmäßig, im Zusammenhang beschrieben, wobei die Bezugszeichen immer für das gleiche technische Merkmal in allen Figuren verwendet werden.
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Die 1a zeigt in einer dreidimensionalen Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kabelklemme im endmontierten bzw. gefertigten Zustand. Der Grundkörper 1 wird gebildet von einem Rahmen 11, der aus einem Flachmaterialstreifen 10 (siehe 2a, 2b) geformt wurde. Der Klemm- bzw. Spannraum 2 ist von dem Rahmen 11 umgeben. An der in der Darstellung unteren Seite des Grundkörpers ist die Überlappung 12 ausgebildet. Diese wird durch die beiden übereinanderliegenden Enden des Flachmaterialstreifens 10 gebildet. In der Überlappung 12 ist das Gewindestück 3 angeordnet, vorzugsweise befestigt. Im Gewindestück 3 ist der Spannbolzen 30 mittels eines Gewindes drehbar gelagert. Am Spannbolzen 30 ist das Druckstück 4 drehbar/fest angeordnet. An beiden Längsseiten des Grundkörpers 1 bzw. des Rahmens 11 sind aussteifungsverstärkende Sicken 15 ausgeformt. Des Weiteren ist an der dem Druckstück abgewandten Seite eine V-förmige Ausformung 13 vorgesehen, in die beispielsweise eine nicht gezeigte V-Lasche einlegbar ist. Mit 13/1 sind zwei Abwinklungen bezeichnet, die z. B. der weiteren Stabilisierung bzw. Aussteifung des Rahmens 11 dienen.
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Die 2b zeigt eine Seitenansicht der Kabelklemme nach der Erfindung von einer der offenen Seiten des Klemm- bzw. Spannraumes 2. Alle Bezugszeichen wurden bereits in 1a vorgestellt. Die gestrichelte Linie A-A bezeichnet den Schnitt für die Darstellung der 1c. Auch hier sind alle Bezugszeichen in gleicher Weise verwendet. Mit 31 ist die in dieser Ausführungsform sechseckige Spannöffnung bezeichnet, die der Aufnahme eines nicht gezeigten Inbusschlüssels dient.
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In den 2a bis 2f wird ersichtlich, wie der Grundkörper 11 aus dem Flachmaterialstreifen 10 entsteht. Zunächst wird, wie in 2a gezeigt der Flachmaterialstreifen 10 durch spanlose oder spanabhebende Bearbeitung gebildet. An den Enden des Flachmaterialstreifens 10 werden im Wesentlichen viereckige bzw. quadratische Öffnungen 14 ausgeformt. Eine der Öffnungen 14, die im Fertigzustand des Grundkörpers 11 deckungsgleich angeordnet sind, besitzt eine Fase 14/1. Der Zweck dieser Fase 14/1 wurde weiter vorn bereits beschrieben. Diese ist an der nach außen weisenden Seite des Rahmens vorgesehen. Zweckmäßigerweise wird man anschließend die beiden Sicken 15 einbringen. Danach wird der Flachmaterialstreifen 10 abgewinkelt und zu dem Grundkörper 11 gefaltet bzw. abgewinkelt. Dies ist mit der 2b zumindest für den ersten Abbiegevorgang gezeigt. Danach wird dann die V-förmige Ausformung 13 mit den beiden Abwinklungen 13/1 ausgeformt und dann Rahmen 11 fertiggestellt. Der fertige Grundkörper ist dann in den 2d bis 2f in verschiedenen Ansichten abgebildet. Die 2e zeigt einen Schnitt von A-A in der 2d.
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In der 3a bis 3c sind unterschiedliche Ansichten des Spannbolzens 30 gezeigt. 3a zeigt einen Schnitt durch A-A der 3c. Die Spannöffnung 31 ist in dieser Darstellung sehr gut ersichtlich. Am oberen Ende in der Darstellung ist ein nicht näher bezeichneter Ansatz gezeigt, der der beweglichen Befestigung des Druckstückes 4 dient.
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Das Druckstück 4 ist in verschiedenen Ansichten in den 4a bis 4e gezeigt. Es weist zweckmäßigerweise vier abgewinkelte Seitenteile auf, die durch U-förmige Ausnehmungen entstanden sind. In der Mitte bzw. im Zentrum des Druckstücks ist eine Bohrung gezeigt, die zur Verbindung mit dem Spannbolzen 30 dient. Es ist günstig, wenn die Bohrung von einer Aufwölbung umgeben wird, die durch Einpressen gebildet werden kann. 4e zeigt wieder einen Schnitt durch die Linie A-A der 4c.
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In den 5a bis 5e sind nun verschiedene Ansichten des Gewindestücks 3 gezeigt. Dieses besitzt einen Ansatz 31, der auch als Kragen bezeichnet werden kann. Dieser Kragen dient der Befestigung des Gewindestücks 3 in der Öffnung 14 der Überlappung 12. 5b zeigt einen Schnitt an der Linie A-A der 5a.
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Die Erfindung wurde zuvor anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Die Erfindung ist darauf jedoch nicht beschränkt. Die jetzt und mit der Anmeldung später eingereichten Ansprüche sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung eines weitergehenden Schutzes.
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Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
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Merkmale, die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1928860 A [0002]
- WO 2011/128307 A1 [0003]
- DE 202005016465 U1 [0004]
- DE 890078 [0005]
- EP 1271696 A1 [0005]
