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Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere eine Kreiselpumpe, mit wenigstens einem elektrischen Pumpenantrieb, wenigstens einem Elektronikgehäuse und wenigstens einem Bedienteil zur Nutzerinteraktion, wobei das wenigstens eine Bedienteil an einem Gehäuseteil der Pumpe fixiert ist und in wenigstens zwei unterschiedlichen Fixierungspositionen an dem Gehäuseteil befestigbar ist.
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Moderne Pumpen, insbesondere Heizungsumwälzpumpen, zeichnen sich durch eine kompakte Bauweise aus. Die notwendige Elektronik für die integrale Steuer- bzw. Regeleinheit der Pumpe befindet sich oftmals in einem auf dem Pumpengehäuse oder Motorgehäuse umfangsseitig angebrachten Elektronikgehäuse. Zur Interaktion mit der Pumpe wird ein Bedienfeld vorgesehen, das dem Nutzer nicht nur Informationen über den Betrieb der Pumpe mittels eines Displays anzeigt, sondern ebenfalls die Konfiguration oder Steuerung der Pumpe über einzelne Eingabeelemente ermöglicht. Ein solches Bedienfeld kann unmittelbar in das Elektronikgehäuse bzw. das Pumpen- oder Motorgehäuse integriert oder stattdessen als separates Bauteil am Gehäuse installiert sein.
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Die Aufstellungsart von Pumpen ist u.a. durch die Bauart bedingt und wird in der Regel anwendungs- und umgebungsabhängig gewählt. Bekannt ist die Pumpenaufstellung mit horizontal oder vertikal ausgerichteter Laufrad- bzw. Motorachse. Bestimmte Pumpen gestatten eine flexible Aufstellung, was bei der Integration des Bedienfeldes beachtet werden muss, da ansonsten die Lesbarkeit der Anzeige und die Handhabung der Bedienelemente leidet.
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Zur Lösung dieses Problems wurde in der
WO 2011/106530 A1 bereits ein lösbares Bedienteil für Pumpen vorgeschlagen, das, je nach Einbaulage der Pumpe, mit unterschiedlicher Orientierung an der Pumpe montierbar ist. Zur Umsetzung muss das Bedienteil vollständig vom Pumpengehäuse gelöst und die elektrische Verbindung zwischen Bedienteil und Pumpenelektronik mittels Steckverbindung getrennt werden. Ein Nachteil dieser Lösung besteht in der aufwendigen Konstruktion der elektrischen Steckverbindung. Darüber hinaus bedeutet das Trennen und Wiederverbinden der elektrischen Verbindung immer ein gewisses Risiko für die handelnde Person, aber auch die Verbindung selbst, denn durch die falsche Handhabung, insbesondere durch nicht ausgebildete Fachkräfte, droht eine Schädigung der elektrischen Kontaktierung.
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Es besteht daher der Wunsch nach einer verbesserten Lösung, die eine einfachere und sichere Änderung der Position des Bedienteils gegenüber dem Pumpengehäuse gestattet.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Pumpe gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungen der Pumpe sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, das Bedienteil mit dem Gehäuseteil der Pumpe über eine Drehführung zu verbinden, insbesondere nicht lösbar zu verbinden. Anders als im Stand der Technik ist dadurch eine vollständige Separierung des Bedienteils vom Pumpengehäuse, insbesondere eine elektrische Trennung, während des Umbaus des Bedienteils nicht vorgesehen. Die mechanische Verbindung bleibt über die Drehführung bestehen und das Bedienteil kann um die Drehachse der Drehführung relativ zum Gehäuseteil in die gewünschte Fixierungsposition verdreht werden.
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Dies hat zum einen den Vorteil, dass eine elektrische Verbindung zwischen beiden Komponenten nicht getrennt werden muss, sondern beibehalten werden kann. Insgesamt wird dadurch nicht nur ein schnellerer, sondern auch ein sicherer Prozess zum Umbau des Bedienteils ermöglicht. Ferner kann auf etwaige Zugentlastungen der Kabelverbindung verzichtet werden, die ein versehentliches Lösen der elektrischen Verbindung verhindern.
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Die Verwendung der Erfindung ist insbesondere bei Pumpen sinnvoll, die eine flexible Aufstellung des Pumpenaggregats technisch ermöglichen, beispielsweise einen flexiblen Einbau mit horizontaler oder vertikaler Laufrad- bzw. Motorachse. Je nach Aufstellungsart kann dann mittels der Drehführung die Orientierung des Bedienteils vor oder nach erfolgtem Einbau der Pumpe an die Aufstellungsart angepasst werden. Hierbei ist eine Verdrehbarkeit des Bedienteils relativ zum Gehäuse von mindestens 90° sinnvoll. Der zulässige Drehwinkel kann jedoch darüber hinaus erweitert sein, beispielsweise kann eine Drehung des Bedienteils gegenüber dem Gehäuseteil von zumindest 180° oder gar mehr möglich sein.
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Sinnvollerweise dient die Drehführung gleichzeitig als Kabeldurchführung für die elektrische Verbindung zwischen Bedienteil und Pumpenelektronik. Die integrale Kabeldurchführung erlaubt die Verwendung konventioneller und handelsüblicher elektrischer Kabel für die Signal- und/oder Energieversorgungskabel. Zusätzliche Komponenten wie Steckverbindungen werden zumindest im Bereich der Drehführung nicht benötigt. Die Kabelführung zwischen beiden Komponenten kann durch wenigstens ein durchgängiges, nicht trennbares Kabel realisiert sein. Dies schliesst jedoch nicht aus, dass an den Kabeln selbst Steckverbinder vorgesehen sein können, bspw. zu Kontaktierungszwecken mit einer Platine innerhalb des Gehäuseteils und/oder Bedienteils oder etwaiger Bauteile. Diese Steckverbinder müssen jedoch während des Umsetzens des Bedienteils nicht zugänglich sein.
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Die Drehführung selbst kann auf unterschiedliche Weise konstruiert sein. So ist beispielsweise der Einsatz eines beliebigen Drehgelenks vorstellbar. Als einfache und bevorzugte Ausführung wird eine Schnappverbindung vorgeschlagen. Dazu sind am Bedienteil oder alternativ am Gehäuseteil ein oder mehrere Schnapphaken ausgebildet, die sich von der Montagefläche des Bedienteils oder des Gehäuseteils erstrecken, insbesondere senkrecht erstrecken. Als Montagefläche werden die sich kontaktierenden Flächen des Bedienteils und des Gehäuseteils verstanden.
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Die Schnapphaken greifen in eine korrespondierende Schnappöffnung der gegenüberliegenden Montagefläche des Gehäuseteils bzw. im Falle der Alternativlösung des Bedienteils ein und verrasten dort an der Öffnungskante. Der Abstand der wenigstens zwei Schnapphaken ist auf die Breite bzw. den Durchmesser der Schnappöffnung abgestimmt, so dass die beiden Schnapphaken in die Schnappöffnung hineinragen und deren Widerhaken den Öffnungsrand hintergreifen können. Es resultiert eine Verrastung der Widerhaken an der Öffnungskante, wodurch eine Trennung der Drehverbindung nicht oder zumindest nur unter erhöhtem Kraftaufwand und gleichzeitiger Verformung der Schnapphaken möglich ist. Beim Verdrehen des Bedienteils sind die Schnapphaken entlang der Öffnungskante der Schnappöffnung geführt. Idealerweise ist die Gleitfläche der Schnapphaken an die Kontur der Schnappöffnungswand angepasst.
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Sinnvollerweise sind die ein oder mehreren Schnapphaken am Rand einer Öffnung der Montagefläche des Bedienteils oder alternativ des Gehäuseteils angeordnet. Diese Öffnung dient zusammen mit der Schnappöffnung des korrespondierenden Teils als Kabeldurchführung zwischen den beiden Komponenten.
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Denkbar ist beispielsweise der Einsatz mehrerer Schnapphaken, insbesondere von zwei Schnapphaken, die an gegenüberliegenden Stellen des Öffnungsrandes angeordnet sind. Die zwei oder mehreren Schnapphaken sollten idealerweise gleichmäßig verteilt um den Öffnungsrand angeordnet sein, was die Drehführung und Stabilität der Verbindung optimiert. Drei Schnapphaken können bspw. um 120° versetzt um den Öffnungsrand angeordnet sein.
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Neben den ein oder mehreren Schnapphaken können ergänzend ein oder mehrere Führungselemente um die Öffnung ausgeformt sein. Die Kontur der zusätzlichen Führungselemente, insbesondere zumindest deren Gleitfläche, ist vorzugsweise an die Kontur der Innenwand der Schnappöffnung angepasst, so dass diese während der Drehung entlang der Innenkante der Schnappöffnung entlangleiten und für zusätzliche Stabilität sorgen. Denkbar ist bspw. eine Ausführung mit zwei gegenüberliegenden Schnapphaken und zwei gegenüberliegenden Führungselementen.
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Ferner kann wenigstens eine Drehbegrenzung vorgesehen sein, um den maximalen Drehwinkel des Bedienteils gegenüber der Pumpe zu begrenzen. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Drehverbindung zusätzlich als Kabeldurchführung genutzt wird und durch eine Überdrehung eine Beschädigung des durchgeführten Kabels zu erwarten wäre. Beispielsweise kann mittels des Drehbegrenzers der Drehwinkel auf weniger als 360°, bevorzugt auf etwa 270°, idealerweise auf ca. 180° begrenzt sein. Denkbar ist auch eine Begrenzung auf einen Drehwinkel kleiner 180°, bspw. auf maximal 90°.
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Die Drehbegrenzung kann einen am Bedienteil oder alternativ am Gehäuseteil bzw. der jeweiligen Montagefläche auskragenden Zapfen umfassen. Der von der entsprechenden Montagefläche senkrecht abstehende Zapfen ragt in eine auf der gegenüberliegenden Montagefläche des Bedienteils bzw. Gehäuseteils ausgeprägte Kontur, insbesondere Führungsnut, hinein. Während der Drehbewegung gleitet der Zapfen entlang dieser Gegenkontur. Die Gegenkontur ist bspw. eine teilkreisförmige Führungsnut. Die Enden der Führungsnut bzw. Gegenkontur wirken als Anschläge für den Zapfen und begrenzen somit den Drehwinkel in wenigstens eine, vorzugsweise beide Drehrichtungen.
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Da durch die Drehverbindung und die entsprechende Kabeldurchführung Öffnungen sowohl im Pumpengehäuse als auch im Bedienteilgehäuse vorgesehen sind, muss die Schnittstelle zwischen beiden Komponenten ausreichend gegenüber Spritzwasser geschützt werden. Vor diesem Hintergrund ist es sinnvoll, im Bereich um die Drehführung wenigstens ein Dichtungselement anzuordnen, das insbesondere die Drehführung vollständig umschließt. Die Anordnung des Dichtungselementes kann entweder direkt auf der Montagefläche des Bedienteils oder alternativ auf der Montagefläche des Gehäuseteils vorgesehen sein. Idealerweise ist das Dichtungselement eine Ringdichtung, die koaxial um die Drehführung auf einer der Montageflächen angeordnet ist, bspw. in eine dort vorgesehene dedizierte Nut eingelassen ist.
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Bevorzugter Weise gestattet die Drehführung zwischen den beiden Komponenten ein gewisses axiales Spiel, d. h. ein Spiel entlang der Drehachse, sodass eine nahezu reibungslose bzw. eine Drehbewegung ohne Kontakt zwischen den Montageflächen möglich ist. Das axiale Spiel kann jedoch auch begrenzt sein, so dass zwar die Anpresskraft der Montageflächen für die Drehbewegung temporär reduzierbar ist, die Montageflächen jedoch weiterhin in Kontakt stehen. Für diesen Fall ist es sinnvoll, wenn das eingesetzte Dichtungselement ein gleitfähiges Dichtungsmaterial umfasst.
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Wie bereits vorstehend angedeutet, sollte in der jeweiligen Fixierungsposition eine gewisse Anpresskraft in Axialrichtung auf das Bedienteil bzw. Gehäuseteil wirken, um zum einen die Drehbewegung zu unterbinden und andererseits eine ausreichende Komprimierung des Dichtungselementes zur Abdichtung der Schnittstelle zu bewirken. Erreicht wird dies bspw. durch eine Verdrehsicherung, um das Bedienelement in der gewünschten Position am Gehäuseteil drehfest festzulegen. Sinnvollerweise wird durch die Verdrehsicherung auch die notwendige Axialkraft aufgebracht. Denkbar ist die Verwendung ein oder mehrerer Schraubverbindungen zwischen Bedienteil und Gehäuseteil, die senkrecht zu den Montageflächen gesetzt werden.
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Das Bedienteil weist vorzugsweise mehrere Aufnahmen für Schrauben, das Gehäuseteil mehrere Bohrungen zur Verschraubung auf, wodurch das Bedienteil in mindestens zwei unterschiedlichen Fixierungspositionen verschraubt werden kann. Sinnvollerweise wird das Bedienteil in jeder Fixierungsposition über mindestens zwei Schraubverbindungen fixiert. Die Aufnahmen am Bedienteil ermöglichen sinnvollerweise den Zugang zu den Schraubköpfen von der Bedienseite aus.
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Bei dem Gehäuseteil zur Aufnahme des Bedienteils handelt es sich vorzugsweise um das Elektronikgehäuse der Pumpe. Ein solches Elektronikgehäuse umfasst in der Regel einen Frequenzumrichter zur Drehzahlregelung der Pumpe und wird in der Praxis auch als Umrichtergehäuse bezeichnet. Das Elektronikgehäuse kann umfangsseitig auf dem Motorgehäuse und/oder dem Pumpengehäuse installiert sein.
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Das Bedienteil kann ein oder mehrere Eingabeelemente zur Konfiguration und/oder Steuerung der Pumpe aufweisen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das Bedienelement wenigstens ein Anzeigeelement umfassen, um unterschiedliche Betriebsparameter der Pumpe für den Nutzer visuell anzuzeigen. Die Eingabeelemente können als Taster, Schalter, berührungsempfindliche Eingabeelemente oder einer Kombination daraus ausgestaltet sein. Wenigstens ein Eingabeelement kann ein mechanisches Stellrad bzw. ein mittels berührungsempfindlicher Touchfläche simuliertes Stellrad sein.
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Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sollen nachfolgend anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:
- 1a bis 1c: unterschiedliche Ansichten der erfindungsgemäßen Pumpe,
- 2: eine Rückansicht des Bedienteils für die erfindungsgemäße Pumpe,
- 3: eine Schnittansicht der Pumpe gemäß den 1a bis 1c im Bereich der Schnittstelle A-A zwischen Bedienteil und Elektronikgehäuse und
- 4a, 4b: unterschiedliche Schnittdarstellungen entlang der Schnittachsen B-B und E-E gemäß 3.
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Die 1a bis 1c zeigen unterschiedliche Ansichten der erfindungsgemäßen Pumpe. Die Pumpe besteht dabei aus einem hydraulischen Pumpenteil 2, der im Ausführungsbespiel exemplarisch als Kreiselpumpe aufgebaut ist. Zum Antrieb des integralen Laufrades dient ein direkt am Hydraulikgehäuse angebauter Elektromotor 1. Auf dem Gehäuseumfang des Motorgehäuses sitzt ein Umrichtergehäuse 3, das neben der notwendigen Umrichterelektronik auch eine zentrale Steuerungslogik der Pumpe enthalten kann.
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Das hier im Wesentlichen polygonartige Umrichtergehäuse 3 weist an einer schmalen Seitenfläche ein Bedienteil 10 auf, das ein visuelles Display 12 zur Anzeige relevanter Pumpendaten und wenigstens ein Bedienelement 11 aufweist. Über das hier als Stellrad ausgeführte Bedienelement 11 kann der Nutzer die Pumpensteuerung konfigurieren oder auch Steuereingaben zur manuellen Steuerung der Pumpe tätigen.
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1a zeigt die Pumpe in vertikaler Aufstellung, d. h. die Drehachse des Pumpenlaufrades sowie des Motors verlaufen vertikal. 1b zeigt die identische Pumpe in horizontaler Aufstellung. Um den Zugang zum Bedienteil 10 unabhängig von der Aufstellungsart zu optimieren, ist das Bedienteil in der horizontalen Einbaulage gemäß 1 b im Vergleich zur vertikalen Einbaulage gemäß 1a gegenüber dem Umrichtergehäuse 3 um 180° gedreht montiert. Die Änderung der Fixierungsposition des Bedienteils 10 am Umrichtergehäuse 3 wird mittels der erfindungsgemäßen Drehführung 20 zwischen Bedienteil 10 und Elektronikgehäuse 3 realisiert, die einen vergleichsweise einfachen, schnellen als auch sicheren Umbau gewährleistet.
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Fixiert wird das Bedienteil 10 am Umrichtergehäuse 3 unter anderem über die beiden Schrauben 13, die von der Bedienoberfläche des Bedienteils 10 zugänglich sind und sich durch das Bedienteil in das Umrichtergehäuse 3 erstrecken. Durch die resultierende Schraubverbindung wird nicht nur eine Verdrehsicherung erreicht, sondern das Bedienteil 10 auch mit der notwendigen Axialkraft gegen das Umrichtergehäuse 3 gepresst. Durch das Lösen der Schrauben 13 entfällt die Axialkraft und ein gewisses Axialspiel der Drehführung 20 gestattet eine nahezu kraftfreie Verdrehung des Bedienteils 10 gegenüber dem Umrichtergehäuse 3.
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Essentiell bei der Drehführung 20 zwischen dem Bedienteil 10 und dem Umrichtergehäuse 3 ist, dass die mechanische Verbindung zwischen beiden Komponenten 3, 10 bestehen bleibt. Die dazu notwendige Ausgestaltung der Drehführung 20 soll nachfolgend anhand der 2 erläutert werden, die eine Rückansicht auf das Bedienteil 10 zeigt. Die dem Umrichtergehäuse 3 in der Montageposition zugewandte Fläche des Bedienteils 10 wird als Montagefläche 14 bezeichnet. Diese Montagefläche 14 umfasst eine zentrale, kreisförmige Öffnung 24, durch die wenigstens ein elektrisches Kabel aus dem Inneren des Bedienteils 10 nach außen geführt ist. Um den Rand der Öffnung 24 sind zwei sich gegenüberliegende Schnapphaken 21 vorgesehen, die senkrecht von der Montagefläche 14 in Richtung des Umrichtergehäuses 3 auskragen und am freien Ende Widerhaken 21a aufweisen. Zwischen den beiden Schnapphaken 21 sind zwei sich gegenüberliegende Führungselemente 22 ausgeformt, die ebenfalls senkrecht von der Montagefläche 14 auskragen und deren Außenkontur an die Innenkontur der korrespondierenden Schnappöffnung 32 des Umrichtergehäuses 3 (siehe 3) angepasst ist.
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Der leicht versetzt zu dem linken Schnapphaken 21 ausgebildete Zapfen 23 ist Teil einer Drehwinkelbegrenzung und läuft während der Drehbewegung in einer korrespondierenden Führungsnut 31 des Umrichtergehäuses 3 (siehe 3). Erkennbar sind ebenfalls die Gewindeenden der durchgeführten Schrauben 13. Koaxial um die Öffnung 24 verläuft eine elastische Ringdichtung 15, die in eine Ringnut der Montagefläche 14 eingelassen ist.
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3 zeigt eine Schnittdarstellung der Pumpe entlang der Schnittachse A-A der 1c. Die vergrößerte Detaildarstellung C der 3 zeigt die Schnappöffnung 32 aus einer Perspektive vom Inneren des Umrichtergehäuses 3. Erkennbar sind die beiden Widerhaken 21 a der Schnapphaken 21, die durch die Schnappöffnung 32 des Umrichtergehäuses 3 durchgeführt sind und die Innenkante der Schnappöffnung 32 zur Verrastung hintergreifen. Dadurch wird eine stabile, nicht trennbare Drehverbindung zwischen dem Bedienteil 10 und dem Elektronikgehäuse 3 geschaffen. Ersichtlich sind zudem die beiden Führungselemente 22, deren Außenkonturen an der Innenwandung der Schnappöffnung 32 anliegen und entlanggleiten. Durch die sich überlappenden Öffnungen 24, 32 verlaufen die elektrischen Verbindungskabel zwischen dem Bedienteil 10 und der Elektronik im Umrichtergehäuse 3.
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Die Führungsnut 31 für die Drehwinkelbegrenzung verläuft koaxial um die Schnappöffnung 32 in Form einer halben Ringnut. Die beiden Enden der halben Ringnut 31 bilden Anschlagsflächen für den eingreifenden Zapfen 23 zur Drehwinkelbegrenzung in beide Richtungen. Durch die halbreisförmige Ringnut 31 wird ein Drehwinkel von maximal 180° gewährleistet.
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Die 4a, 4b zeigen nochmals Schnittdarstellungen entlang der Schnittachsen E-E und B-B der 3.
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Wir bereits vorstehend beschrieben wurde, müssen zum Verdrehen des Bedienteils 10 gegenüber dem Umrichtergehäuse 3 zunächst die beiden Schrauben 13 gelöst werden. Durch das Lösen der Schraubverbindung nimmt die Anpresskraft des Bedienteils 10 in Axialrichtung auf das Elektronikgehäuse 3 ab, sodass im Idealfall ein reibungsloses Verdrehen ermöglicht wird. Sofern ein begrenztes Axialspiel es nicht zulässt, dass sich die Montagefläche 14 des Bedienteils 10 vollständig von der Montagefläche des Umrichtergehäuses 3 abhebt, so sollte die Ringdichtung 15 aus einem geeigneten Material mit einer ausreichenden Gleitfähigkeit zusammengesetzt sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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