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Die Erfindung bezieht sich auf ein Gestaltungsverfahren eines Hohlkörpers, insbesondere eines Druckbehälters sowie auf einen Hohlkörper, insbesondere einen Druckbehälter, welcher nach dem Gestaltungsverfahren gestalten ist.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2009 015 539 A1 geht ein Hohlkörper hervor, welcher auch als Druckbehälter fungiert. Der bekannte Hohlkörper ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgeformt, wobei mantelseitig Abplattungen vorgesehen sind. Bei axialer Ausrichtung mehrerer Hohlkörper wird eine kompakte Aneinanderreihung mehrerer Hohlkörper erschwert, da ungenutzte Zwickelräume verbleiben. Weiterhin erweist sich die Gestaltung eines derartigen Hohlkörpers als aufwendig.
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Daher ist es Aufgabe der Erfindung zum einen ein Gestaltungsverfahren eines Hohlkörpers, insbesondere eines Druckbehälters anzugeben, welches in vereinfachter Weise verschiedenartigste Varianten von Hohlkörpern generieren lässt. Zum Anderen ist ein Hohlkörper anzugeben, welcher zur Verfügung stehende Räume in verbesserter Weise ausnutzt.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Gestaltungsverfahren eines Hohlkörpers, insbesondere eines Druckbehälters dadurch gelöst, dass
- – ein erstes Modell eines ersten Teilhohlkörpers vorliegt, dass
- – ein zweites Modell eines zweiten Teilhohlkörpers vorliegt, dass
- – das erste Modell und das zweite Modell in Kontakt gebracht werden, dass
- – sich nach dem Kontaktieren ein resultierendes Modell des Hohlkörpers mit einer äußeren Hüllwandung aus erstem und zweitem Modell einstellt und
- – im Inneren des resultierenden Modells ein umgriffener Aufnahmeraum begrenzt ist.
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Bei einem Hohlkörper handelt es sich um eine Vorrichtung, welche einen Aufnahmeraum innerhalb des Hohlkörpers aufweist, wobei der Aufnahmeraum von einer äußeren Hüllwandung des Hohlkörpers begrenzt ist. Somit kann der Aufnahmeraum beispielsweise im Innern des Hohlkörpers hermetisch von dessen Umgebung abgeschlossen sein, so dass der Hohlkörper auch als Druckbehälter nutzbar ist. Der Aufnahmeraum im Innern des Hohlkörpers kann mit einem Über- oder Unterdruck gegenüber der Umgebung des Hohlkörpers beaufschlagt sein. Darüber hinaus können im Aufnahmeraum auch weitere Baugruppen angeordnet sein. Derartige Baugruppen können beispielsweise elektrische Phasenleiter sein, welche der Übertragung eines elektrischen Stromes dienen können und durch ein im Innern des Aufnahmeraumes befindliches elektrisch isolierendes Fluid, insbesondere eines elektrisch isolierendes Gases, wie z. B. Schwefelhexafluorid, Stickstoff oder Kohlendioxid zumindest abschnittsweise elektrisch isoliert sein. Bevorzugt sollte das Fluid unter einem Überdruck stehen, so dass sich die elektrische Isolationsfestigkeit des Fluides zusätzlich vergrößert. Beispielsweise kann der Hohlkörper ein Kapselungsgehäuse eines Wandlers, insbesondere eines Stromwandlers sein. Ein Wandler ist dazu vorgesehen, innerhalb des Aufnahmeraumes auftretende elektrische Größen, wie beispielsweise Ströme oder Spannungen zu erfassen und in eine andere physikalische Größe bzw. in eine andere Dimension zu wandeln. Die entsprechenden Ausgangssignale eines Wandlers können dann zu einem Bereich außerhalb des Aufnahmeraumes übertragen werden. Ein derartiger Wandler kann beispielsweise ein Stromwandler oder ein Spannungswandler sein, wobei ein Stromwandler einem Erfassen bzw. Wandeln eines elektrischen Stromes und ein Spannungswandler einem Wandeln bzw. Erfassen einer elektrischen Spannung dient. Normierte Größen, welche den erfassten Strom/ die erfasste Spannung abbilden, können dann zu einem Bereich außerhalb des Aufnahmeraumes übertragen und dort beispielsweise weiterverarbeitet werden. Ein Stromwandler bzw. Spannungswandler kann beispielsweise nach einem transformatorischen Prinzip arbeiten. In diesem Falle dient der zu überwachende Phasenleiter als Primärwicklung und der Spannungswandler bzw. der Stromwandler weist eine Sekundärwicklung auf, welche eine in der Primärwicklung anliegende elektrische Größe, wie beispielsweise Strom oder Spannung abbildet. Darüber hinaus können auch weitere Funktionsprinzipien, wie beispielsweise Hallsensoren, optische Wandler, kapazitive Teiler usw. an Wandlern zum Einsatz gelangen.
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In Abhängigkeit der im Innern des Hohlkörpers aufzunehmenden Baugruppen, wie beispielsweise der Formgebung eines Phasenleiters oder mehrerer Phasenleiter, Wicklungen etc. können sich verschiedenartigste Formen eines Hohlkörpers als geeignet erweisen. Insbesondere bei einer Verwendung des Hohlkörpers als Druckbehälter sind zum einen die zur Aufnahme von Bauteilen im Aufnahmeraum notwendigen Volumina zu berücksichtigen. Zum anderen ist eine, insbesondere steife und druckfeste Gestaltung des Hohlkörpers von Interesse. Insbesondere bei einer Verwendung von dreiphasigen Anordnungen, d. h., innerhalb des Aufnahmeraumes sind mehr als eine Phase eines mehrphasigen Elektroenergieübertragungssystemes gegeneinander elektrisch isoliert angeordnet, können die Hohlkörper relativ große Volumina erreichen.
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Eine massearme Ausgestaltung eines Hohlkörpers bei gleichzeitiger hoher Druckbelastbarkeit ist ermöglicht, wenn ein erfindungsgemäßes Gestaltungsverfahren für einen Hohlkörper zum Einsatz gelangt. Der Hohlkörper kann beispielsweise durch ein Verbinden eines ersten Modelles eines ersten Teilhohlkörpers sowie eines zweiten Modelles eines zweiten Teilhohlkörpers gebildet werden. Dazu werden das erste und das zweite Modell in Berührung bzw. Überlappung/Überschneidung gebracht, so dass die beiden Modelle verschieden von einer Deckungsgleichheit angeordnet sind, jedoch eine Menge an gemeinsamen Punkten aufweisen. Durch eine Verbindung der gemeinsamen Punkte entsteht ein resultierendes Modell des Hohlkörpers. Die äußere Hüllwandung wird durch die äußeren Oberflächen der Teilhohlkörper gebildet, welche von außerhalb des resultierenden Modelles zugänglich sind. Innerhalb des resultierenden Modelles ergibt sich ein Aufnahmeraum, welcher von dem resultierenden Modell umgriffen sowie von diesem zumindest abschnittsweise begrenzt ist. Durch diese Art der Gestaltung eines Hohlkörpers besteht die Möglichkeit, Teilhohlkörper verschiedenster Ausgestaltung miteinander zu verschmelzen. Insbesondere kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der erste Teilhohlkörper sowie der zweite Teilhohlkörper bevorzugt gleichartig ausgeformt sind, wobei im ersten sowie im zweiten Teilhohlkörper beispielsweise bereits ebene Flächen vorgesehen sind, an welchen ein Berühren/Verschmelzen von erstem und zweitem Teilhohlkörper erfolgen soll, so dass eine Ebene zwischen erstem und zweitem Teilhohlkörper gebildet ist, die im Wesentlichen von parallel zueinander liegenden Wandungen des ersten bzw. des zweiten Modells begrenzt sind.
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Um einen Zugang zum umgriffenen Aufnahmeraum des resultierenden Modells zu erlangen, können an das resultierende Modell z. B. Stutzen usw. angesetzt werden, welche eine Zugangsöffnung zu dem oder den Aufnahmeraum/-räumen aufweisen. Beispielsweise können die Stutzen als so genannte Flanschschnittstellen ausgeformt sein, so dass das resultierende Modell mit weiteren Hohlkörpern verbindbar ist. Die Flanschschnittstellen können beispielsweise an entgegengesetzten Enden des resultierenden Modells des Hohlkörpers angesetzt werden. Bevorzugt sollten Flanschschnittstellen jeweils paarig am resultierenden Modell angesetzt werden und bevorzugt sollte eine koaxiale Ausrichtung der paarigen Flanschschnittstelle vorgesehen sein, wobei koaxial liegende Flanschschnittstellen an entgegengesetzten Enden des resultierenden Modells mit entgegengesetztem Richtungssinn versehen sein sollten. Bei den Flanschschnittstellen kann es sich beispielsweise um Schraubflansche, Losflansche, Schweißflansche oder andere geeignete Flanschschnittstellen handeln.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass eine innerhalb der Hüllwandung verbleibende Wandung zumindest eines der Modelle der Teilhohlkörper durchbrochen wird, so dass sich im Inneren der äußeren Hüllwandung ein von dem erstem Modell und dem zweiten Modell begrenzter Aufnahmeraum einstellt.
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Bei einem Verschmelzen der Modelle der Teilhohlkörper miteinander ergibt sich eine innerhalb der Hüllwandung liegende Wandung, welche zumindest von einem der Modelle der Teilhohlkörper resultiert. Die Modelle der Teilhohlkörper können beispielsweise derart miteinander verschmelzen, dass gegebenenfalls für ein Verschmelzen vorgesehene ebene Schnittflächen miteinander zur Anlage kommen, so dass im Verschmelzungsbereich vom ersten und zweiten Teilhohlkörper lediglich eine ebene Wandung liegt. Diese Wandung, welche innerhalb der äußeren Hüllwandung befindlich ist, kann nunmehr durchbrochen werden, dass von dem ersten und von dem zweiten Teilhohlkörper begrenzte Bereiche des Aufnahmeraumes miteinander kommunizieren können, so dass ein gemeinsam von erstem und zweitem Teilhohlkörper innerhalb der äußeren Hüllwandung des resultierenden Modells begrenzter Aufnahmeraum entsteht.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass innerhalb der Hüllwandung verbleibende Wandung zumindest eines Modells der Teilhohlkörper entfernt wird.
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Entfernt man eine verbleibende Wandung aus dem resultierenden Modell, so wird ein Kommunikationskanal zwischen dem ersten Teilhohlkörper und dem zweiten Teilhohlkörper auf einen größeren Querschnitt erweitert, so dass der Aufnahmeraum im Innern des resultierenden Modells gut genutzt werden kann. Durch den Verschmelzungsbereich, welcher auch als Verbindungsbereich bezeichnet werden kann, können so Bauteile hindurchragen und der nunmehr im resultierenden Modell vorliegende Aufnahmeraum günstig befüllt werden. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass ein Verbinden von erstem und zweitem Modell mit einem Erhalt, der im Bereich der Verbindung von erstem und zweitem Modell befindlichen Wandung verbunden ist. Dadurch ist es möglich zwei voneinander separierte Aufnahmeräume innerhalb des resultierenden Modells anzuordnen, welche über die verbleibende Wandung zwischen den beiden Aufnahmeräumen nach Art einer Membran im Verbindungsbereich von erstem Teilhohlkörper und zweitem Teilhohlkörper erstreckt. Der Verbindungsbereich eines Teilhohlkörpers kann beispielsweise durch entsprechende Abschnitte an den Teilkörpern definiert sein, so dass ein Anstoßen bzw. Aufsitzen der beiden Teilhohlkörper in einer Ebene erfolgt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das erste und das zweite Modell längs einer Verschmelzungsachse gegeneinander, insbesondere ineinander geschoben werden.
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Eine Achse definiert einen Verschiebeweg, entlang welchem eine lineare Annäherung von erstem und zweitem Modell erfolgt. Entsprechend ergibt sich aufgrund der Formgebung von erstem und zweitem Teilhohlkörper ein definierter Verbindungsbereich. Beispielsweise kann der Verbindungsbereich zweier im Wesentlichen kugelförmiger Teilhohlkörper quer zu der Verschmelzungsachse liegen, so dass im Verbindungsbereich eine kreisringförmige oder eine punktförmige Verbindung zwischen erstem und zweitem Teilhohlkörper entsteht.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Hüllwandung einen, insbesondere in einer Ebene verlaufenden Fügespalt aufweist, welcher im Wesentlichen quer oder im Wesentlichen parallel zur Verschmelzungsachse liegt.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Fügespalt parallel zur Verschmelzungsachse von erstem Modell und zweitem Modell liegt. Entsprechend kann der Fügespalt sich durch den ersten Teilhohlkörper sowie auch durch den zweiten Teilhohlkörper erstrecken. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Fügespalt im Wesentlichen quer, insbesondere lotrecht zur Verschmelzungsachse liegt. Vorteilhaft kann der Fügespalt sich so im Fügebereich der Modelle erstrecken. Dieser Fügespalt kann beispielsweise den Kontaktierungsbereich der beiden Modelle der beiden Teilhohlkörper definieren.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen kompakten Hohlkörper, insbesondere Druckbehälter mit einer Hüllwandung anzugeben, welcher ein möglichst großvolumiges Aufnahmevolumen bei geringen Außenabmessungen aufweist.
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Erfindungsgemäß wird dies bei einem Hohlkörper, insbesondere Druckbehälter mit einer Hüllwandung dadurch gelöst, dass der Hohlkörper aus einem ersten Teilhohlkörper und einem zweiten Teilhohlkörper zusammengesetzt ist, wobei am ersten Teilhohlkörper ein erstes Paar von Flanschschnittstellen und am zweiten Teilhohlkörper ein zweites Paar von Flanschschnittstellen angeordnet sind, wobei die Hüllwandung einen Verbindungsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Teilhohlkörper aufweist.
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Sowohl der erste als auch der zweite Teilhohlkörper können beliebige Formgebungen aufweisen. Bevorzugt sollten sowohl der erste als auch der zweite Teilhohlkörper annähernd gleichartig ausgeformt sein. Dabei sollten bei einer asymmetrischen Ausgestaltung der Teilhohlkörper die beiden Teilhohlkörper mit entgegengesetztem Richtungssinn in Richtung einer Verschmelzungsachse zueinander liegen. Die Flanschschnittstellen können jeweils einen kreisringförmigen Querschnitt bzw. einen rohrförmigen Querschnitt aufweisen und insbesondere können die Paare von Flanschschnittstellen zueinander koaxial ausgerichtet sein. Besonders vorteilhaft können sowohl die Flanschschnittstellen des ersten Paares als auch die Flanschschnittstellen des zweiten Paares jeweils achsgleich ausgerichtet sein, wobei die Achsen des ersten Paares sowie des zweiten Paares parallel zueinander liegen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass im Verbindungsbereich eine Taillierung der Hüllwandung vorliegt.
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Durch eine Taillierung der Hüllwandung weist der Hohlkörper im Bereich zwischen dem ersten Teilhohlkörper und dem zweiten Teilhohlkörper eine verjüngte Zone auf, welche mechanisch stabilisierend sowohl gegenüber dem ersten Teilhohlkörper als auch gegenüber dem zweiten Teilhohlkörper wirkt. Trotz eines vergleichsweise großen Aufnahmeraumes innerhalb des Hohlkörpers weist dieser eine große Druckfestigkeit auf. Es kann in jedem der Teilhohlkörper ein separater Aufnahmeraum angeordnet sein. Die beiden Teilhohlkörper können auch einen gemeinsamen Aufnahmeraum begrenzen, welcher im Verbindungsbereich zwischen erstem Teilhohlkörper und zweitem Teilhohlkörper eingeschnürt ist. Somit ist in jedem der Teilhohlkörper ein ausreichendes Volumen gegeben, um gegebenenfalls weitere Einbauten, wie beispielsweise Phasenleiter oder auch andere Baugruppen wie Wandler, insbesondere Strom- und Spannungswandler aufzunehmen. Gegenüber einer nicht taillierten Ausgestaltung eines Hohlkörpers kann so ein versteifter Körper entstehen, welcher einer Druckbeanspruchung in günstiger Weise wiedersteht.
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Eine Taillierung ermöglicht es beispielsweise, den Hohlkörper mit einem Querschnitt auszustatten, dessen äußere Hüllkontur an den äußeren Umfang der Ziffer acht erinnert. So kann beispielsweise auch eine Verflanschung von einzelnen Abschnitten, welche Teil des Hohlkörpers sind, vorgesehen sein, wobei ein Flansch zur Verbindung einzelner Abschnitte einen derartigen Formverlauf aufweist, der an einer äußeren Kontur der Ziffer acht erinnert.
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Beispielsweise kann der Hohlkörper ein Druckbehälter sein, welcher in seinem Inneren hermetisch abgeschlossene Aufnahmeräume oder zumindest einen hermetisch abgeschlossenen Aufnahmeraum aufweist, welcher beispielsweise mit einem Fluid befüllbar ist. Das Fluid kann beispielsweise einen Über- oder Unterdruck gegenüber der Umgebung des Hohlkörpers aufweisen. Insbesondere sollte es sich bei dem Fluid um ein elektrisch isolierendes Fluid wie Schwefelhexafluorid, Stickstoff oder Kohlendioxid in gasförmiger oder flüssiger Form handeln. Darüber hinaus können auch Fluide wie Isolieröle oder Isolieresther zum Einsatz kommen. Der Druckbehälter kann dabei als Kapselungsgehäuse einer Elektroenergieübertragungseinrichtung dienen, d. h., im Innern des Hohlkörpers befindliche Phasenleiter dienen der Übertragung von elektrischer Energie. Dabei dienen insbesondere in einem der Aufnahmeräume angeordnete Wandler einem Erfassen einer physikalischen Größe, beispielsweise eines elektrischen Stromes, welcher durch einen oder mehrere Phasenleiter fließt bzw. einer elektrischen Spannung, mit welcher einer oder mehrere Phasenleiter beaufschlagt sind. Insbesondere kann jedes der Paare von Flanschschnittstellen einem Einleiten bzw. einem Ausleiten eines oder mehrerer Phasenleiter in den oder die Aufnahmeräume des Hohlkörpers dienen. Insbesondere kann eine mehrphasige Anordnung vorgesehen sein, bei welcher mehrere voneinander elektrisch isolierte Phasenleiter innerhalb ein und desselben Volumens elektrisch isolierenden Fluids angeordnet sind. Diese mehreren Phasenleiter werden dann auch jeweils durch zumindest eine der Flanschschnittstellen des Hohlkörpers hindurchgeführt. Ein Hindurchführen der Phasenleiter durch die Flanschschnittstellen kann dabei fluiddicht erfolgen. Beispielsweise können dazu entsprechende Scheibenisolatoren, welche die Öffnungen der Flanschschnittstellen verschließen, eingesetzt werden. In diesen Bereichen kann eine Feststoffisolation der Phasenleiter vorgesehen sein.
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Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass ein Fügespalt den Hohlkörper in einen ersten und einen zweiten Abschnitt aufteilt, wobei an jedem der beiden Abschnitte eine Flanschschnittstelle des ersten Paares und eine Flanschschnittstelle des zweiten Paares angeordnet sind.
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Die Nutzung eines Fügespalts ermöglicht es, den Hohlkörper beispielsweise aus Halbschalen zusammenzusetzen, so dass zur Fertigung eines Hohlkörpers einfache Verfahren zum Einsatz gelangen können. So können beispielsweise in einfach gestalteten Gussformen jeweils Abschnitte des Hohlkörpers gegossen werden, die dann unter Bildung des Fügespaltes zu einem Hohlkörper zusammengesetzt werden. Der Fügespalt kann dazu bevorzugt in einer Ebene verlaufen. Beispielsweise kann die Ebene im Wesentlichen lotrecht zu einer Achse einer Flanschschnittstelle liegen oder auch parallel bzw. windschief zu einer Achse einer Flanschschnittstelle ausgerichtet sein. Bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass bei einer lotrechten Lage des Fügespaltes zu einer Achse der Flanschschnittstellen eine Verschmelzungsachse von erstem Teilhohlkörper und zweitem Teilhohlkörper im Wesentlichen parallel zur Ebene des Fügespaltes liegt. Umgekehrt kann bei einer Lage des Fügespaltes im Wesentlichen parallel zu einer der Achsen der Flanschschnittstellen eine lotrechte Lage der Ebene des Fügespaltes zu einer Verschmelzungsachse der Teilhohlkörper vorliegen. Ordnet man nunmehr an jeden der beiden Abschnitte zumindest eine Flanschschnittstelle des ersten sowie des zweiten Paares an, so ermöglicht dies, annähernd hinterschneidungsfreie Abschnitte des Hohlkörpers vorzusehen, welche in Zusammensetzung einen Hohlkörper ergeben. Somit besteht weiterhin die Möglichkeit, möglichst gleichartige Abschnitte zu verwenden, um diese zu einem Hohlkörper zusammenzusetzen. Beispielsweise können die Abschnitte im Wesentlichen symmetrisch angeordnet sein, wobei eine Symmetrieebene beispielsweise im Fügespalt liegen kann. Alternativ kann bei der Verwendung von gleichartigen Abschnitten auch vorgesehen sein, dass diese symmetrisch zu einer Achse liegen, welche parallel zu den Achsen von Flanschabschnitten liegt.
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Es kann weiter vorteilhaft vorgesehen sein, dass ein Fügespalt den Hohlkörper in einem ersten Abschnitt und in einem zweiten Abschnitt unterteilt, wobei am ersten Abschnitt zumindest eine Flanschschnittstelle des ersten Paares und keine Flanschschnittstelle des zweiten Paares und am zweiten Abschnitt zumindest eine Flanschschnittstelle des zweiten Paares und keine Flanschschnittstelle des ersten Paares angeordnet sind.
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Eine derartige Formgebung ermöglicht es beispielsweise, den ersten Teilhohlkörper oder den zweiten Teilhohlkörper auch separat zu verwenden und den Fügespalt von erstem bzw. zweitem Teilhohlkörper statt durch den jeweils anderen Teilhohlkörper zu verschließen, beispielsweise mit einer Wandung zu verschleißen. Somit besteht die Möglichkeit, jeden der Teilhohlkörper unabhängig vom anderen zu verwenden und beispielsweise aus einem ersten Teilhohlkörper einen ersten Druckbehälter und aus dem zweiten Teilhohlkörper einen zweiten Druckbehälter zu fertigen. Somit besteht die Möglichkeit an jedem der Abschnitte, d. h., der erste Abschnitt begrenzt den ersten Teilhohlkörper und der zweite Abschnitt begrenzt den zweiten Teilhohlkörper, jeweils Flanschschnittstellen eines Paares vorzusehen, so dass diese beiden Flanschschnittstellen wiederum eine Zugangsmöglichkeit zu einem im ersten Teilhohlkörper bzw. im zweiten Teilhohlkörper angeordneten Aufnahmeraum gewährleisten.
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Diese Konstruktion weist weiterhin den Vorteil auf, dass die beiden Teilhohlkörper über einen möglichst ebenen Fügespalt miteinander verbindbar sind, wobei der Fügespalt im Wesentlichen parallel zu den Achsen der Flanschschnittstelle bzw. lotrecht zur Verschmelzungsachse des Hohlkörpers liegt. Die Hüllkontur des Fügespaltes kann dabei verschiedenartige Formgebungen aufweisen, insbesondere ist dies abhängig von der mantelseitigen Ausformung des ersten Teilhohlkörpers sowie des zweiten Teilhohlkörpers. Beispielsweise können sich im Wesentlichen rechteckförmige Konturen im Verschmelzungsbereich von erstem und zweitem Teilhohlkörper ergeben.
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Eine weitere Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Hohlkörper einen ersten Aufnahmeraum begrenzt.
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Ein erster Aufnahmeraum im Hohlkörper kann sich lediglich in einem der beiden Teilhohlkörper erstrecken oder auch innerhalb des ersten sowie des zweiten Teilhohlkörpers verlaufen. Beispielsweise ist so die Möglichkeit gegeben, in dem Hohlkörper einen vergrößerten Aufnahmeraum zur Verfügung zu stellen, wobei sich dieser auch durch den Verbindungsbereich erstrecken kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Hohlkörper einen, insbesondere vom ersten Aufnahmeraum separierten zweiten Aufnahmeraum begrenzt.
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Die Nutzung eines ersten sowie eines zweiten Aufnahmeraumes ermöglicht es, innerhalb des Hohlkörpers unterschiedlich nutzbare Aufnahmeräume vorzuhalten. So kann beispielsweise im ersten Aufnahmeraum ein anderes Fluid eingeschlossen sein als im zweiten Aufnahmeraum. Der erste und der zweite Aufnahmeraum sind dabei über eine Barriere, welche im Innern des Hohlkörpers sich beispielsweise nach Art einer Membran erstreckt, voneinander getrennt. Bevorzugt sollte diese Barriere im Bereich des Verbindungsbereiches vom ersten und zweiten Teilhohlkörper liegen. Somit ist die Möglichkeit gegeben, jeden der Teilhohlkörper mit einem separaten Aufnahmeraum auszustatten.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben. Dabei zeigt die
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1 einen ersten Hohlkörper in einer Seitenansicht, die
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2 den ersten Hohlkörper teilweise freigeschnitten, die
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3 eine stirnseitige Ansicht der Freischneidung nach 2, die
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4 einen zweiten Hohlkörper in einer Seitenansicht und die
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5 eine stirnseitige Ansicht des zweiten Hohlkörpers.
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Die 1 zeigt einen ersten Hohlkörper. Der erste Hohlkörper weist einen ersten Abschnitt 1 sowie einen zweiten Abschnitt 2 auf. Der erste Abschnitt 1 sowie der zweite Abschnitt 2 sind im Wesentlichen gleichartig aufgebaut und spiegelsymmetrisch zu einem Fügespalt 3 angeordnet. Der Fügespalt 3 verläuft in einer Ebene und ist zwischen einander zugewandten und miteinander verbundenen Flächen des ersten sowie des zweiten Abschnittes 1, 2 gebildet. Eine Draufsicht bzw. der Verlauf des Fügespaltes 3 ist in der 3 erkenntlich. Der erste sowie der zweite Abschnitt 1, 2 sind am Fügespalt 3 miteinander fluiddicht verbunden. Beispielsweise kann dies durch ein Schweißen, Kleben oder ein anderen geeignetes Verfahren erfolgen. Vorliegend ist die Nutzung eines Schraubflansches vorgesehen, welcher die äußere Hüllkontur des Fügespaltes 3 am ersten bzw. zweiten Abschnitt 1, 2 begrenzt. Die Formgebung des Flansches ist der 3 entnehmbar.
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Der erste Hohlkörper weist weiterhin einen ersten Teilhohlkörper 4 sowie einen zweiten Teilhohlkörper 5 auf. Dabei ist sowohl der erste Teilhohlkörper 4 als auch der zweite Teilhohlkörper 5 aus Teilen des ersten Abschnittes 1 sowie aus Teilen des zweiten Abschnittes 2 gebildet. Der erste Teilhohlkörper 4 sowie der zweite Teilhohlkörper 5 weisen im Wesentlichen die gleiche Formgebung auf, wobei sie gegensinnig spiegelsymmetrisch bezüglich einer Ebene, welche lotrecht zum Fügespalt 3 verläuft, ausgerichtet sind. Die beiden Teilhohlkörper 4, 5 weisen dabei eine im Wesentlichen ellipsoide Kontur auf, wobei die einander zugewandten Bereiche zur Ausbildung eines Verbindungsbereiches 6 stutzenförmige Ansätze aufweisen. Die beiden stutzenförmigen Ansätze des ersten sowie des zweiten Teilhohlkörpers 4, 5 sind miteinander verbunden, so dass ein taillierter Hohlkörper entsteht, der in seinem Verbindungsbereich 6 eine Einschnürung erfährt. Dabei ist der Verbindungsbereich 6 derart ausgebildet, dass die Ansätze des ersten sowie des zweiten Teilhohlkörpers 4, 5 eine Taillierung im gesamten Umlauf des Verbindungsbereiches 6 erfolgt.
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Am ersten Teilhohlkörper 4 ist ein erstes Paar von Flanschschnittstellen 7a, 7b angeordnet. Am zweiten Teilhohlkörper 5 ist ein zweites Paar von Flanschschnittstellen 8a, 8b angeordnet. Sowohl die Flanschschnittstellen 7a, 7b des ersten Paares als auch die Flanschschnittstellen 8a, 8b des zweiten Paares sind im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet, wobei ein bevorzugt kreisringförmiger Querschnitt vorgesehen ist. Dabei ist die Erstreckung der rohrförmigen Flanschschnittstellen 7a, 7b, 8a, 8b derart gewählt, dass die Flanschachsen der Flanschschnittstellen 7a, 7b, 8a, 8b quer zum Fügespalt 3 in einer gemeinsamen Ebene liegen. Die Flanschschnittstellen 7a, 7b, 8a, 8b des jeweiligen Paares sind jeweils entgegengesetzt zueinander und koaxial ausgerichtet, wobei die Flanschachsen der Flanschschnittstellen 7a, 7b des ersten Paares sowie die Flanschachsen des zweiten Paares von Flanschschnittstellen 8a, 8b parallel zueinander angeordnet sind. Die Achsen liegen jeweils lotrecht zur Ebene des Fügespaltes 3. An den voneinander abgewandten Enden der Flanschschnittstellen 7a, 7b, 8a, 8b sind jeweils Schraubflansche angeordnet, um den ersten Hohlkörper mit weiteren Bauteilen, beispielsweise weiteren Hohlkörpern, Gehäusen etc. zu verbinden. Vorliegend ist dabei vorgesehen, dass am ersten Abschnitt 1 jeweils eine Flanschschnittstelle 7b, 8b des ersten sowie des zweiten Paares von Flanschschnittstellen 7a, 7b, 8a, 8b angeordnet ist und am zweiten Abschnitt 2 des ersten Hohlkörpers jeweils eine Flanschschnittstelle 7a, 8a jeweils eines Paares von Flanschschnittstellen 7a, 7b, 8a, 8b positioniert ist.
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Die Flanschebenen der Paare von Flanschschnittstellen 7a, 7b, 8a, 8b sind dabei parallel zu dem Fügespalt 3 bzw. der Fügespaltebene angeordnet. Vorliegend ist der Hohlkörper als metallisches Gusselement ausgeführt, wobei jeder der beiden Abschnitte 1, 2 als separates Gussteil ausgeformt ist und im Zusammenfügen der beiden Abschnitte 1, 2 eine Vervollständigung von erstem und zweitem Teilhohlkörper 4, 5 erfolgt, wobei die beiden Teilhohlkörper 4, 5 in einem Verbindungsbereich einander kontaktieren und so den ersten Hohlkörper definieren.
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Im Folgenden soll beispielhaft die Gestaltung eines Hohlkörpers anhand des ersten Hohlkörpers beschrieben werden. Bei einem Gestalten des ersten Hohlkörpers liegt zunächst ein erstes Modell des ersten Teilhohlkörpers 4 sowie ein erstes Modell des zweiten Teilhohlkörpers 5 vor. Vorliegend sind die beiden Modelle der beiden Teilhohlkörper 4, 5 gleichartig ausgeformt. Durch die beiden Teilhohlkörper, die in ihrem Inneren jeweils einen Aufnahmeraum begrenzen, ist das maximale Aufnahmevolumen eines sich in resultierender Form darstellenden Hohlkörpers definiert. Die beiden Modelle des ersten sowie des zweiten Teilhohlkörpers 4, 5 werden miteinander in Kontakt gebracht. Dazu werden vorteilhaft das erste Modell sowie das zweite Modell längs einer Verschmelzungsachse, die vorliegend in der Ebene des Fügespaltes 3 liegend verläuft, einander angenähert und schließlich kontaktiert. Dabei kann das Kontaktieren in der Art erfolgen, dass beispielsweise an jedem der beiden Teilhohlkörper vorgesehene Mantelflächenbereiche aufeinanderstoßen. Mit dem Kontaktieren der beiden Teilhohlkörper wird ein resultierendes Modell des ersten Hohlkörpers erzeugt, welches eine äußere Hüllwandung aufweist, welche Hüllwandungen des ersten sowie des zweiten Modells aufweist. Bedarfsweise kann der innerhalb der Hüllwandung des resultierenden Modelles verbleibende Wandungsbereich des ersten und/oder zweiten Hohlkörpers zumindest durchbrochen oder entfernt werden, so dass die beiden Aufnahmeräume des ersten Modells des ersten Teilhohlkörpers 4 sowie des zweiten Modells des zweiten Teilhohlkörpers 5 miteinander in Verbindung stehen. Bevorzugt können die im Verbindungsbereich der beiden Modelle verbleibenden membranartigen Wandungen der Teilhohlkörper vollständig entfernt werden, so dass ein annähernd frei von Membranen bzw. Stegen im Bereich der Verschmelzung von erstem und zweitem Teilhohlkörper 4, 5 resultierendes Modell entsteht. Ein Kontaktieren des ersten sowie des zweiten Modelles kann darüber hinaus auch derart erfolgen, dass ein Überschneiden des ersten sowie des zweiten Modells entsteht. In Anbetracht der Formgebung des ersten sowie des zweiten Teilhohlkörpers als Ellipsoid kann so durch ein verschieden starkes Eintauchen der beiden Modelle ineinander die sich ergebene Schnittfläche variieren, so dass der zur Kommunikation der Aufnahmeräume von erstem Teilhohlkörper und zweitem Teilhohlkörper zur Verfügung stehende Querschnitt im Verbindungsbereich 6 vergrößert oder verkleinert ausgelegt werden kann. Entsprechend ist die Druckfestigkeit des resultierenden Modelles bzw. des ersten Hohlkörpers verschieden ausgeprägt. Vorteilhaft ist dabei vorgesehen, dass bei dem ersten Hohlkörper eine Taillierung im Bereich der Verbindung im Verbindungsbereich 6 des ersten sowie des zweiten Teilhohlkörpers 4, 5 erfolgt. Zur vereinfachten Fertigung kann nunmehr ein Fügespalt 3 am ersten Hohlkörper festgelegt werden. Beispielsweise kann sich der Fügespalt 3 in Richtung der Verschmelzungsachse von erstem und zweiten Teilhohlkörper 4, 5 erstrecken oder der Fügespalt 3 kann sich beispielsweise auch quer zur Verschmelzungsachse von erstem und zweiten Teilhohlkörper 4, 5 erstrecken. So kann der Fügespalt 3 sich zum einen quer durch den ersten Teilhohlkörper 4 sowie den zweiten Teilhohlkörper 5 erstrecken und auch den Verbindungsbereich 6 passieren. Weiterhin kann der Fügespalt 3 in einer alternativen Ausgestaltung auch im Wesentlichen im Verbindungsbereich 6 zwischen erstem Teilhohlkörper 4 und zweitem Teilhohlkörper 5 angeordnet sein. Unabhängig von der Lage des Fügespaltes 3 sollte dieser sich im Wesentlichen in einer Ebene liegend erstrecken. Bedarfsweise kann jedoch auch ein Verspringen des Fügespaltes 3 in verschiedenen Ebenen erfolgen. Vorteilhaft sollte der Fügespalt den Hohlkörper derart in einen ersten sowie in einen zweiten Abschnitt 1, 2 teilen, dass sich möglichst gleichartig ausgeformte Abschnitte ergeben.
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In der 2 ist der zweite Abschnitt 2 entfernt, so dass lediglich der erste Abschnitt 1 sichtbar ist. Die Lage des zweiten Abschnittes 2 ist mit einer unterbrochenen Volllinie angedeutet. Die 2 zeigt exemplarisch die Nutzung des ersten Hohlkörpers als Kapselungsgehäuse für einen Wandler. Dazu ist der erste Hohlkörper als Druckbehälter ausgeführt, der in seinem Inneren ein elektrisch isolierendes Fluid unter Überdruck aufnimmt. Entsprechend sind Öffnungen in den Wandungen des ersten Hohlkörpers wie beispielsweise der Fügespalt 3 druckdicht abzudichten. Weiterhin sind die Flanschschnittstellen 7a, 7b, 8a, 8b in geeigneter Weise zu verschließen. Beispielsweise können die Flanschschnittstellen 7a, 7b, 8a, 8b zur Hindurchführung von Phasenleitern 9 genutzt werden. Vorliegend sind die Phasenleiter 9 als metallisch blanke Elemente ausgebildet, welche im Innern des ersten Hohlkörpers in einem gemeinsamen Aufnahmeraum angeordnet sind. Zur Abstützung der Phasenleiter 9 können die Flanschschnittstellen 7a, 7b, 8a, 8b mit so genannten Schottisolatoren verschlossen sein, durch welche die Phasenleiter 9 fluiddicht hindurchragen. Die Phasenleiter 9 sind jeweils von Wandlerkernen 10 umgeben. Vorliegend haben die Wandlerkerne 10 eine im Wesentlichen hohlzylindrische Struktur, wobei die Phasenleiter 9 die Hohlausnehmungen der Wandlerkerne 10 durchsetzen. Vorliegend ist der erste Hohlkörper dazu eingerichtet, mehrphasige Wandler aufzunehmen. Ein mehrphasiges Elektroenergieübertragungssystem weist jeweils mehrere voneinander elektrisch isolierte Phasenleiter 9 auf, die voneinander abweichende Ströme führen und abweichende elektrische Spannungen aufweisen. Bei der Gestaltung gemäß dem ersten Hohlkörper ist vorgesehen, dass am ersten Paar von Flanschschnittstellen 7a, 7b ein erster mehrphasiger Stromwandler angeordnet ist und am zweiten Paar von Flanschschnittstellen 8a, 8b ein zweiter mehrphasiger Stromwandler angeordnet ist. Vorliegend sind an jedem der Stromwandler jeweils drei Phasenleiter 9 angeordnet, welche sich durch die jeweils koaxial angeordneten Flanschschnittstellen 7a, 7b, 8a, 8b hindurch erstrecken. Dabei sind die Phasenleiter 9 jeweils in einer so genannten Dreiecksanordnung angeordnet, d. h., jeweils drei Phasenleiter 9 sind einem mehrphasigen Elektroenergieübertragungssystem zugeordnet, wobei jedem der Phasenleiter 9 jedes mehrphasigen Elektroenergieübertragungssystemes jeweils mehrere Wandlerkerne zugeordnet sind.
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Eine Draufsicht auf den Fügespalt 3 mit in der Ebene des Fügespaltes 3 geschnittenen Phasenleiter 9 sowie Wandlerkernen 10 ist in der 3 dargestellt. In der 3 wird der Fügespalt 3 deutlich, welcher in der Zeichenebene der 3 verläuft, wobei der Fügespalt 3 eine Flanschschnittstelle aufweist, die eine Kontur aufweist, die einer Außenkontur der Ziffer Acht ähnelt. Alternativ kann auch von einer ovalen taillierten Form einer Flanschschnittstelle am Fügespalt 3 gesprochen werden, wobei die jeweiligen Phasenleiter 9 des Wandlers im ersten Teilhohlkörper 1 in Richtung einer Lotrechten der Zeichenebene der 3 im Dreieck angeordnet sind. Ebenso ist der im zweiten Teilhohlkörper 5 angeordnete Wandler mit mehreren Phasenleitern 9 ausgestattet, welche im Dreieck angeordnet sind und sich durch die jeweiligen Flanschschnittstellen 7b, 8b erstrecken. Gegebenenfalls sind die Phasenleiter 9 entsprechend gekröpft, um den im Inneren des ersten Hohlkörpers zur Verfügung stehenden Aufnahmeraum, der einen gegenüber den Flanschschnittstellen 7a, 7b, 8a, 8b vergrößerten Querschnitt aufweist, auszunutzen. Der Verbindungsbereich 6 von erstem und zweitem Teilhohlkörper 4, 5 ist frei von membranartigen Wandungen, welche vom ersten Teilhohlkörper 4 bzw. vom zweiten Teilhohlkörper 5 verblieben sein könnten. Somit ergibt sich auch ein entsprechend taillierter Aufnahmeraum im Innern des ersten Hohlkörpers.
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Die 4 zeigt einen zweiten Hohlkörper, welcher analog zum ersten Hohlkörper bei abweichender Gestalt die gleichen Funktionen übernimmt, nämlich einen Aufnahmeraum zur Verfügung zu stellen, innerhalb welchen ein erster Wandler sowie ein zweiter Wandler angeordnet sind. Vorliegend handelt es sich dabei um Stromwandler, die einen Stromfluss durch jeweils einen der Phasenleiter 9 erfassen sollen. In der 4 ist eine Seitenansicht des zweiten Hohlkörpers dargestellt. Auch der zweite Hohlkörper ist aus einem ersten Teilhohlkörper 4a sowie einem zweiten Teilhohlkörper 5a zusammengesetzt. Die beiden Teilhohlkörper 4a, 5a sind in einem Verbindungsbereich 6a miteinander verbunden, so dass sich ein Fügespalt 3a einstellt, welcher im Wesentlichen in einer Ebene liegt. Der Fügespalt 3a des zweiten Hohlkörpers ist dabei windschief zu Flanschachsen eines ersten Paares von Flanschschnittstellen 7a, 7b sowie einem zweiten Paar von Flanschschnittstellen 8a, 8b angeordnet. Die beiden Paare von Flanschschnittstellen 7a, 7b, 8a, 8b sind im Wesentlichen mit der gleichen Form und Funktion wie die beiden Paare von Flanschschnittstellen 7a, 7b, 8a, 8b am ersten Hohlkörper ausgestattet. Dabei ist die Ebene der Flanschschnittstellen vom ersten und zweiten Paar 7a, 7b, 8a, 8b lotrecht zur Ebene des Fügespaltes 3a des zweiten Hohlkörpers ausgerichtet. Der erste Teilhohlkörper sowie der zweite Teilhohlkörper sind dabei mantelseitig miteinander verbunden und bilden mantelseitig einen Verbindungsbereich 6a aus. Dies erfolgt analog zur Grundkonstruktion des ersten Hohlkörpers. Lediglich erfolgt eine Unterteilung in einen ersten Abschnitt 1a sowie einen zweiten Abschnitt 2a mantelseitig, so dass jeder der Teilhohlkörper 4a, 4b jeweils einem Abschnitt 1a, 1b des zweiten Hohlkörpers zugeordnet ist. Vorliegend ist dabei vorgesehen, dass im Verbindungsbereich 6a auch eine Taillierung des zweiten Hohlkörpers erfolgt. Diese Taillierung ist jedoch im Wesentlichen in einer Richtung vorgesehen, wobei die Taillierung von einem Versteifungssteg 11 durchbrochen ist. Durch den Versteifungssteg 11 wird die Winkelstarrheit des zweiten Hohlkörpers verstärkt. Eine Taillierung erfolgt jedoch im Wesentlichen in einer Richtung.
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Die 5 zeigt die Taillierung, welche von dem Versteifungsstegen 11 überspannt ist. Im Verbindungsbereich 6a sind der erste Teilhohlkörper 4a sowie der zweite Teilhohlkörper 5a mit einer Abplattung versehen, so dass mit einem Kontaktieren der beiden Teilhohlkörper 4a, 5a während des Gestaltens des zweiten Hohlkörpers ein Verbindungsbereich 6 entsteht, welcher den Fügespalt 3a aufweist. Der Fügespalt 3a ist dabei mit einer im Wesentlichen rechteckigen Kontur versehen, wobei der Fügespalt 3a in einer Ebene liegt, die im Wesentlichen lotrecht zu einer Verschmelzungsachse der beiden Teilhohlkörper 4a, 5a des zweiten Hohlkörpers liegt. In der 5 sind durch die jeweils dem Betrachter zugewandten Flanschschnittstellen 7a, 8a des ersten bzw. zweiten Paares von Flanschschnittstellen die im Innern des gemeinsamen Aufnahmeraumes des zweiten Hohlkörpers befindlichen Phasenleiter 9 sowie Wandlerkerne 10 erkennbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009015539 A1 [0002]
