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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen einer Wicklung, eine Bauelementanordnung, eine Verwendung und einen Isolatorring.
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In der
DE 12 22 159 A ist eine Ausführung eines Spaltrohres zur Abdichtung eines Ständerraumes im Gehäuse eines kleinen Pumpenmotors beschrieben. Dazu wird an dem Ständer des Pumpenmotors an der Stirnseite des Ständerblechpakets je eine Isolierung mit axial nach außen gerichteten, die Wickelköpfe überragenden Vorsprüngen angeordnet und die Isolierung in der Ständerbohrung zu einer dünnwandigen Hülse ausgebildet, sodass die zylindrischen Ringe an den Stirnseiten des Ständerblechpakets mit der dünnwandigen Hülse ein Spaltrohr aus einem Stück zur Abdichtung an den Lagerschilden des Gehäuses bilden.
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In der
JP 2009 - 89 459 A ist ein Verfahren zur Herstellung eines Stators beschrieben, in dem Spulen in einer Vielzahl von Schlitzen in einem Statorkern über Isolierpapier angeordnet sind. Dabei wird ein Isolierelement zum Bilden des Isolierpapiers verwendet, in dem eine Vielzahl von Einfügeabschnitten, die in die Schlitze einzuführen sind, über Verbindungsabschnitte verbunden sind.
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In der
DE 600 37 236 T2 ist ein Wechselstromgenerator beschrieben, der durch eine Brennkraftmaschine angetrieben wird. Der Wechselstromgenerator umfasst einen Rotor mit: einem Statorkern, der den Rotor umgibt, und einer Mehrphasen-Ständerwicklung, die in dem Statorkern montiert ist. Der Statorkern ist mit einer Anzahl von Schlitzen ausgebildet, die sich in einer vorbestimmten Teilung in einer Umfangsrichtung axial erstrecken. Ferner ist der Statorkern mit einem anstoßenden Abschnitt versehen, der sich axial erstreckt, wobei der anstoßende Abschnitt den Statorkern in eine ringförmige Form bildet. Ferner weist der Wechselstromgenerator ein Basis-Isolierelement auf, welches zwischen den Schlitzen und der Wicklung angeordnet ist.
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In der
DE 24 25 422 A1 ist ein Anker für eine elektrische Maschine beschrieben. Der Anker weist auf gegenüberliegenden Stirnflächen vorgeformte Kappen auf. Die Kappe besteht aus einer flachen Scheibe, welche die gleichen Abmessungen und Formen hat wie die Ankerblechlamellen. An der Außenseite der Scheibe ragt eine Nabe vor. Da die Scheibe der Form der einzelnen Blechlamellen entspricht, hat der Umfang der Scheibe nach außen vorspringende über den Umfang verteilte T-förmige Zähne. An die Ränder dieser Zähne einschließlich der Zahnwurzel schließen sich ohne Unterbrechung Schutzflansche an, welche gegenüberliegend der Nabe senkrecht an der Innenseite der Scheibe vorragen.
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In der
EP 1 609 228 B1 ist eine elektrische Maschine beschrieben. Die elektrische Maschine weist einen Stator auf, der in einem Gehäuse aufgenommen ist, welches durch einen Gehäusedeckel verschlossen ist. Ferner weist die elektrische Maschine einen Rotor auf, der eine Welle umfasst, die in Wälzlagern drehbar aufgenommen ist. Die Wälzlager sind von Lagerringen aufgenommen, die im Stator der elektrischen Maschine gelagert sind.
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In der
DE 10 2013 216 210 A1 ist ein Stator für einen Elektromotor mit mehreren Phasen beschrieben. Jede Phase weist mehrere Spulen auf. Der Stator umfasst ein Statorblech mit mehreren Statorzähnen und jeweils zwischen zwei Statorzähnen eine Nut zur Aufnahme eines elektrischen Leiters einer Spule. Der Stator weist ferner einen ersten Wickelkörper zur Führung des elektrischen Leiters einer ersten Phase und einen zweiten Wickelkörper zur Führung des elektrischen Leiters einer zweiten Phase und einen dritten Wickelkörper zur Führung des elektrischen Leiters einer dritten Phase auf. Der erste Wickelkörper, der zweite Wickelkörper und der dritte Wickelkörper sind im Bereich einer ersten Stirnseite des Statorblechs angeordnet. Der erste Wickelkörper, der zweite Wickelkörper und der dritte Wickelkörper weisen jeweils mehrere Führungselemente zur Führung des elektrischen Leiters zwischen zwei Nuten auf und sind mit diesen jeweils einstückig ausgebildet.
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In der
DE 10 2008 033 601 A1 ist ein Elektromotor beschrieben. Der Elektromotor umfasst einen aus in Umfangsrichtung angeordneten Einzelsegmenten zusammengesetzten Stator. Jedes Einzelsegment umfasst ein Blechpaket, um das eine Wicklung vorgesehen ist und an dessen axialen Endbereichen Endkappen vorgesehen sind. Eine erste Endkappe jedes Einzelsegments ist mit einem Haltering formschlüssig verbunden. Eine Vergusskappe ist mit einer jeweils der ersten Endkappe axial gegenüberliegenden Endkappe formschlüssig verbunden.
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In der
DE 10 2007 033 754 A1 ist eine elektrische Maschine mit einem Grundkörper beschrieben. Der Grundkörper umfasst zwei axiale Stirnseiten sowie Nuten zur Aufnahme von elektrischen Leitern eines Wicklungssystems. An jeder der Stirnseiten ist jeweils eine Endscheibe mit axial vorstehenden Umlenkzapfen angeordnet. Die elektrischen Leiter des Wicklungssystems sind um die Umlenkzapfen herumgeführt, sodass an jeder der Stirnseiten jeweils ein Wickelkopf gebildet ist. Das Wicklungssystem umfasst mehrere Teilwicklungen, die im Bereich der Wickelköpfe zumindest abschnittsweise axial benachbart zueinander angeordnet sind. Zwischen zwei im Bereich der Wickelköpfe axial benachbart zueinander angeordneten Teilwicklungen ist in einer Überlappungszone eine elektrisch isolierende Trennlage aus einem zumindest in einem Grundzustand flexiblen mattenartigen Material vorgesehen.
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Im Zuge einer künftig höheren Marktdurchdringung von Elektrofahrzeugen wird es erforderlich sein, neue Wege zu finden, um Wicklungen in Bauelemente wie Statoren oder Rotoren von Elektromotoren einzubringen.
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Es sind deshalb Aufgaben der Erfindung, ein Verfahren zum Einbringen einer Wicklung, eine zugehörige Bauelementanordnung, eine zugehörige Verwendung und einen zugehörigen Isolatorring bereitzustellen.
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Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, eine Bauelementanordnung, eine Verwendung und einen Isolatorring gemäß den jeweiligen Hauptansprüchen erreicht. Vorteilhafte Ausführungen können beispielsweise den jeweiligen Unteransprüchen entnommen werden.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen einer Wicklung in Nuten eines Bauelements, insbesondere eines Stators oder Rotors, für einen Elektromotor, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- • - Aufbringen zumindest eines Isolatorrings auf eine Stirnfläche des Bauelements, wobei der Isolatorring so ausgebildet ist und aufgebracht wird, dass er - jeweilige Stege zwischen den Nuten des Bauelements stirnseitig überdeckt, - eine Anzahl von Vorsprüngen aufweist, welche über die Stege radial nach innen oder außen überstehen, und - die Nuten stirnseitig zugänglich lässt,
- • - Einbringen zumindest der Wicklung in die Nuten, und
- • - zumindest teilweises Entfernen der Vorsprünge.
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Die Vorsprünge erlauben bei der erfindungsgemäßen Verfahrensführung insbesondere eine Führung und Sicherung der Wicklung, so dass das Einbringen schneller durchgeführt werden kann und Beschädigungen vermieden werden. Durch das Entfernen der Vorsprünge wird ein Abstand eines anderen Elements und damit ein Luftspalt, welcher sich negativ auf den Wirkungsgrad auswirken kann, verringert oder vermieden.
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Erfindungsgemäß weist das Verfahren ferner folgenden Schritt auf:
- - Einbringen eines Isolationspapiers, welches in Form einer geschlitzten umlaufenden Rosette eingebracht wird, wobei die umlaufende Rosette bezogen auf eine Längsachse des Bauelements axial innenseitig so geschlitzt ist, dass ein umfangsmäßig zwischen zwei Nuten und außerhalb von Vorsprüngen angeordneter Bereich nicht vollständig von dem Isolationspapier überdeckt wird, wobei
- - die Vorsprünge zusammen mit einem sie jeweils radial innen abdeckenden Abschnitt des Isolationspapiers entfernt werden.
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Damit kann ein späteres Entfernen des Isolationspapiers an diesem Bereich vermieden werden.
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Damit kann auch dieser Teil des Isolationspapiers, welcher typischerweise nach dem Montagevorgang nicht mehr benötigt wird, entfernt werden.
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Dieser Schritt kann insbesondere vor dem Einbringen der Wicklung sowie vorteilhaft nach dem Aufbringen des Isolatorrings durchgeführt werden. Durch das Isolationspapier kann eine zusätzliche Isolierung erreicht werden, um Kurschlüsse zu vermeiden. Außerdem kann die Wicklung beim Einbringen geschützt werden.
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Gemäß einer Ausführung weist der Isolatorring eine Anzahl von radial nach innen oder außen weisenden Zähnen auf, welche so ausgebildet sind, dass jeder Zahn einen jeweiligen Steg überdeckt.
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Jeder Vorsprung kann vorteilhaft als radial innenliegender oder außenliegender Teil eines jeweiligen Zahns ausgebildet sein. Dort kann seine Führungswirkung besonders vorteilhaft wirken.
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Jeder Vorsprung kann vorteilhaft an einem jeweiligen Zahn radial innenliegend oder außenliegend angebracht sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführung überdeckt der Isolatorring die Stege stirnseitig vollständig.
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Gemäß einer Ausführung stehen die Zähne über die Stege in Umfangsrichtung über. Damit kann eine gewisse Klemmwirkung für die Wicklung durch die Zähne erreicht werden.
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Bevorzugt ist jeder Vorsprung durch eine Kerbe oder eine Sollbruchstelle von radial weiter außen liegenden Teilen des Isolatorrings abgegrenzt. Dies erleichtert das Entfernen des Vorsprungs.
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Gemäß einer Ausführung lässt der Isolatorring die Nuten stirnseitig vollständig zugänglich. Dadurch können Klemmwirkungen auf die Wicklung vermieden werden.
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Der Isolatorring kann insbesondere mittels Kleben oder Verschrauben auf das Bauelement aufgebracht werden.
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Gemäß einer Ausführung ist die umlaufende Rosette axial endseitig geschlitzt oder gestanzt, so dass jeder Vorsprung von zumindest zwei Abschnitten des Isolationspapiers überdeckt wird.
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Das Isolationspapier kann vorteilhaft unter einer radial nach außen oder innen gerichteten Bewegung in die Nuten eingebracht wird. Auch eine Bewegung in Längsrichtung oder in axialer Richtung, insbesondere bezogen auf eine Längsachse des Bauelements und/oder der Wicklung, kann jedoch verwendet werden. Auch eine Kombination solcher Bewegungen ist möglich.
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Gemäß einer Ausführung wird die Wicklung unter einer radial nach außen oder innen gerichteten Bewegung in die Nuten eingebracht. Auch die Verwendung eines hair pins bzw. einer Haarnadel, ein Einziehen oder Einfädeln sind jedoch möglich.
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Die Wicklung kann vorteilhaft durch axiale Verschiebung eines konischen Elements radial nach außen in die Nuten eingebracht werden.
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Die Vorsprünge können vorteilhaft durch Abfräsen, Abschleifen, spanende Bearbeitung, Abbrechen, Abschlagen, Ausspindeln, Zirkularfräsen, Räumen oder Stanzen entfernt werden. Derartige Verfahren haben sich in der Praxis bewährt.
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Die Vorsprünge können durch Bearbeitung von einer Seite axial komplett hindurch oder axial beidseitig nur im Bereich des jeweiligen Vorsprungs entfernt werden. Dies ist insbesondere relevant wenn ein weiterer Isolatorring verwendet wird, was weiter unten beschrieben werden wird.
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Die Vorsprünge können insbesondere vollständig entfernt werden. Auch ein nur teilweises Entfernen ist möglich.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführung weist das Verfahren ferner einen Schritt des Einbringens eines jeweiligen Deckschiebers in jede Nut nach dem Schritt des Einbringens der Wicklung zum Abdecken der jeweiligen Nut auf. Damit kann die Wicklung im Verwendungszustand geschützt werden.
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Die Deckschieber können insbesondere gitterartig ausgebildet sein.
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Die Vorsprünge können insbesondere als überstehende Voreinweiser während des Einbringens der Wicklung wirken. Damit kann eine Führungswirkung erreicht werden.
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Die Vorsprünge können vorteilhaft die Wicklung während des Einbringens führen.
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Das Isolationspapier kann außerhalb der Nuten ganz oder teilweise entfernt werden, nachdem die Wicklung eingebracht wurde.
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Das Isolationspapier kann insbesondere durch Laserbearbeitung entfernt werden.
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Das Isolationspapier kann auch zum Entfernen versteift und anschließend durch spanende Bearbeitung entfernt werden.
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Das Isolationspapier insbesondere imprägniert werden. Dies kann durch Eintauchen des Stators bzw. Bauelements mit dem Isolationspapier in eine hierzu geeignete Flüssigkeit erfolgen. Es kann auch durch Besprühen mit einer Imprägnierflüssigkeit erfolgen. Es sei erwähnt, dass ein solches Imprägnieren in unterschiedlichen Zuständen durchgeführt werden kann, insbesondere vor der Montage des Isolationspapiers oder nach der Montage.
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Durch das Imprägnieren kann das Isolationspapier mit dauerhaften und/oder temporären Eigenschaften versehen werden. Es kann beispielsweise gegen chemische Angriffe beständig gemacht werden.
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Durch das Imprägnieren kann das Isolationspapier auch verhärtet werden. Dies kann insbesondere eine weitere Bearbeitung erleichtern, wie weiter unten näher beschrieben werden wird. Eine solche Verhärtung kann beispielsweise nach dem Verdunsten eines Lösungsmittels, welches Bestandteil der Imprägnierflüssigkeit sein kann, erfolgen.
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Das Entfernen von überstehenden Teilen des Isolationspapiers kann beispielsweise durch Ausspindeln erfolgen, wobei ein verwendeter Fräskopf typsicherweise den gleichen Durchmesser der Bearbeitung hat. Es kann beispielsweise auch durch Zirkularfräsen, Räumen, Stanzen oder durch Laserbearbeitung erfolgen.
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Die Entfernung der überstehenden Teile erst nach einer Imprägnierung oder nach dem Einsetzen von Drähten bzw. einer Wicklung hat insbesondere die folgenden Vorteile.
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Das Isolationspapier kann durch die Imprägnierung versteift werden, was eine bessere Bearbeitung ermöglicht.
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Nach der Imprägnierung ist der Stator bzw. das Bauelement gegen Eindringen von Fremdpartikeln geschützt, welche beim Entfernen der überstehenden Teile entstehen können.
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Außerdem kann ein Waschen erfolgen, um eventuelle Schmutzpartikel oder Bearbeitungsrückstände zu entfernen.
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Beim Ausspindeln werden vorteilhaft eventuell vorhandene Imprägnierungsreste, beispielsweise auf Zähnen, Stegen oder anderen Teilen, entfernt. Dies ermöglicht eine Leistungssteigerung eines Elektromotors.
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Beim Ausspindeln eines Stators auf einen genauen Durchmesser kann ebenfalls eine Leistungssteigerung erreicht werden, insbesondere wenn ein Innendurchmesser des Stators an einen Rotordurchmesser eines Rotors des Elektromotors angepasst wird.
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Das Isolationspapier kann auch als Isolierfolie bezeichnet werden.
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Der Isolatorring kann aus Kunststoff oder einem anderen elektrisch nicht leitenden Material ausgebildet sein.
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Gemäß einer Weiterbildung wird ferner ein weiterer Isolatorring auf eine der Stirnseite gegenüberliegende weitere Stirnseite aufgebracht. Damit können ähnliche Vorteile auf dieser Stirnseite erreicht werden.
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Der weitere Isolatorring kann insbesondere äquivalent zum weiteren Isolatorring aufgebracht werden. Hinsichtlich der damit verbundenen Varianten wird vollumfänglich auf die Beschreibung hinsichtlich des Isolatorrings verwiesen.
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Vorteilhaft wird das Bauelement abschließend gewaschen. Damit können Schmutz oder andere Rückstände entfernt werden.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Statoranordnung oder Rotoranordnung für einen Elektromotor, welche mittels eines Verfahrens gemäß der Erfindung hergestellt wurde. Dabei kann auf alle beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Verwendung eines Isolatorrings bei einem Einbringen einer Wicklung in Nuten eines Bauelements für einen Elektromotor, gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei auf alle beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden kann. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Isolatorring vor dem Einbringen der Wicklung eine Anzahl von radial einwärts oder auswärts weisenden Vorsprüngen aufweist, welche nach dem Einbringen entfernt wurden. Damit können die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits beschriebenen Vorteile erreicht werden.
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Es sei verstanden, dass Stege, Zähne und Vorsprünge insbesondere radial einwärts weisend ausgebildet sein können, wenn eine Wicklung radial von innen eingeführt werden soll. Sie können insbesondere radial auswärts weisend ausgebildet sein, wenn eine Wicklung radial von außen eingeführt werden soll.
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In diesem Zusammenhang wird insbesondere darauf hingewiesen, dass alle im Bezug auf die Vorrichtung beschriebenen Merkmale und Eigenschaften aber auch Verfahrensweisen sinngemäß auch bezüglich der Formulierung des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragbar und im Sinne der Erfindung einsetzbar und als mitoffenbart gelten. Gleiches gilt auch in umgekehrter Richtung, das bedeutet, nur im Bezug auf das Verfahren genannte, bauliche also vorrichtungsgemäße Merkmale können auch im Rahmen der Vorrichtungsansprüche berücksichtigt und beansprucht werden und zählen ebenfalls zur Offenbarung.
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In der Zeichnung ist die Erfindung insbesondere in Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt. Es zeigen:
- 1a zeigt einen Stator in einem Ausgangszustand in einer perspektivischen Ansicht,
- 1b zeigt den Stator von 1 in einer Seitenansicht,
- 2a zeigt den Stator nach dem Einbringen eines Isolationspapiers gemäß einer ersten Ausführung in einer perspektivischen Ansicht,
- 2b zeigt den Stator von 2a in einer Draufsicht,
- 2c zeigt einen Ausschnitt von 2b in größerer Detailliertheit,
- 3a zeigt den Stator nach dem Einbringen eines Isolationspapiers gemäß einer zweiten Ausführung in einer perspektivischen Ansicht,
- 3b zeigt den Stator von 3a in einer Draufsicht,
- 3c zeigt einen Ausschnitt von 3b in größerer Detailliertheit,
- 4a zeigt den Stator nach dem Einbringen eines Isolationspapiers gemäß einer dritten Ausführung in einer perspektivischen Ansicht,
- 4b zeigt den Stator von 4a in einer Draufsicht,
- 4c zeigt einen Ausschnitt von 4b in größerer Detailliertheit,
- 4d zeigt das gemäß den 4a bis 4c verwendete Isolationspapier in einer perspektivischen Ansicht.
- 4e zeigt das gemäß den 4a bis 4c verwendete Isolationspapier in einer Draufsicht.
- 5a zeigt den Stator nach dem Einbringen einer Wicklung in einer perspektivischen Ansicht,
- 5b zeigt den Stator von 5a in einer Draufsicht,
- 5c zeigt einen Ausschnitt von 5b in größerer Detailliertheit,
- 6a zeigt den Stator nach dem Einbringen von Deckschiebern in einer perspektivischen Ansicht,
- 6b zeigt den Stator von 6a in einer Draufsicht,
- 6c zeigt einen Ausschnitt von 6b in größerer Detailliertheit,
- 6d zeigt eine Draufsicht auf den Stator der 6a bis 6c ,
- 7a zeigt den Stator nach dem Entfernen von Vorsprüngen in einer perspektivischen Ansicht,
- 7b zeigt den Stator von 7a in einer Draufsicht,
- 7c zeigt einen Ausschnitt von 7b in größerer Detailliertheit.
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In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden daher, sofern nicht zweckmäßig, nicht erneut beschrieben. Die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen ist sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragbar. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiterhin können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
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1a zeigt eine perspektivische Ansicht eines Bauelements 10 in Form eines Stators 10 für einen Elektromotor. Ein solcher Stator 10 kann insbesondere in einem Elektromotor eines Elektrofahrzeugs verwendet werden.
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Der Stator 10 bzw. das Bauelement 10 weist radial nach innen weisend eine Anzahl von Nuten 12 mit dazwischenliegenden Stegen 14 auf. In diese Nuten 12 werden in einem späteren Verfahrensschritt typischerweise Drähte einer Wicklung eingebracht. Darauf wird weiter unten näher eingegangen werden.
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An dem Stator 10 ist ein Isolatorring 20 angebracht. Der Isolatorring 20 befindet sich dabei an einer Stirnseite des Stators 10 , welche in dem gezeigten Zustand dem Betrachter zugewandt ist.
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Des Weiteren befindet sich ein weiterer Isolatorring 30 an einer weiteren Stirnseite, welche dem Betrachter abgewandt ist. Der weitere Isolatorring 30 ist äquivalent zum Isolatorring 20 ausgebildet. Nachfolgend wird im Wesentlichen lediglich auf die Ausgestaltung des Isolatorrings 20 eingegangen werden. Die Ausgestaltung des weiteren Isolatorrings 30 ergibt sich daraus zwanglos.
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Der Isolatorring 20 weist eine Anzahl von Zähnen 24 auf, wobei jeder Zahn 24 stirnseitig zu einem der Stege 14 angeordnet ist. Damit wird der jeweilige Zahn 14 stirnseitig überdeckt.
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Radial innenseitig an jedem Zahn 24 ist ein jeweiliger Vorsprung 26 ausgebildet. Dieser Vorsprung 26 hat eine konvexe Form, welche auch als spitze Form bezeichnet werden kann. Dies erlaubt eine Führung einer Wicklung beim Einbringen, was die Montage erleichtert.
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1b zeigt eine Draufsicht auf die dem Betrachter zugewandte Stirnseite von 1a . Dabei sind lediglich die Zähne 24 mit den darauf befindlichen Vorsprüngen 26 , nicht jedoch die dahinterliegenden Stege 14 erkennbar, da die Zähne 24 die Stege 14 komplett überdecken.
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Zwischen den Vorsprünge 26 und den jeweiligen Zähnen 24 ist jeweils eine Sollbruchstelle 27 ausgebildet. Dies erlaubt ein späteres Entfernen der Vorsprünge 26.
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Die 2 , 3 und 4 zeigen Zustände nach dem Einbringen eines Isolationspapiers 40 . Dabei werden 3 unterschiedliche Varianten gezeigt, wobei die 2a bis 2c eine erste Variante zeigen, die 3a bis 3c eine zweite Variante zeigen und die 4a bis 4e eine dritte Variante zeigen.
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Die mit „a“ bezeichnete Figur zeigt dabei jeweils eine perspektivische Ansicht, die mit „b“ bezeichnete Figur zeigt dabei jeweils eine Draufsicht auf eine Stirnseite, und die mit „c“ bezeichnete Figur zeigt dabei jeweils eine detaillierte Ansicht eines Ausschnitts aus der jeweiligen mit „b“ bezeichneten Figur. Dies gilt auch für weitere Figuren.
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Bei der Ausführung gemäß 2 wird das Isolationspapier 40 dadurch eingebracht, dass eine Vielzahl von einzelnen U-förmigen Einzelstücken 42 in die Nuten 12 eingebracht werden. Somit wird jede Nut 12 separat von einem jeweiligen Einzelstück 42 ausgekleidet. Die jeweiligen Einzelstücke 42 können dabei entweder bereits vor dem Einsetzen an die jeweilige Höhe der Nut 12 angepasst sein, oder sie können zunächst etwas aus der jeweiligen Nut 12 herausstehen, um beim Einfügen einer Wicklung eine Beschädigung zu vermeiden.
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Bei der Ausführung gemäß 3 wird das Isolationspapier 40 dadurch eingebracht, dass eine einzige Rosette 44 in die Nuten 12 eingebracht wird. Diese Rosette 44 wird vorgefertigt verwendet, so dass sie bereits an die Konturen der Nuten 12 und der dazwischenliegenden Stege 14 angepasst ist.
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Bei der Ausführung gemäß 4 wird das Isolationspapier 40 dadurch eingebracht, dass eine geschlitzte Rosette 46 in die Nuten 12 eingebracht wird. Die geschlitzte Rosette 40 ist in 4d in einer perspektivischen Ansicht und in 4e in einer Draufsicht dargestellt. Dabei ist zu erkennen, dass eine Vielzahl von Schlitzen 47 in der Rosette 46 ausgebildet sind, wobei die Schlitze 47 im Einbauzustand radial unmittelbar innenseitig zu den Stegen 14 , also zwischen den Nuten 12 , angeordnet sind. Damit kann vermieden werden, dass an dieser Stelle in einem späteren Schritt das Isolationspapier wieder zu entfernen ist.
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Seitlich zu den Schlitzen 47 sind jeweilige Seitenbereiche 48 ausgebildet, welche im Einbauzustand die Vorsprünge 26 abdecken. Damit wird die Rosette 40 im Einbauzustand fixiert.
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5 zeigt einen Zustand während des Einsetzens einer Wicklung 50 bzw. unmittelbar nach dem Einsetzen der Wicklung 50 . Dabei ist in 5c gezeigt, wie die Wicklung 50 gerade eingesetzt wird.
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Dabei wirkt das Isolationspapier 40 radial innenseitig zunächst zur Verhinderung von Beschädigungen der Wicklung 50 unmittelbar beim Einsetzen in die Nuten 12 . Außerdem wirkt es zur Verhinderung von Beschädigungen in der Nut 12 , da es auch dort die Wände abdeckt und etwaige Rauigkeiten somit nicht die Wicklung 50 beschädigen können. In den 5a und 5b ist ein Zustand gezeigt, in welchen die Wicklung 50 bereits vollständig in die Nuten 12 eingeführt wurde.
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Die Wicklung 50 weist einzelne Drähte auf, worauf jedoch nicht näher eingegangen wird.
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6 zeigt einen Zustand nach dem Einbringen von Deckschiebern 60 . Dabei zeigt 6d zusätzlich zu den anderen Figuren eine Draufsicht auf eine Innenseite des Stators 10 mit eingebrachten Deckschiebern 60 . Die Deckschieber 60 schützen die Wicklung 50 in den Nuten 12 und verhindern mechanische Beschädigungen oder ein unbeabsichtigtes Austreten der Wicklung 50 aus den Nuten 12 .
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7 zeigt einen Zustand nach einem Entfernen der Vorsprünge 26 . Dies kann insbesondere durch spanende Bearbeitung, beispielsweis durch Schleifen, oder auch durch Abbrechen an den Sollbruchstellen 27 erfolgen.
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Durch das Entfernen der Vorsprünge 27 wird vermieden, dass die Vorsprünge 27 im fertigen Elektromotor noch vorhanden sind. Dadurch wird ermöglicht, dass ein Rotor des Elektromotors unmittelbar an den Stator 10 angrenzt. Würden die Vorsprünge 27 nicht entfernt werden, so müsste hier ein Abstand bzw. ein Luftspalt gehalten werden, welcher den Wirkungsgrad von Elektromotoren typischerweise negativ beeinflusst.
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Nachfolgend werden mögliche Merkmale des Vorschlages strukturiert wiedergegeben. Die nachfolgenden strukturiert wiedergegebenen Merkmale können beliebig untereinander kombiniert werden und können in beliebiger Kombination in die Ansprüche der Anmeldung aufgenommen werden. Dem Fachmann ist klar, dass sich die Erfindung bereits aus dem Gegenstand mit den wenigsten Merkmalen ergibt. Insbesondere sind nachfolgend vorteilhafte oder mögliche Ausgestaltungen, nicht jedoch die einzig möglichen Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.
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Die Erfindung umfasst:
- Ein Verfahren zum Einbringen einer Wicklung (50) in Nuten (12) eines Bauelements, insbesondere eines Stators (10) oder Rotors, für einen Elektromotor, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- • - Aufbringen zumindest eines Isolatorrings () auf eine Stirnfläche des Bauelements (), wobei der Isolatorring () so ausgebildet ist und aufgebracht wird, dass er - jeweilige Stege () zwischen den Nuten () des Bauelements () stirnseitig überdeckt, - eine Anzahl von Vorsprüngen () aufweist, welche über die Stege () radial nach innen oder außen überstehen, und - die Nuten () stirnseitig zugänglich lässt,
- • - Einbringen zumindest der Wicklung () in die Nuten (), und
- • - zumindest teilweises Entfernen der Vorsprünge ().
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei der Isolatorring (20) eine Anzahl von radial nach innen oder außen weisenden Zähnen (24) aufweist, welche so ausgebildet sind, dass jeder Zahn (24) einen jeweiligen Steg (14) überdeckt.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei jeder Vorsprung (26) als radial innenliegender oder außenliegender Teil eines jeweiligen Zahns (24) ausgebildet ist.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei jeder Vorsprung (26) an einem jeweiligen Zahn (24) radial innenliegend oder außenliegend angebracht ist.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei der Isolatorring (20) die Stege (14) vollständig stirnseitig überdeckt.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei die Zähne (24) über die Stege (14) in Umfangsrichtung überstehen.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei jeder Vorsprung (26) durch eine Kerbe oder eine Sollbruchstelle (27) von radial weiter außen oder innen liegenden Teilen des Isolatorrings (20) abgegrenzt ist.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei der Isolatorring (20) die Nuten (12) stirnseitig vollständig zugänglich lässt.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei der Isolatorring (20) mittels Kleben oder Verschrauben auf das Bauelement (10) aufgebracht wird.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei das Verfahren ferner folgenden Schritt aufweist:
- • - Einbringen zumindest eines Isolationspapiers () in die Nuten (), so dass die Nuten () durch das Isolationspapier () ausgekleidet sind,
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei das Isolationspapier (40) in Form einer Mehrzahl von im Querschnitt U-förmigen Einzelstücken (42) in die Nuten eingebracht wird, wobei in jede Nut (12) jeweils ein Einzelstück (42) eingebracht wird.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei das Isolationspapier (40) in Form eines umlaufenden Rings oder einer umlaufenden Rosette (44 , 46) eingebracht wird.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei das Isolationspapier (40) in Form eines geschlitzten umlaufenden Rings oder einer geschlitzten umlaufenden Rosette (46) eingebracht wird.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei der umlaufende Ring oder die umlaufende Rosette (46) axial endseitig geschlitzt oder gestanzt ist, so dass jeder Vorsprung (26) von zumindest zwei Abschnitten des Isolationspapiers (40) überdeckt wird.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei der umlaufende Ring oder die umlaufende Rosette (46) bezogen auf eine Längsachse des Bauelements axial innenseitig geschlitzt ist, so dass ein umfangsmäßig zwischen zwei Nuten (12) und außerhalb von Vorsprüngen (26) angeordneter Bereich nicht oder zumindest nicht vollständig von dem Isolationspapier (40) überdeckt wird.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei das Isolationspapier (40) unter einer radial nach außen oder innen gerichteten Bewegung in die Nuten (12) eingebracht wird.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei die Wicklung (50) unter einer radial nach außen oder innen gerichteten Bewegung in die Nuten (12) eingebracht wird.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei die Wicklung (50) durch axiale Verschiebung eines konischen Elements radial nach außen oder innen in die Nuten ( 12) eingebracht wird.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei die Vorsprünge (26) durch Abfräsen, Abschleifen, spanende Bearbeitung, Abbrechen, Abschlagen, Ausspindeln, Zirkularfräsen, Räumen oder Stanzen entfernt werden.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei die Vorsprünge (26) durch Bearbeitung von einer Seite axial komplett hindurch oder axial beidseitig nur im Bereich des jeweiligen Vorsprungs (26) entfernt werden.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei die Vorsprünge (26 ) vollständig entfernt werden.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei die Vorsprünge (26) zusammen mit einem sie jeweils radial innen abdeckenden Abschnitt des Isolationspapiers (40) entfernt werden.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei das Verfahren ferner einen Schritt des Einbringens eines jeweiligen Deckschiebers (60) in jede Nut (12) nach dem Schritt des Einbringens der Wicklung (50) zum Abdecken der jeweiligen Nut (12) aufweist.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei die Deckschieber (60) gitterartig ausgebildet sind.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei die Vorsprünge (26) als überstehende Voreinweiser während des Einbringens der Wicklung (50) wirken.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei die Vorsprünge (26) die Wicklung (50) während des Einbringens führen.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei das Isolationspapier (40) außerhalb der Nuten (12) ganz oder teilweise entfernt wird, nachdem die Wicklung (50) eingebracht wurde.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei das Isolationspapier (40) durch Laserbearbeitung entfernt wird.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei das Isolationspapier (40) zum Entfernen versteift wird und anschließend durch spanende Bearbeitung entfernt wird.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei der Isolatorring (20) aus Kunststoff oder einem anderen elektrisch nicht leitenden Material ausgebildet ist.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei ferner ein weiterer Isolatorring (30) auf eine der Stirnseite gegenüberliegende weitere Stirnseite aufgebracht wird.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei der weitere Isolatorring (30) äquivalent zum weiteren Isolatorring (20) aufgebracht wird.
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Das vorstehend genannte Verfahren, wobei das Bauelement (10) abschließend gewaschen wird.
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Eine Bauelementanordnung, insbesondere eine Statoranordnung oder Rotoranordnung für einen Elektromotor, welche mittels eines Verfahrens wie vorstehend genannt hergestellt wurde.
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Eine Verwendung eines Isolatorrings (20, 30) bei einem Einbringen einer Wicklung (50) in Nuten (12) eines Bauelements (10) für einen Elektromotor, insbesondere gemäß einem Verfahren wie vorstehend genannt, wobei der Isolatorring (20, 30) vor dem Einbringen der Wicklung (50) eine Anzahl von radial einwärts oder auswärts weisenden Vorsprüngen (26) aufweist, welche nach dem Einbringen entfernt wurden.
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Einen Isolatorring (20) zur Verwendung mit einem Bauelement (10), insbesondere einem Stator oder Rotor, eines Elektromotors, mit einer Anzahl von Zähnen (24), welche radial einwärts oder auswärts weisen, wobei an jedem Zahn (24) radial innenseitig oder radial außenseitig ein jeweiliger Vorsprung (26) angeordnet ist, welcher von dem jeweiligen Zahn (24) durch eine Kerbe oder eine Sollbruchstelle ( 27) abgegrenzt ist.
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Einen Isolatorring (20) zur Verwendung mit einem Bauelement (10), insbesondere einem Stator oder Rotor, eines Elektromotors, mit einer Anzahl von Zähnen (24), welche radial einwärts oder auswärts weisen, wobei an jedem Zahn (24) radial innenseitig oder radial außenseitig ein jeweiliger Vorsprung (26) angeordnet ist, welcher eine konvexe und/oder spitze Form aufweist.
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Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.
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Sollte sich hier bei näherer Prüfung, insbesondere auch des einschlägigen Standes der Technik, ergeben, dass das eine oder andere Merkmal für das Ziel der Erfindung zwar günstig, nicht aber entscheidend wichtig ist, so wird selbstverständlich schon jetzt eine Formulierung angestrebt, die ein solches Merkmal, insbesondere im Hauptanspruch, nicht mehr aufweist. Auch eine solche Unterkombination ist von der Offenbarung dieser Anmeldung abgedeckt.
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Es ist weiter zu beachten, dass die in den verschiedenen Ausführungsformen beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausgestaltungen und Varianten der Erfindung beliebig untereinander kombinierbar sind. Dabei sind einzelne oder mehrere Merkmale beliebig gegeneinander austauschbar. Diese Merkmalskombinationen sind ebenso mit offenbart.
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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 nur in der Beschreibung offenbart wurden oder auch Einzelmerkmale aus Ansprüchen, die eine Mehrzahl von Merkmalen umfassen, können jederzeit als von erfindungswesentlicher Bedeutung zur Abgrenzung vom Stande der Technik in den oder die unabhängigen Anspruch/Ansprüche übernommen werden, und zwar auch dann, wenn solche Merkmale im Zusammenhang mit anderen Merkmalen erwähnt wurden beziehungsweise im Zusammenhang mit anderen Merkmalen besonders günstige Ergebnisse erreichen.
