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Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug.
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Ein solches Bremssystem weist typischerweise zumindest einen ersten Druckerzeuger sowie eine Anzahl von Radventilen auf.
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Bekannte Bremssysteme weisen typischerweise zusätzlich eine Zwei-Kolben-Pumpe auf, welche im Redundanzfall eine Druckstellung sicherstellen soll. Diese ist typischerweise in einem weggebauten Modulator verbaut, welcher typischerweise an insgesamt vier Stellen hydraulisch verbunden wird. Als Einschränkung ist dabei zu beachten, dass eine Anlage für hochautonomes Fahren (HAD = Highly Automated Driving) typischerweise modular, d.h. mindestens zweiteilig, aufgebaut ist.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Bremssystem bereitzustellen, welches im Vergleich zu bekannten Ausführungen alternativ und/oder einfacher ausgeführt ist.
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Dies wird erfindungsgemäß durch ein Bremssystem nach Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen können beispielsweise den Unteransprüchen entnommen werden. Der Inhalt der Ansprüche wird durch ausdrückliche Inbezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
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Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug. Das Bremssystem weist zumindest einen ersten Druckerzeuger auf. Das Bremssystem weist eine Anzahl von Radventilen auf. Typischerweise kann der Druckerzeuger einen Druck erzeugen, beispielsweise in einem hydraulischen Fluid bzw. in einer Bremsflüssigkeit, um an den Radventilen angeschlossene Bremsen mit Druck zu beaufschlagen.
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Das Bremssystem weist einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss auf. Der erste Druckerzeuger ist mit dem ersten Anschluss verbunden. Die Radventile sind gemeinsam mit dem zweiten Anschluss verbunden. Die Anschlüsse sind zum Anschließen einer externen Pumpenanordnung ausgebildet.
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Durch die beschriebene Ausführung können alle wesentlichen Komponenten mit Ausnahme der externen Pumpenanordnung in ein Bremssystem, insbesondere auch in ein Gehäuse oder eine in sich geschlossene Anordnung, integriert werden, wobei die externe Pumpenanordnung separat dazu angeschlossen werden kann. Dadurch kann insbesondere erreicht werden, dass lediglich zwei Anschlüsse erforderlich sind, um die geforderte Modularität und Funktionalität zu erfüllen. Bevorzugt weist das Bremssystem demnach nur zwei Anschlüsse für externe Pumpenanordnungen und/oder nur zwei Anschlüsse, abgesehen von Anschlüssen für Bremsen und/oder Bremsflüssigkeitsbehälter, auf. Dies bezieht sich insbesondere auf hydraulische Anschlüsse.
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Bevorzugt ist das Bremssystem dazu ausgebildet, durch Anschließen einer externen Pumpenanordnung oder einer Verbindung zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss einen Fluss von Bremsflüssigkeit zwischen dem ersten Druckerzeuger und den Radventilen zu ermöglichen. Dadurch kann ein Fluss von Bremsflüssigkeit zur Betätigung der Bremsen in vorteilhafter Weise erreicht werden.
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Das Bremssystem weist bevorzugt ein Gehäuse auf, welches die anderen Komponenten des Bremssystems umschließt. Dadurch kann eine besonders kompakte Anordnung erreicht werden. Das Gehäuse kann beispielsweise an der Spritzwand eines Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Insbesondere können die Radventile und der erste Druckerzeuger in dem Bremssystem angeordnet sein.
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Bevorzugt weist das Bremssystem ein Gehäuse auf, welches zumindest den ersten Druckerzeuger und die Anzahl von Radventilen umschließt.
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Die externe Pumpenanordnung ist entsprechend außerhalb dieses Gehäuses angeordnet.
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Besonders bevorzugt umschließt das Gehäuse die Komponenten des Bremssystems außer die externe Pumpenanordnung.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist der erste Druckerzeuger ein Hauptbremszylinder, welcher mittels eines Bremspedals betätigbar ist. Das Bremspedal kann dabei als Teil des Bremssystems oder auch als externe Komponente zum Bremssystem angesehen werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist der erste Druckerzeuger über ein stromlos offenes Trennventil mit dem ersten Anschluss verbunden. Dadurch kann insbesondere eine Trennung des ersten Druckerzeugers von dem Anschluss erreicht werden. Im Fall einer hydraulischen Rückfallebene wird jedoch eine automatische Verbindung ermöglicht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist eine erste Gruppe der Radventile direkt mit dem zweiten Anschluss verbunden. Weiter bevorzugt ist eine zweite Gruppe der Radventile über ein stromlos offenes Zwischenventil mit dem zweiten Anschluss verbunden. Dadurch können die Radventile in Gruppen eingeteilt werden, welche mittels des Zwischenventils voneinander abtrennbar sind. Dadurch können zusätzliche Funktionalitäten bereitgestellt werden. Es können auch alle Radventile direkt mit dem zweiten Anschluss verbunden sein.
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Bevorzugt weist das Bremssystem ferner einen zweiten Druckerzeuger in Form einer elektrisch betriebenen Pumpe auf, welche innerhalb des Bremssystems mit zumindest einem Teil der Radventile oder allen Radventilen verbunden ist. Dadurch kann unabhängig von dem ersten Druckerzeuger ein Druck aufgebaut werden, wobei eine solche elektrisch betriebene Pumpe insbesondere unabhängig davon funktionieren kann, ob ein Fahrer ein Bremspedal betätigt oder nicht. Dadurch können automatische oder autonome Bremsfunktionen realisiert werden.
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Bevorzugt ist innerhalb des Bremssystems keine Verbindung zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss vorhanden. Dadurch wird sichergestellt, dass eine Weiterleitung von Druck lediglich extern erfolgen kann. Insbesondere kann dies über die bereits erwähnte externe Pumpenanordnung erfolgen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss eine externe Pumpenanordnung angeschlossen, welche in einem zum Rest des Bremssystems separaten Gehäuse untergebracht ist. Dadurch kann die bereits erwähnte Funktionalität der externen Pumpenanordnung, insbesondere eine Druckerhöhung bzw. separate Druckbereitstellung, erreicht werden. Es sei darauf hingewiesen, dass das Bremssystem beispielsweise auch lediglich mit einer durchgehenden Rohrverbindung zwischen erstem Anschluss und zweitem Anschluss versehen werden kann, wenn die zusätzliche Funktionalität der externen Pumpenanordnung nicht benötigt wird. Die Kombination aus Bremssystem und externer Pumpenanordnung kann beispielsweise als Bremssystemanordnung bezeichnet werden, welche einen eigenständigen Erfindungsaspekt darstellt und als solcher beansprucht werden kann.
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Die externe Pumpenanordnung weist bevorzugt eine zwischen erstem Anschluss und zweitem Anschluss verschaltete Pumpe auf. Eine solche Pumpe kann in bekannter Weise Druck erzeugen, insbesondere aufgrund elektrischer Ansteuerung. Die Pumpe ist bevorzugt eine Zwei-Kolben-Pumpe, wobei erwähnt sei, dass auch andere Arten von Pumpen wie beispielsweise Ein-Kolben-Pumpen, Drei-Kolben-Pumpen oder Linearaktuatoren verwendet werden können.
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Die externe Pumpenanordnung weist bevorzugt ein zwischen erstem Anschluss und zweitem Anschluss verschaltetes Rückschlagventil mit Durchflussrichtung in Richtung zum zweiten Anschluss auf. Dadurch kann sichergestellt werden, dass ein vom Fahrer erzeugter Bremsdruck weitergeleitet wird. Dies ist insbesondere für Notbremsmanöver von Vorteil.
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Die externe Pumpenanordnung weist bevorzugt ein zwischen erstem Anschluss und zweitem Anschluss verschaltetes stromlos offenes Pumpenventil auf. Das Pumpenventil kann insbesondere geschlossen werden, wenn die Pumpe der externen Pumpenanordnung Druck erzeugen soll. Es kann jedoch beispielsweise geöffnet werden, wenn sich die externe Pumpenanordnung oder das gesamte Bremssystem samt externer Pumpenanordnung in einer hydraulischen Rückfallebene befindet und somit Druck unmittelbar weitergeleitet werden soll.
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Die externe Pumpenanordnung kann insbesondere separat zum Rest des Bremssystems an einem Kabelbaum angeschlossen sein. Dies kann eine unabhängige Energieversorgung der externen Pumpenanordnung ermöglichen, wodurch die Sicherheit erhöht wird. Insbesondere kann bei einem Ausfall von Komponenten des Bremssystems die externe Pumpenanordnung über ihren separaten Anschluss am Kabelbaum immer noch funktionieren, so dass ein Druck erzeugt werden kann.
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Weitere Merkmale und Vorteile wird der Fachmann dem nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel entnehmen. Dabei zeigen:
- 1: ein Bremssystem,
- 2: eine Verschaltung eines Motors einer Pumpenanordnung, und
- 3: eine Pumpenanordnung mit Anschlüssen am Bremssystem.
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1 zeigt schematisch ein Bremssystem BS gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Bremssystem BS ist als solches innerhalb eines Gehäuses G angeordnet. Es dient zur Betätigung von vier Bremsen B1, B2, B3, B4, wobei die Bremse B1 einem vorderen linken Rad zugeordnet ist, die Bremse B2 einem vorderen rechten Rad zugeordnet ist, die Bremse B3 einem hinteren linken Rad zugeordnet ist und die Bremse B4 einem hinteren rechten Rad zugeordnet ist. Es sei verstanden, dass sich die Bremsen B1, B2, B3, B4 vorliegend außerhalb des Gehäuses G befinden und nicht als Bestandteil des Bremssystems BS angesehen werden.
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Das Bremssystem BS weist vier Einlassventile E1, E2, E3, E4 auf. Es weist außerdem vier Auslassventile A1, A2, A3, A4 auf. Diese sind, wie dies 1 zu entnehmen ist, jeweils an einer Bremse B1, B2, B3, B4 angeschlossen. Über jedem Einlassventil E1, E2, E3, E4 ist dabei ein nicht separat bezeichnetes Rückschlagventil mit Durchflussrichtung von der jeweiligen Bremse B weg verschaltet. Die Einlassventile E stellen Radventile dar.
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Das Bremssystem BS weist einen ersten Druckerzeuger in Form eines Hauptbremszylinders HBZ auf. Dieser ist über ein Bremspedal BP betätigbar. Das Bremspedal BP kann als Teil des Bremssystems BS betrachtet werden, oder es kann auch als separat dazu betrachtet werden. An dem Hauptbremszylinder HBZ ist ein Simulator S über ein Simulatorventil SV angeschlossen, welchem ein Rückschlagventil mit Durchflussrichtung vom Simulator S weg parallelgeschaltet ist. Der Simulator S dient dabei zur Erzeugung einer Bremspedalcharakteristik für den Fall, dass der Hauptbremszylinder HBZ nicht direkt auf die Bremsen B wirkt.
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Der Hauptbremszylinder HBZ ist über ein Trennventil TV mit einem ersten Anschluss AN1 verbunden. Dieser erste Anschluss AN1 stellt eine Schnittstelle des Bremssystems BS zum Anschluss einer externen Pumpenanordnung PA dar, auf welche weiter unten näher eingegangen wird.
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Das Bremssystem BS weist ferner einen zweiten Anschluss AN2 auf, welcher ebenfalls eine Schnittstelle zum Anschluss der externen Pumpenanordnung PA ist. Von diesem zweiten Anschluss AN2 aus führen direkt Leitungen zu den Einlassventilen E1, E2. Des Weiteren führen Leitungen über ein stromlos offenes Zwischenventil ZV zu den Einlassventilen E3, E4.
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Das Bremssystem BS weist ferner einen zweiten Druckerzeuger in Form eines Linearaktuators LA auf, welcher mittels eines mit M1 bezeichneten Motors antreibbar ist. Der Linearaktuator LA ist über ein Druckzuschaltventil DZV mit dem Anschluss des Zwischenventils ZV verbunden, welcher dem zweiten Anschluss AN2 gegenüberliegt. Somit ist es auch mittels des Linearaktuators LA möglich, einen Druck zu den Einlassventilen E3, E4 bzw. zu den Einlassventilen E1, E2 über das Zwischenventil ZV zu erzeugen. Das Druckzuschaltventil DZV ist dabei stromlos geschlossen, so dass der Linearaktuator LA im Fall einer hydraulischen Rückfallebene von den Einlassventilen E abgetrennt wird.
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Auf dem Gehäuse G befindet sich ein Bremsflüssigkeitsbehälter BFB, welcher separat zum Bremssystem BS ausgebildet ist, jedoch mit diesem verbunden ist. Wie in 1 zu erkennen ist, führen Leitungen von dem Bremsflüssigkeitsbehälter BFB zum Hauptbremszylinder HBZ, wobei der Hauptbremszylinder HBZ für diese Verbindung ein Schnüffelloch aufweist, über welches er bei Bedarf Bremsflüssigkeit aus dem Bremsflüssigkeitsbehälter BFB ansaugen kann. Auch der Linearaktuator LA ist über ein nicht näher bezeichnetes Rückschlagventil mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter BFB verbunden, um Bremsflüssigkeit anzusaugen. Eine nicht näher bezeichnete Rückflussleitung führt von den Auslassventilen A zu dem Bremsflüssigkeitsbehälter BFB, so dass Bremsflüssigkeit nach Durchgang durch eine jeweilige Bremse B in den Bremsflüssigkeitsbehälter BFB zurückgeführt werden kann, von wo aus sie wiederum zum Erzeugen einer Bremswirkung verwendet werden kann.
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An den ersten Anschluss AN1 und den zweiten Anschluss AN2 ist eine externe Pumpenanordnung PA angeschlossen, welche keinen Bestandteil des Bremssystems BS bildet, sondern zu diesem grundsätzlich separat ausgebildet ist. Die Pumpenanordnung PA weist einen mit M bezeichneten Motor sowie eine Pumpe P auf, wobei die Pumpe P vorliegend als Zwei-Kolben-Pumpe ausgeführt ist. Dementsprechend sind Einheiten der Pumpe P links und rechts vom Motor M dargestellt.
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Parallel zur Pumpe P ist ein Pumpenventil PV angeordnet, welches stromlos offen ausgeführt ist und somit für den Fall einer hydraulischen Rückfallebene einen Durchgang von Bremsflüssigkeit ermöglicht. Das Pumpenventil PV kann geschlossen werden, so dass die Pumpe P einen Druck erzeugen kann.
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Weiterhin ist der Pumpe P ein Rückschlagventil R innerhalb der externen Pumpenanordnung PA parallelgeschaltet, wobei die Durchflussrichtung zum zweiten Anschluss AN2 hinzeigt, so dass ein vom Hauptbremszylinder HBZ erzeugter Druck durch das Rückschlagventil R zu den Bremsen B bzw. zu den Einlassventilen E gelangen kann.
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Durch die Ausführung mit einer externen Pumpenanordnung PA mit den gezeigten Komponenten wird eine besonders hohe Modularität des Bremssystems BS erreicht. Insbesondere kann je nach gewünschter Funktionalität eine spezielle Pumpenanordnung PA verwendet werden, es können unterschiedliche Pumpenanordnungen PA verwendet werden oder es kann auch eine einfache Verbindungsleitung zwischen den beiden Anschlüssen AN1, AN2 angeschlossen werden, so dass keine zusätzliche Pumpenfunktionalität bereitgestellt wird. Bei Verwendung der gezeigten Pumpenanordnung PA dient die Pumpe P als zusätzlicher elektrisch betriebener Druckerzeuger, so dass nicht nur mittels des Linearaktuators LA elektrisch gesteuert Druck erzeugt werden kann, sondern eben auch mit der Pumpe P. Derartige Ausführungen sind insbesondere für hochautonome Fahrfunktionen vorteilhaft.
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An mehreren Stellen in dem Bremssystem BS und der Pumpenanordnung PA sind Sensoren eingezeichnet, welche jeweils als Kästchen dargestellt sind. Diese Kästchen sind diagonal geteilt, wobei links oben jeweils ein „U“ als Hinweis auf eine Spannung als Ausgangsgröße gezeigt ist, und wobei jeweils rechts unten die zu messende Größe dargestellt ist. Dabei bezeichnet „p“ einen Druck, „s“ einen Weg bzw. einen Füllstand und „δ“ einen Drehwinkel.
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Die Pumpe P kann insbesondere im Redundanzfall die Druckstellung sicherstellen, d.h. wenn sich beispielsweise das Bremssystem BS ansonsten bereits in einer hydraulischen Rückfallebene befindet.
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Es sei verstanden, dass bei der dargestellten Ausführung lediglich zwei Anschlüsse AN1, AN2 des Bremssystems BS nötig sind. Auf weitere Anschlüsse kann verzichtet werden, insbesondere abgesehen von Anschlüssen für Bremsen B und Bremsflüssigkeitsbehälter BFB. Dies stellt einen erheblichen Vorteil im Vergleich zu Ausführungen gemäß dem Stand der Technik dar, in welchen typischerweise mehr Anschlüsse zum modularen Aufbau benötigt werden.
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2 zeigt stark schematisch eine mögliche Verschaltung (elektrische Energieversorgung) des Motors M der Pumpenanordnung PA. Hierzu ist insbesondere ein erster Kabelbaum KB1 dargestellt, welcher von einer ersten Spannungsversorgung P1 ausgeht. Wie gezeigt ist der Motor M direkt an dem ersten Kabelbaum KB1 angeschlossen. Außerdem ist ein zweiter Kabelbaum KB2 vorgesehen, welcher von dem ersten Kabelbaum KB1 unabhängig ist, und welcher von einer zweiten Spannungsversorgung P2 ausgeht. Der Motor M1 des in Form eines Linearaktuators LA ausgebildeten zweiten Druckerzeugers ist an den zweiten Kabelbaum KB2 angeschlossen.
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3 zeigt ein Zusammenwirken von Bremssystem BS und externer Pumpenanordnung PA schematisch. Dabei ist zu sehen, dass die Pumpenanordnung PA über einen Saugpfad SP und eine Rücklaufleitung RL am Bremssystem BS angeschlossen ist. Die Pumpenanordnung PA kann somit mit dem Linearaktuator LA und dem Motor M1 des Bremssystems BS parallel zur elektrisch ausgelösten Druckerzeugung verwendet werden. Alle Komponenten des Bremssystems BS, d.h. insbesondere ohne die externe Pumpenanordnung PA, sind dabei innerhalb des Gehäuses G verbaut.
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Die externe Pumpenanordnung PA ist insbesondere räumlich kleiner oder wesentlich kleiner als das Bremssystem BS.
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Durch die beschriebene Ausführung wird eine baulich und architekturmäßig einfache Umstellung von einem bereits bekannten Bremssystem auf hochautonome Fahrfunktionen basierend auf einem OneBox-System ermöglicht. Dabei kann ein einheitliches Fertigungskonzept für das Bremssystem mit und ohne hochautonome Fahrfunktionen realisiert werden. Es ergeben sich dadurch insbesondere auch eine deutliche Kostenersparnis und ein geringer Kostenvorhalt bei dem Bremssystem.
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Auf einfache Art und Weise kann mittels der hierin gezeigten Ausführung eine HAD-Architektur in einem OneBox-System vorgehalten werden, d.h. zwei Platinen können beispielsweise jeweils vorhanden sein und lediglich entsprechend bestückt werden. Ebenso kann ein Ventilblock entsprechend kompatibel sein. Dies betrifft insbesondere auch die Fertigungs- und Montageeinrichtungen.
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Die zur Anmeldung gehörigen Ansprüche stellen keinen Verzicht auf die Erzielung weitergehenden Schutzes dar.
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Sofern sich im Laufe des Verfahrens herausstellt, dass ein Merkmal oder eine Gruppe von Merkmalen nicht zwingend nötig ist, so wird anmelderseitig bereits jetzt eine Formulierung zumindest eines unabhängigen Anspruchs angestrebt, welcher das Merkmal oder die Gruppe von Merkmalen nicht mehr aufweist. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Unterkombination eines am Anmeldetag vorliegenden Anspruchs oder um eine durch weitere Merkmale eingeschränkte Unterkombination eines am Anmeldetag vorliegenden Anspruchs handeln. Derartige neu zu formulierende Ansprüche oder Merkmalskombinationen sind als von der Offenbarung dieser Anmeldung mit abgedeckt zu verstehen.
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Es sei ferner darauf hingewiesen, dass Ausgestaltungen, Merkmale und Varianten der Erfindung, welche in den verschiedenen Ausführungen oder Ausführungsbeispielen beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigt sind, beliebig untereinander kombinierbar sind. Einzelne oder mehrere Merkmale sind beliebig gegeneinander austauschbar. Hieraus entstehende Merkmalskombinationen sind als von der Offenbarung dieser Anmeldung mit abgedeckt zu verstehen.
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Rückbezüge in abhängigen Ansprüchen sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Diese Merkmale können auch beliebig mit anderen Merkmalen kombiniert werden.
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Merkmale, die lediglich in der Beschreibung offenbart sind oder Merkmale, welche in der Beschreibung oder in einem Anspruch nur in Verbindung mit anderen Merkmalen offenbart sind, können grundsätzlich von eigenständiger erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Sie können deshalb auch einzeln zur Abgrenzung vom Stand der Technik in Ansprüche aufgenommen werden.
