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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoranordnung.
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Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Schaltungsträgervorrichtung für ein Kraftfahrzeug.
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Technischer Hintergrund
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Typischerweise wird für eine adäquate und leitungsfähige Sensorik ein Sensordom oder Tragkörper benötigt, d.h. adäquate kann dabei auch auf den Einsatzort bezogen werden, um mit den eingesetzten Sensoren die jeweiligen Einsatzorte bzw. Sensierstellen optimal zu erreichen.
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Solche Sensordome oder Tragkörper sind meist an ein Steuergerät angebunden und beispielsweise über eine Kontaktierung mittels Kabeln oder mittels Stanzgitter an das Steuergerät angeschlossen.
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Der Sensordom weist üblicherweise folgenden Einzelteile auf: ein Sensordomkörper bzw. ein Domkörper mit elektrischen Leitungen und Befestigungsgeometrien, ein Sensorelement und eine Abdeckung.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Schaltungsträgervorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Figuren der Zeichnungen zu entnehmen.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Schaltungsträgervorrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Schaltungsträgervorrichtung umfasst: einen Sensor; eine Leiterplatte, welche dazu ausgebildet ist, mit dem Sensor bestückt zu werden und eine mechanische Koppelung mit einem Steuergerät bereitzustellen, wobei die Leiterplatte eine Kontaktierung aufweist, welche dazu ausgelegt ist, eine elektrische Koppelung mit dem Steuergerät bereitzustellen.
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Der Begriff „Leiterplatte“, wie von der vorliegenden Erfindung verwendet, bezeichnet dabei einen Träger oder einen Grundkörper für die Montage von elektronischen Bauteilen oder Sensoren oder Verbindungselementen.
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Mit anderen Worten ausgedrückt, die Leiterplatte stellt eine mechanische Verbindung zum Steuergerät und darüber hinaus eine elektrische Verbindung zum Steuergerät bereit, beispielsweise mittels einer direkten elektrischen Steckverbindung.
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Die elektrische Steckverbindung ist beispielsweise als eine Metallisierung ausgebildet. Dies erfolgt vorteilhaft ohne die Verwendung weiterer Verbindungselemente, wie Kabel oder Stanzgitter.
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Die Leiterplatte weist beispielsweise ein elektrisch isolierendes Material auf, mit daran haftenden, leitenden Verbindungen, etwa den Leiterbahnen.
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Eine Metallsierung auf der Leiterplatte in Form einer metallisierten Anschlussgeometrie sorgt dabei beispielsweise direkt für eine elektrische Kontaktierung zum Steuergerät.
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Dabei kann die Leiterplatte auch abgewinkelt sein, dies ermöglicht eine verbesserte Kontaktierung und eine verbesserte Positionierung des Sensors wird ermöglicht. Eine weitere Anschlussgeometrie der Leiterplatte kann für eine mechanische Verbindung zum Steuergerät sorgen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Leiterplatte ferner eine Entstörungseinrichtung umfassen kann und die Leiterplatte ferner dazu ausgebildet ist, mit der Entstörungseinrichtung bestückt zu werden. Dies ermöglicht einen kompakten Aufbau der Schaltungsträgervorrichtung und verringert die Anzahl an benötigten Komponenten und Verbindungselementen zum Anschluss an das Steuergerät.
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Die Entstörung kann in vorteilhafter Weise direkt auf dem Schaltungsträger erfolgen. Es wird hierdurch vorteilhaft verhindert, dass Störungen sich über beispielsweise parallel oder ungünstig verlaufende Kabel bzw. Signalkabel auf andere Systemkreise ausbreiten, etwa beispielsweise durch eine induktive Kopplung von parallel oder ungünstig verlaufenden Kabeln bzw. Signalkabeln.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Kontaktierung als ein metallisierter Anschluss ausgebildet ist. Dies ermöglicht vorteilhaft, eine direkte – ohne weitere Kabel- oder Verbindungselemente – Kontaktierung des Steuergeräts und des Sensors bzw. der Sensoreinrichtung bereitzustellen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Kontaktierung als eine umlaufende Metallisierung oder zumindest partiell umlaufende Metallisierung ausgebildet ist.
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Mit anderen Worten, die Metallisierung wird zumindest teilweise umlaufend auf einer Seitenkante der Leiterplatte ausgebildet. Dies ermöglicht vorteilhaft, einen kompakten Aufbau zu gewährleisten und ein Baukastensystem für unterschiedliche Schaltungsträgervorrichtungen bereitzustellen, wobei die unterschiedlichen Schaltungsträgervorrichtungen über den Leiterplattenrahmen kontaktiert werden können.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Kontaktierung dazu ausgebildet ist, durch i) Schweißen; und/oder ii) Löten; und/oder iii) Stecken; und/oder iv) Pressen an das Steuergerät angekoppelt zu werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Leiterplatte einen i) gebogenen Bereich; und/oder ii) einen abgewinkelten Bereich; und/oder iii) einen flexiblen Bereich aufweist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Leiterplatte dazu ausgebildet ist, mit elektrischen Bauteilen zumindest teilweise über die Seitenkante der Leiterplatte oder auf der Seitenkante bestückt zu werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Leiterplatte eine Mehrzahl von Lötflächen oder Lötaugen aufweist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Mehrzahl der Lötflächen oder der Lötaugen dazu ausgebildet ist, eine Mehrzahl von Bestückungsoptionen bereitzuhalten.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Leiterplatte ein Befestigungselement aufweist. Dies ermöglicht vorteilhaft, die Festigkeit der mechanischen Verbindung zum Steuergerät zu erhöhen.
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Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
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Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der vorliegenden Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsformen beschriebenen Merkmale der vorliegenden Erfindung.
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Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vermitteln. Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Konzepten der vorliegenden Erfindung.
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Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Figuren der Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Figuren der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Schaltungsträgervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 eine schematische Darstellung einer Schaltungsträgervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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3 eine schematische Darstellung einer Schaltungsträgervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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4 eine schematische Darstellung einer flexiblen Schaltungsträgervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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5 eine schematische Darstellung einer umspritzten Schaltungsträgervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile, Komponenten oder Verfahrensschritte, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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Bei dem Kraftfahrzeug bzw. Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug oder ein Hybridkraftfahrzeug, wie ein Auto, ein Motorrad, ein Bus oder ein Lastkraftwagen oder aber auch um ein Schienenfahrzeug, ein Schiff, ein Luftfahrzeug, wie Helikopter oder Flugzeug, oder beispielsweise um ein Fahrrad.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltungsträgervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Die Schaltungsträgervorrichtung 1 ermöglicht vorteilhaft, dass die sensierte Stelle mit einer Verbindungstechnik erreicht werden kann.
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Mit anderen Worten ausgedrückt, es müssen nicht unterschiedliche Verbindungstechniken verwendet werden, welche Wechselwirkungen aufweisen können bei simultanem Einsatz. Somit wird in vorteilhafter Weise die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems erhöht.
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Die Schaltungsträgervorrichtung 1 ermöglicht vorteilhaft, dass unterschiedliche Varianten des Sensordoms bzw. Varianten für unterschiedliche Sensierpositionen einfach, kostengünstig, und durch Kunststoffspritzverfahren und mit derselben Herstellungstechnik herstellbar sind.
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Die Schaltungsträgervorrichtung 1 ermöglicht vorteilhaft, dass eine Variabilität des Moduls bzw. des Sensordoms gegeben ist, per Baukastensystem können unterschiedliche Schaltungsträgervorrichtungen kombiniert werden und an den jeweiligen Einsatz angepasst werden.
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Die Schaltungsträgervorrichtung 1 ermöglicht vorteilhaft, dass elektronische Bauteile, z.B. Entstörungsstufen oder Ausleseschaltungen oder Stromversorgungsysteme oder Kommunikationsschnittstellen, direkt auf dem Schaltungsträger bzw. der Schaltungsträgervorrichtung 1 montiert werden.
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Die Schaltungsträgervorrichtung 1 ist beispielsweise dazu ausgebildet, dass wenige Einzelteile benötigt werden und nur geringe Herstellungs- oder Werkzeugkosten entstehen.
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Die Schaltungsträgervorrichtung 1 ist beispielsweise dazu ausgebildet, dass die Schaltungsträgervorrichtung 1 zusätzlich über bestückte bzw. bestückbare Befestigung mechanisch angebunden werden kann.
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Ferner kann ein „Overmould“ und/oder ein „PU“-Konzept auf der Schaltungsträgervorrichtung 1 angebracht werden. Der Begriff „Overmould“ bzw. „Overmolding“ lässt sich mit „Überspritzen“ übersetzen. Dabei kann eine Kunststoffschmelze verwendet werden, um eine kunststoffumspritzte Schaltungsträgervorrichtung 1 bereitzustellen.
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Die Schaltungsträgervorrichtung 1 wird beispielsweise in einem nachfolgenden Verfahrensschritt mit einer zweiten Kunststoffschmelze überspritzt, etwa mittels eines PU-Konzepts.
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Der Begriff „PU“-Konzept beschreibt eine Abdeckung beispielweise aus Polyurethanen oder PA, oder Duroplast, Kurzzeichen: PUR, d.h. Kunststoffe oder Kunstharze, die aus der Polyadditionsreaktion von Dialkoholen, Diolen, beziehungsweise Polyolen mit Polyisocyanaten hergestellt werden.
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Die Schaltungsträgervorrichtung 1 umfasst beispielsweise einen Sensor 10 und eine Leiterplatte 20.
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Die Leiterplatte 20 umfasst eine Kontaktierung 22.
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Die Leiterplatte 20 ist dazu ausgebildet, mit dem Sensor 10 bestückt zu werden. Der Sensor 10 kann mit einer sensoreigenen Kontaktierung 22 an die Leiterplatte 20 verbunden werden.
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Die Leiterplatte 20 ist dazu ausgebildet, eine mechanische Koppelung mit einem Steuergerät 100 bereitzustellen.
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Die Kontaktierung 22 ist dazu ausgelegt, eine elektrische Koppelung mit einem Steuergerät 100 bereitzustellen. Mit anderen Worten, es wird durch die Leiterplatte 20 eine mechanische und elektrische Verbindung mit dem Steuergerät 100 geschaffen.
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Die Leiterplatte 20 dient beispielsweise als eine mechanische Stützung für den Aufbau aus Steuergerät 100 und Sensor 10.
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Die Leiterplatte 20 wird beispielsweise als einzige mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem Steuergerät 100 und dem Sensor 10 benötigt. Dies vereinfacht den Aufbau der Schaltungsträgervorrichtung 1.
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Die 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltungsträgervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Die Leiterplatte 20 weist beispielsweise ein Befestigungselement 26 auf. Das Befestigungselement 26 kann als eine Steckervorrichtung oder als ein Einrastelement oder als ein Anschraubelement oder als eine Pressverbindung oder als eine Steckverbindung ausgebildet sein.
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Die Leiterplatte 20 weist beispielsweise ferner eine Entstörungseinrichtung 24 auf. Die Leiterplatte 20 ist beispielsweise ferner dazu ausgebildet, mit der Entstörungseinrichtung 24 bestückt zu werden.
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Der Sensor 10 kann dabei ein Drehzahlsensor zum Erfassen der Motordrehzahl eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges sein.
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Ferner kann der Sensor 10 ein Sensor zum Bestimmen eines derzeit eingelegten Ganges eines Getriebes des Kraftfahrzeuges sein.
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Ferner kann der Sensor 10 beispielsweise ein Sensor zum Erfassen eines Ölstandes oder einer Kühlmitteltemperatur sein.
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Die weiteren Bezugszeichen in der 2 sind bereits in der 1 erläutert worden und werden daher nicht weiter beschrieben.
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Die 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltungsträgervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Die Schaltungsträgervorrichtung wie in der 3 dargestellt umfasst eine Abdeckung 40, welche beispielsweise aus PU, Polyurethan, oder einem Kunststoff oder einem geeigneten Werkstoff ausgebildet ist.
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Die weiteren Bezugszeichen in der 3 sind bereits in der 1 erläutert worden und werden daher nicht weiter beschrieben.
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Die 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltungsträgervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Die Schaltungsträgervorrichtung 1 wie in der 4 dargestellt, weist eine Leiterplatte 20 mit Starrflexanbindung auf. Dabei können Leiterplatten 20 auf Basis von Polyimid-Folien Verwendung finden.
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Polyimide sind Kunststoffe, deren wichtigstes Strukturmerkmal die Imidgruppe ist. Dazu gehören u. a. Polysuccinimid, Polybismaleinimid, Polybenzimidazol und Polyoxadiazobenzimidazol, Polyimidsulfon und Polymethacrylimid.
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Die weiteren Bezugszeichen in der 4 sind bereits in der 1 erläutert worden und werden daher nicht weiter beschrieben.
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Die 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltungsträgervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Die Schaltungsträgervorrichtung 1 wie in der 5 dargestellt, weist eine Leiterplatte 20 mit oder ohne Starrflexanbindung auf, welche ummouldet, d.h. umspritzt bzw. kunststoffumspritzt worden ist.
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Die Schaltungsträgervorrichtung 1 kann in ein Steuergerät 100 eingekoppelt werden, beispielsweise per Steckverbindung oder per Lötverbindung oder per Schweißverbindung oder per Pressverbindung oder per geeigneter Verbindung.
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Die weiteren Bezugszeichen in der 5 sind bereits in der 1 erläutert worden und werden daher nicht weiter beschrieben.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die vorliegende Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
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Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt.
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Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.
