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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Nicht zutreffend.
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ANGABE ÜBER STAATLICH GEFÖRDERTE FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG
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Nicht zutreffend.
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GEBIET DER OFFENBARUNG
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Diese Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Arbeitsfahrzeuge, insbesondere auf das Schmieren des Antriebsstrangs und anderer Anordnungen von Arbeitsfahrzeugen.
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HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
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In der Land-, Bau- und Forstwirtschaft sowie in anderen Branchen beinhalten Arbeitsfahrzeuge Antriebsanordnungen zum Antreiben verschiedener Komponenten der Maschine, einschließlich verschiedene Antriebsstrangkomponenten für Antriebsräder, Ketten oder andere Antriebselemente, die für das Bewegen der Arbeitsfahrzeuge entlang des Bodens verantwortlich sind. Es ist wichtig, dass derartige Antriebsanordnungen ausreichend geschmiert bleiben, um die negativen Auswirkungen von unterschiedlichem Verschleiß zu verhindern. Verschiedene aktive Schmiersysteme weisen über spezielle Pumpen, Ventile und andere Komponenten auf, um die Verteilung von Schmierflüssigkeiten auf Verschleiß- und Wärmeentwicklungsbereiche der Maschine zu steuern. Bestimmte passive Schmiertechniken (z. B. Tauchschmierung) können in bestimmten Situationen eingesetzt werden, in denen sich die Zielbereiche in unmittelbarer Nähe der Schmierflüssigkeitsquelle befinden, was die Kosten und Komplexität, die mit aktiven Schmiersystemen verbunden werden, reduziert.
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ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
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Die vorliegende Offenbarung sieht eine Antriebsanordnung mit passiver Pumpenschmierung vor, bei der Schmierflüssigkeit ohne eine zugewiesene Pumpe zu Komponenten der Antriebsanordnung gepumpt wird.
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In einem Aspekt ist eine Antriebsanordnung vorgesehen, die ein Gehäuse, obere und untere Wellen, ein Reiungspaket und ein Paar ineinandergreifender Zahnräder beinhaltet. Das Gehäuse definiert einen Behälter, der ein Volumen an Schmierflüssigkeit enthält, einen Bremszylinder mit einer Dosieröffnung in einem unteren Abschnitt des Bremszylinders und eine Austrittsöffnung in einem oberen Abschnitt des Bremszylinders. Die obere und untere Welle befinden sich in verschiedenen Höhen innerhalb des Gehäuses und sind für die Drehung konfiguriert. Das Reibungspaket befindet sich innerhalb des Bremszylinders und wird an der oberen Welle in Drehung versetzt. Das Paar ineinandergreifender Zahnräder wird von einer oder mehreren der oberen und unteren Wellen in Drehung versetzt, und die Zahnräder leiten Schmierflüssigkeit von dem Behälter zum unteren Abschnitt des Bremszylinders durch die Dosieröffnung. Die Drehung des Reibungspakets pumpt Schmierflüssigkeit zur Austrittsöffnung am oberen Abschnitt des Bremszylinders.
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In einem weiteren Aspekt ist eine Antriebsanordnung vorgesehen, die ein Gehäuse, obere und untere Wellen, ein Reibungspaket und ein Paar ineinandergreifender Zahnräder beinhaltet. Das Gehäuse definiert einen Behälter, der ein Volumen an Schmierflüssigkeit enthält und definiert einen Bremszylinder mit einer Dosieröffnung in einem unteren Abschnitt des Bremszylinders und eine Austrittsöffnung in einem oberen Abschnitt des Bremszylinders. Die obere und untere Welle befinden sich in verschiedenen Höhen innerhalb des Gehäuses und sind für die Drehung konfiguriert. Das Reibungspaket befindet sich innerhalb des Bremszylinders und wird an der oberen Welle in Drehung versetzt. Das Paar ineinandergreifender Zahnräder wird von einer oder mehreren der oberen und unteren Wellen in Drehung versetzt. Die Zahnräder übertragen die Schmierflüssigkeit aus dem Behälter in den unteren Abschnitt des Bremszylinders durch die Dosieröffnung. Die Drehung des Reibungspakets pumpt Schmierflüssigkeit zur Austrittsöffnung, durch die Austrittsöffnung und in einen Axialdurchlass, der durch die obere Welle definiert ist.
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Die Details einer oder mehrerer Ausführungsformen werden in den beigefügten Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt. Die Komponenten in den Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu, die Betonung liegt vielmehr auf der Darstellung der Prinzipien der Offenbarung. Andere Eigenschaften und Vorteile werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Ansprüchen ersichtlich.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Aufriss eines Beispiels eines Arbeitsfahrzeugs einschließlich eines Beispiels einer Antriebsanordnung;
- 2 ist eine Perspektivansicht der Antriebsanordnung von 1;
- 3 ist eine Draufsicht auf die Antriebsanordnung von 2;
- 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 von 3;
- 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs 5-5 der Querschnittsansicht von 4;
- 6 ist eine Endquerschnittsansicht entlang der Linie 6-6 von 3;
- 7 ist eine partielle Perspektivansicht eines Beispiels eines Abschnitts der Antriebsanordnung, wie in 2 gezeigt;
- 8 ist eine Teilquerschnittsansicht entlang der Linie 8-8 von 3;
- 9 ist eine Seitenansicht eines Abschnitts der Antriebsanordnung, wie in 2 dargestellt, wobei ein Abschnitt der Antriebsanordnung entfernt wurde;
- 10 ist eine weitere Seitenquerschnittsansicht entlang der Linie 10-10 von 3; und
- 11 ist eine Perspektivansicht eines Beispiels für die Stift- und Verschlussanordnung der Antriebsanordnung von 2.
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Gleiche Referenzsymbole in den unterschiedlichen Zeichnungen bezeichnen gleiche Elemente.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden werden eine oder mehrere beispielhafte Ausführungsformen der offenbarten Antriebsanordnung mit passiver Pumpenschmierung beschrieben, wie sie in den beigefügten Figuren der vorstehend kurz beschriebenen Zeichnungen dargestellt sind. Verschiedene Abwandlungen der beispielhaften Ausführungsformen können von Fachleuten auf dem Gebiet in Betracht gezogen werden.
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Wie hierin verwendet, bezeichnen Listen mit Elementen, die durch konjunktive Ausdrücke (z. B. „und“) getrennt sind und denen auch der Ausdruck „eines oder mehrere von“ oder „mindestens eines von“ vorangestellt ist, Konfigurationen oder Anordnungen, die möglicherweise einzelne Elemente der Liste oder eine Kombination davon beinhalten. Zum Beispiel zeigt „mindestens eines von A, B und C“ oder „eines oder mehrere von A, B und C“ die Möglichkeiten von nur A, nur B, nur C oder einer beliebigen Kombination von zwei oder mehr von A, B und C (z. B. A und B; B und C; A und C; or A, B, und C) an.
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Außerdem können in der Detaillierung der Offenbarung Richtungs- und Ausrichtungsbegriffe, wie etwa „vorwärts“, „vorne“, „rückwärts“, „hinten“, „seitlich“, „horizontal“ und „vertikal“, verwendet werden. Derartige Begriffe werden mindestens teilweise in Bezug auf die Fahrtrichtung des Arbeitsfahrzeugs oder Arbeitsgeräts beim Einsatz definiert. So beziehen sich beispielsweise die Begriffe „vorwärts“ und „vorne“ (einschließlich „vorwärts“ und weiterer Ableitungen oder Variationen) auf eine Richtung, die der primären Fahrtrichtung entspricht, während sich der Begriff „rückwärts“ und „hinten“ (und Ableitungen und Variationen) auf eine entgegengesetzte Richtung beziehen. Der Begriff „Längsachse“ kann sich auch auf eine Achse beziehen, die sich nach vorne und nach hinten erstreckt. Im Vergleich dazu kann sich der Begriff „Querachse“ auf eine Achse beziehen, die senkrecht zur Längsachse steht und sich auf einer horizontalen Ebene erstreckt, d. h. einer Ebene, die sowohl die Längs- als auch die Querachse enthält. Der Begriff „vertikal“ bezieht sich auf eine Achse oder eine Richtung, die orthogonal zur horizontalen Ebene ist, die die Vorder- und Querachsen enthält. Ferner bezieht sich der hierin verwendete Begriff „Schmierflüssigkeit“ auf jede geeignete Flüssigkeit oder Halbflüssigkeit (z. B. gemischt mit Gasen oder fließfähigen körnigen Feststoffen), die zum Schmieren und/oder Kühlen von Maschinenkomponenten (z. B. Zahnräder, Wellen, etc.) verwendet wird. Somit versteht es sich, dass die „Schmierflüssigkeit“ nur zum Schmieren oder Kühlen oder sowohl zum Schmieren als auch zum Kühlen verwendet werden kann.
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Im Allgemeinen beinhaltet ein Arbeitsfahrzeug verschiedene Antriebsanordnungen zum Antreiben verschiedener Komponenten der Maschine und befestigter Geräte. So kann beispielsweise der Antriebsstrang eine oder mehrere Antriebsanordnungen (z. B. Achsantriebe) beinhalten, die zum Drehen von Rädern, Ritzel oder anderen Mechanismen zum Bewegen des Arbeitsfahrzeugs entlang des Bodens oder Geländes verwendet werden. Antriebsanordnungen weisen typischerweise eine Vielzahl von beweglichen Komponenten auf, die eine ausreichende Schmierung erfordern, um den ordnungsgemäßen Betrieb und die Lebensdauer der Antriebsanordnung sicherzustellen. Ohne ordnungsgemäße Schmierung und Kühlung können Zahnräder, Wellen, Reibungspakete usw. der Antriebsanordnung übermäßige Hitze, Verschleiß und Ermüdung erfahren, wodurch die erwartete Lebensdauer der Komponente(n) verringert wird und möglicherweise eine vorzeitige Fehlfunktion der Komponenten und der gesamten Antriebsanordnung verursacht wird. Es ist besonders schwierig, Komponenten der Antriebsanordnung zu schmieren, die sich an entfernten Stellen (z. B. größeren Höhen) oder bei beengten Platzverhältnissen innerhalb der Antriebsanordnung befinden. Herkömmliche Ansätze können eine oder mehrere Pumpen integrieren, um das Pumpen von Schmierflüssigkeit bei Bedarf aktiv zu steuern, um Komponenten, wie etwa diese, zu schmieren. Der Einbau einer oder mehrerer derartiger Pumpen erhöht die Kosten, das Gewicht und die Komplexität der gesamten Anordnung und sieht zusätzliche Komponenten vor, die anfällig für Fehlfunktionen sind.
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Die Offenbarung sieht das passive Pumpen von Schmierflüssigkeit ohne zusätzliche Pumpen, Ventile, Rohrleitungen oder Durchlässe und Steuervorrichtungen vor. Die Offenbarung verwendet bestehende Komponenten der Anordnung, um die Schmierflüssigkeit an bestimmte Bereiche der Anordnung zu liefern. Die Schmierflüssigkeit wird nicht nur passiv gefördert, sondern auch passiv gepumpt (d. h. unter Kraft bewegt, z. B. durch lokale Druckdifferenzen). Das passive Pumpen kann an einem oder mehreren separaten Pumpbereichen durchgeführt werden.
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Diese Offenbarung kann auch passiv Schmierflüssigkeit von einem Bereich mit niedrigerer Höhe der Anordnung in einen Bereich mit höherer Höhe der Anordnung pumpen. In verschiedenen Implementierungen kann die Anordnung und Technik dieser Offenbarung Schmierflüssigkeit aus einem unteren Ölbehälter oder einer Wanne, in der die Schmierflüssigkeit in einem Gehäuse der Anordnung gelagert oder gesammelt wird, an rotierende Komponenten in einem oberen Bereich innerhalb des Gehäuses abgeben. So wird beispielsweise die Schmierflüssigkeit von einer oder mehreren Komponenten getragen, die mit der Schmierflüssigkeit in der Auffangwanne zu höheren Höhen innerhalb des Gehäuses in Verbindung stehen (z. B. physischer Kontakt oder teilweise eingetaucht). Die Schmierflüssigkeit kann dann zu einer oder mehreren Komponenten transportiert oder anderweitig abgegeben (z. B. gespritzt) werden, die der Schmierflüssigkeit passiv Pumpwirkung verleihen. Die Pumpwirkung verteilt so die Schmierflüssigkeit kraftvoll auf eine oder mehrere Komponenten in noch größeren Höhen innerhalb des Gehäuses. Zusätzlich oder alternativ kann die Anordnung konfiguriert werden, um die Schmierflüssigkeit an entfernte Stellen innerhalb des Gehäuses zu pumpen, um Schmierflüssigkeit an Komponenten zu liefern, die in abgelegenen und/oder engen Bereichen innerhalb des Gehäuses untergebracht sind. Somit kann die passive Pumpwirkung in andere Richtungen als in höhere Höhen gelenkt werden, wie etwa in Richtungen, die im Allgemeinen bei gleichen oder niedrigeren Höhen liegen.
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Eine zu hohe Schmierung der Komponenten innerhalb der Antriebsanordnung kann auch zu Problemen aufgrund übermäßiger Reibungsverluste durch bewegliche Komponenten (z. B. Windangriff) führen. Konventionelle Systeme haben daher passive Schmiertechniken vermieden, da sie kein den aktiven Schmiersystemen entsprechendes Steuerniveau bieten. Diese Anordnung und Technik dieser Offenbarung befasst sich mit diesem Anliegen, indem sie eine passive Dosiersteuerung der Schmierflüssigkeit vorsieht. In verschiedenen Implementierungen wird die Schmierflüssigkeit durch eine oder mehrere Dosieröffnungen mit einer oder mehreren kontrollierten Abmessungen geleitet, bevor sie die gewünschten Komponenten erreicht. Auf diese Weise kann die Schmierflüssigkeit mit einer kontrollierten Durchflussrate und/oder Volumen zu den Zielkomponenten fließen. Wenn die Komponenten in einer speziellen Kammer oder in anderen beengten Platzverhältnissen untergebracht sind, kann/können die Dosieröffnung(en) bemessen und angeordnet werden, um das Zusammenführen oder Sammeln der Schmierflüssigkeit zu steuern, so dass den Zielkomponenten eine ausreichende Reserve zur Verfügung steht, während das Volumen der gesammelten Schmierflüssigkeit auf ein Niveau begrenzt wird, das kleiner ist, als das, was zu übermäßigen Reibungsverlusten (z. B. Windangriff) und damit verbundenen Betriebsstörungen führen würde.
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Die folgende Erläuterung über eine oder mehrere beispielhafte Implementierungen der Anordnung und des hierin offenbarten Verfahrens kann sich manchmal auf die beispielhafte Anwendung einer Antriebsanordnung fokussieren, die konfiguriert ist, eine Kette anzutreiben, um eine Raupenplaniermaschine über das Gelände anzutreiben. In anderen Beispielen kann die Antriebsanordnung eine andere Konfiguration aufweisen und in andere Anwendungen integriert werden. In einigen Ausführungsformen kann die Antriebsanordnung beispielsweise mit anderen Arten von Arbeitsfahrzeugen in der Land-, Bau-, Forst- oder anderen im Gelände tätigen Branchen verwendet werden. Während sich die verschiedenen hierin beschriebenen beispielhaften Implementierungen auf eine Antriebsanordnung im Zusammenhang mit dem Antrieb des Arbeitsfahrzeugs beziehen, ist zu verstehen, dass die offenbarte Anordnung und das Verfahren auch auf stationäre Antriebsanordnungen oder Antriebsanordnungen in Arbeitsfahrzeugen angewendet werden können, die zum Antrieb von Komponenten für andere Zwecke als den Vortrieb verwendet werden (z. B. verschiedene Arbeitsgeräte usw.).
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Im Folgenden werden eine oder mehrere beispielhafte Implementierungen der offenbarten Antriebsanordnung in einem Arbeitsfahrzeug beschrieben, wie sie in den beigefügten Figuren der vorstehend kurz beschriebenen Zeichnungen dargestellt sind. Im Allgemeinen sorgen die offenbarten Antriebsanordnungen (und Arbeitsfahrzeuge, in denen sie eingesetzt werden) für eine verbesserte Schmierung der Antriebsanordnungen im Vergleich zu herkömmlichen Systemen und Anordnungen.
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Bezugnehmend auf 1 ist ein Beispiel für ein Arbeitsfahrzeug 20 in Form einer Raupenplaniermaschine mit einem Arbeitsgerät 32 in Form einer Schaufel dargestellt. Das Arbeitsfahrzeug 20 beinhaltet eine Kabine 24, einen Motorraum 28, ein Arbeitsgerät 32 und Antriebselemente 36. Die Kabine 24 ist vielseitig konfigurierbar und ist der Ort des Arbeitsfahrzeugs 20, der mit einem Bediener besetzt ist. Die Kabine 24 kann beispielsweise Steuerungen, Anzeigen, Stellglieder usw. beinhalten, die vom Bediener betätigbar sind, um den Betrieb des Arbeitsfahrzeugs 20 zu steuern. Der Motorraum 28 ist vielseitig konfigurierbar und weist im Allgemeinen ein Antriebselement auf, wie etwa einen Motor oder eine Maschine, um verschiedene Komponenten des Arbeitsfahrzeugs 20 mit der erforderlichen Leistung zu versorgen. In einem Beispiel kann der Motor ein dieselbetriebener Verbrennungsmotor sein. Andere mit dem Motor verbundene Komponenten können ebenfalls, zumindest teilweise, im Motorraum 28 untergebracht oder enthalten sein.
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Das Arbeitsfahrzeug 20 kann verschiedene Antriebselemente aufweisen, um das Arbeitsfahrzeug 20 entlang eines Geländes zu bewegen. Die Art der mit einem Arbeitsfahrzeug verwendeten Antriebselemente kann von der Art des Geländes und/oder der Art der vom Arbeitsfahrzeug 20 ausgeführten Arbeiten abhängen. Im veranschaulichten Beispiel sind die Antriebselemente endlose Ketten 36 mit je einer endlosen Kette 36 auf der rechten und linken Seite des Arbeitsfahrzeugs 20. In anderen Beispielen können die Antriebselemente auch andere Arten von Antriebselementen sein, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Bodeneingriffsräder. Das beispielhafte Arbeitsfahrzeug 20 beinhaltet Antriebsanordnungen 40 in Form von Achsantrieben, die über Ritzel 41 mit jeder Kette 36 gekoppelt sind. Die Antriebsanordnungen 40 sind konfiguriert, um die Ketten 36 anzutreiben und die Ketten 36 bremsen zu können. In einem Beispiel beinhaltet die Bremsfähigkeit eine Feststellbremsanordnung 72 (siehe 4).
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Bezugnehmend auch auf 2 und 3 ist ein Beispiel für eine Antriebsanordnung 40 dargestellt. Während das Arbeitsfahrzeug 20 mehrere Antriebsanordnungen 40 beinhaltet, wird hierin nur eine Antriebsanordnung 40 beschrieben, wobei davon ausgegangen wird, dass die Konstruktion und Funktionalität der Antriebsanordnung 40 für die anderen Antriebsanordnungen des Arbeitsfahrzeugs 20 gelten kann. In einem Beispiel kann die Antriebsanordnung 40 eine Befestigungsplatte 44 zum Koppeln der Antriebsanordnung 40 mit dem Arbeitsfahrzeug 20, ein drehbares Antriebselement 48, das mit der Kette 36 gekoppelt ist, und ein Gehäuse 52 zwischen der Befestigungsplatte 44 und dem Antriebselement 48 beinhalten. Das Gehäuse 52 kann eine einheitliche Komponente sein oder in einem oder mehreren Teilen (wie den Gehäuseteilen 52A und 52B, wie in 5 dargestellt) ausgebildet sein, jedoch wird es im Folgenden aus Gründen der Einfachheit als Gehäuse 52 bezeichnet. Das Antriebselement 48 kann eine Vielzahl von Konfigurationen aufweisen, um mit einer gewünschten Art von Antriebselement zusammenzuwirken. In einem Beispiel ist das Antriebselement 48 eine zylindrische Trommel, die konfiguriert ist, um ein Ritzel 41 zur gleichläufigen Drehung zu montieren, das Zähne aufweist, die in den offenen Hohlräumen der Glieder der Ketten 36 aufgenommen werden.
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Bezugnehmend auch auf 4-6 kann die Antriebsanordnung 40 eine erste oder untere Welle 56, die starr mit dem Antriebselement 48 gekoppelt und drehbar ist, ein erstes Zahnrad oder Großzahnrad 60, das starr mit der ersten Welle 56 gekoppelt und drehbar ist, ein zweites Zahnrad 64, das mit dem ersten Zahnrad 60 in Eingriff steht, und eine zweite oder obere Welle 68, die starr mit dem zweiten Zahnrad 64 gekoppelt und drehbar ist, beinhalten. In einem Beispiel ist die obere Welle 68 in der Antriebsanordnung 40 in einer höheren Höhe als die untere Welle 56 angeordnet. Rotierende Komponenten einer Bremsanordnung 72 können mit der zweiten Welle 68 gekoppelt werden und ein Ende 76 der zweiten Welle 68 kann so verzahnt werden, dass es mit einem Abtrieb (z. B. einer Antriebswelle) des Motors des Arbeitsfahrzeugs 20 gekoppelt wird. In einem Beispiel treibt der Motor des Arbeitsfahrzeugs 20 die zweite Welle 68 über die Keilwellenverbindung 80 an, die das zweite Zahnrad 64 dreht, oder dreht sie. Das zweite Zahnrad 64 dreht das erste Zahnrad 60 an einem Zahneingriff 50 und das erste Zahnrad 60 dreht die erste Welle 56, die wiederum das Antriebselement 48 dreht. Durch die Drehung des Antriebselements 48 dreht oder bewegt sich die Kette oder ein anderes Antriebselement 36 und bewegt so das Arbeitsfahrzeug 20 entlang des Geländes.
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Die Antriebsanordnung 40 definiert einen Bremszylinder 84, und die Bremsanordnung 72 ist mindestens teilweise in dem Bremszylinder 84 positioniert. In einem Beispiel ist die Bremsanordnung 72 eine nasse Reibungsplatten-Feststellbremse und kann ein Reibungspaket 88 beinhalten, die aus mehreren Reibscheiben oder Platten 92 besteht. Jede der mehreren Reibungsplatten 92 kann im Allgemeinen eine kreisförmige Form aufweisen, eine Öffnung durch eine Mitte derselben definieren und einen Innendurchmesser 96 und einen Außendurchmesser 100 aufweisen. In einem Beispiel kann ein erster Satz von Reibungsplatten (oder Trennplatten) 92A starr mit einem Innenraum der Bremszylinder 84 mit ihren Außendurchmessern 100 gekoppelt und stationär gehalten werden, während ein zweiter Satz von Reibungsplatten (oder Reibscheiben) 92B mit der zweiten Welle 68 mit ihren Innendurchmessern 96 verbunden sein und sich mit der zweiten Welle 68 in Bezug auf den ersten Satz von Reibungsplatten 92A drehen kann. In einigen Beispielen wechseln sich der erste Satz und der zweite Satz von Reibungsplatten 92A, 92B in dem Reibungspaket 88 ab. Mehrere Eigenschaften, wie etwa Nuten oder Aussparungen, sind in einem oder beiden der ersten und zweiten Sätze von Reibungsplatten 92A, 92B definiert, so dass Schmierflüssigkeit oder Fluid zwischen den Sätzen von Reibungsplatten 92A, 92B hindurchfließen kann. In einigen Beispielen wird zum Betätigen der Bremsanordnung 72 Druck auf die Bremsanordnung 72 ausgeübt, um zu bewirken, dass der erste und zweite Satz von Reibungsplatten 92A, 92B zusammengedrückt werden, wodurch ein Widerstand gegen die Drehung des rotierenden Satzes von Reibungsplatten 92B entsteht, der der Drehung der zweiten Welle 68 und der miteinander verbundenen Komponenten wie vorstehend beschrieben widersteht.
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Bezugnehmend auch auf 7 und 8 kann das Gehäuse 52 der Antriebsanordnung 40 in einem Beispiel einen Schmiermittelbehälter oder eine Auffangwanne 104 definieren, die konfiguriert ist, um eine Zufuhr von Schmierflüssigkeit 108 zurückzuhalten. In einem Beispiel wird das erste Zahnrad 60 teilweise in die in der Auffangwanne 104 vorhandene Schmierflüssigkeit 108 eingetaucht. Während sich das erste Zahnrad 60 dreht, führt das erste Zahnrad 60 die Schmierflüssigkeit darauf auf und ab aus der Schmierstoffzufuhr zum zweiten Zahnrad 64. An dem Zahneingriff 50 des ersten und zweiten Zahnrads 60, 64 wird die Schmierflüssigkeit 108 gepresst, ausgestoßen, gespritzt oder anderweitig von dem Zahneingriff 50 entfernt (dargestellt durch die Pfeile 112 in 5). Wie in 5 dargestellt, wird die Schmierflüssigkeit 108 in mehreren Richtungen aus dem Zahneingriff 50 zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad 60, 64 dispergiert. In einem Beispiel wird mindestens ein Teil der sich nach rechts bewegenden Schmierflüssigkeit, wie in 5 dargestellt, aus dem Zahneingriff 50 von einem Auffangbecken 116 erfasst. In einem Beispiel kann das Auffangbecken 116 mit dem Gehäuse 52 gekoppelt sein und einen Beckenbehälter 120 definieren, der konfiguriert ist, um eine Menge an Schmierflüssigkeit aufzunehmen. In einem Beispiel ist eine Dosieröffnung 124 durch das Gehäuse 52 definiert und steht in Fluidverbindung mit dem Auffangbecken 116 und dem Bremszylinder 84. In einem Beispiel steht die Dosieröffnung 124 in Fluidverbindung mit einem unteren Abschnitt 128 des Bremszylinders 84 und ist konfiguriert, um Schmierflüssigkeit an die Innendurchmesser 96 der Reibungsplatten 92 zu übertragen. In einem Beispiel erstreckt sich eine Längsdrehachse 132 durch eine Mitte der zweiten Welle 68 und kann verwendet werden, um den unteren Abschnitt 128 des Bremszylinders 84 zu definieren, der der Abschnitt des Bremszylinders 84 unterhalb der Längsdrehachse 132 ist, und einen oberen Abschnitt 136 des Bremszylinders 84 zu definieren, der der Abschnitt des Bremszylinders 84 oberhalb der Längsdrehachse 132 ist. In anderen Beispielen kann der obere und untere Abschnitt des Bremszylinders 84 auf andere Weise definiert werden, und alle diese Möglichkeiten sollen im Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung liegen.
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Unter weiterer Bezugnahme auf 4-8 ist in einem Beispiel die Dosieröffnung 124 so bemessen und geformt, dass eine gewünschte und angemessene Menge an Schmierflüssigkeit aus dem Auffangbecken 116 in den unteren Abschnitt 128 des Bremszylinders 84 und in die Innendurchmesser 96 der Reibungsplatten 92 geleitet wird.. Die Dosieröffnung 124 kann in Abhängigkeit von den Schmieranforderungen der Bremsanordnung 72 beliebig bemessen und geformt sein. Unzureichende Mengen an Schmierflüssigkeit in der Antriebsanordnung 40 können eine übermäßige Reibung der Komponenten der Antriebsanordnung zulassen und die Lebensdauer der Komponenten verringern. Darüber hinaus kann übermäßige Schmierflüssigkeit in der Antriebsanordnung 40 zu einer übermäßigen Luftbewegung auf den Komponenten der Antriebsanordnung 40 führen. In einem Beispiel kann die Dosieröffnung 124 zwischen etwa einem Achtel Zoll und etwa einem Dreiviertel Zoll bei ihrer maximalen Breite oder ihrem maximalen Durchmesser liegen. In einem weiteren Beispiel kann die Dosieröffnung 124 zwischen etwa einem Viertel Zoll und etwa einem Dreiviertel Zoll bei ihrer maximalen Breite oder ihrem maximalen Durchmesser liegen. In einem weiteren Beispiel kann die Dosieröffnung 124 etwa einen halben Zoll bei ihrer maximalen Breite oder ihrem maximalen Durchmesser betragen.
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Insbesondere mit Bezugnahme auf die 5, 9 und 10 kann die Drehung der zweiten Welle 68 und des zweiten Satzes von Reibungsplatten 92B in einem Beispiel die Schmierflüssigkeit von den Innendurchmessern 96 der Reibungsplatten 92 aufgrund der Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des zweiten Satzes von Reibungsplatten 92B und die mit der Schmierflüssigkeit interagierende Reibung verursacht wird, auf die Außendurchmesser 100 der Reibungsplatten 92 pumpen, pressen oder anderweitig bewegen. In einem Beispiel kann ein Paar Austrittsöffnungen 140 im Gehäuse 52 der Bremsanordnung 72 im oberen Abschnitt 136 der Bremszylinder 84 definiert und mit den Außendurchmessern 100 der Reibungsplatten 92 ausgerichtet oder benachbart zu diesen positioniert werden. In anderen Beispielen können im Gehäuse 52 beliebig viele Austrittsöffnungen 140 definiert werden, einschließlich einer und mehr als zwei. In weiteren Beispielen können eine oder mehrere Austrittsöffnungen 140 sowohl im oberen Abschnitt 136 als auch im unteren Abschnitt 128 des Bremszylinders 84 definiert sein. In noch weiteren Beispielen können eine oder mehrere Austrittsöffnungen 140 nur im unteren Abschnitt 128 des Bremszylinders 84 definiert sein. Zurückkommend auf das veranschaulichte Beispiel kann ein Ende 144 jeder der Austrittsöffnungen 140 Schmierflüssigkeit von den Außendurchmessern 100 der Reibungsplatten 92 aufnehmen. In einem Beispiel können die Reibungsplatten 92A in dem Reibungspaket 88 einen oder mehrere Drehsicherungsvorsprünge, Verzahnungen oder Laschen 148 beinhalten, die auch dazu verwendet werden können, die Schmierflüssigkeit in die Austrittsöffnungen 140 zu leiten. Die Schmierflüssigkeit kann sich durch die Austrittsöffnungen 140 von den Reibungsplatten 92 weg und in einen Schmierflüssigkeitsspeicher 152 bewegen. In einem Beispiel ist der Schmierflüssigkeitsbehälter 152 zwischen einer Wand oder Oberfläche 156 des Gehäuses 52 der Antriebsanordnung 40 und einem Verschluss 160 definiert, der mit einem Ende der zweiten Welle 68 und einer Lageranordnung 164 gekoppelt ist, die zumindest teilweise die Drehung der zweiten Welle 68 gegenüber dem Gehäuse 52 erleichtert.
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Bezugnehmend nun auf 10 und 11 kann die zweite oder obere Welle 68 in einem Beispiel einen Axialdurchlass 168 durch diese definieren. In einem Beispiel kann ein Stift 172 axial ausgerichtet und zumindest teilweise im Axialdurchlass 168 positioniert werden. Der Stift 172 kann hohl sein und einen Stifthohlraum 176 darin definieren. In einem Beispiel kann eine Öffnung oder ein Schlitz 180 entlang einer Länge des Stiftes 172 definiert werden und in Verbindung mit dem Stifthohlraum 176 stehen. In einem Beispiel kann der Axialdurchlass 168 einen ersten Abschnitt 184 mit einem ersten Durchmesser und einen zweiten Abschnitt 188 mit einem zweiten Durchmesser beinhalten, wobei der erste Abschnitt 184 einen größeren Durchmesser als der zweite Abschnitt 188 aufweist. In einem derartigen Beispiel ist der Stift 172 im ersten Abschnitt 184 des Axialdurchlasses 168 so positioniert, dass die zweite Welle 68 konfiguriert ist, dass sie sich relativ zum Stift 172 ohne Eingriff oder Beeinträchtigung des Stiftes 172 dreht. In diesem Beispiel kann der Stifthohlraum 176 einen kleineren Durchmesser aufweisen als der zweite Abschnitt 188 des Axialdurchlasses 168. Wenn der Stift 172 in einem Ende der zweiten Welle 68 positioniert ist, wird der Schlitz 180 in dem Stift 172 in einer oberen Hälfte des Stiftes 172 positioniert. In einem Beispiel kann der Verschluss 160 eine zentrale Öffnung 192 beinhalten, die konfiguriert ist, um den Stift 172 darin aufzunehmen und den Stift 172 in einer festen Ausrichtung zu halten. In einem Beispiel beinhaltet der Verschluss 160 einen Vorsprung oder eine Passfeder 196, die in der zentralen Öffnung 192 des Verschlusses 160 definiert ist, der im Schlitz 180 des Stiftes 172 positioniert ist, um den Stift 172 in einer festen Ausrichtung relativ zum Verschluss 160 und der zweiten Welle 68 zu halten. In dieser Konfiguration ist die zweite Welle 68 so konfiguriert, dass sie sich in Bezug auf den Verschluss 160 und den Stift 172 dreht.
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Die Schmierflüssigkeit baut sich im Schmierflüssigkeitsbehälter 152 auf und fließt, bewegt, wird gepumpt oder passiert anderweitig durch den Schlitz 180 im Stift 172 aus dem Schmierflüssigkeitsspeicher 152 in den Stifthohlraum 176. Der Schmierflüssigkeitsspeicher 152 kann jede Größe und Form aufweisen, um eine gewünschte und/oder angemessene Menge an Schmierflüssigkeit aufzunehmen. Aus dem Stifthohlraum 176 fließt, bewegt oder wird die Schmierflüssigkeit in den Axialdurchlass 168 gepumpt oder passiert ihn anderweitig. Durch die Drehung der zweiten Welle 68 wirkt auf die Schmierflüssigkeit eine Zentrifugalkraft, was die Schmierflüssigkeit gegen eine Wand 200 des Axialdurchlasses 168 schleudert. Da sich die Schmierflüssigkeit im Axialdurchlass 168 ansammelt, möchte die Schmierflüssigkeit aus dem Axialdurchlass 168 austreten. Da der Stift 172 in einem Ende des Axialdurchlasses 168 positioniert ist und einen reduzierten Durchmesser aufweist, wodurch er der Strömung in Richtung des Stiftes 172 widersteht oder sie hemmt, fließt die Schmierflüssigkeit in eine entgegengesetzte Richtung zu einem zweiten Ende des Axialdurchlasses 168. Am zweiten Ende des Axialdurchlasses 168 kann die Schmierflüssigkeit die in der zweiten Welle 68 ausgebildeten Verzahnungen 204 schmieren, wobei eine Motorleistung des Arbeitsfahrzeugs mit der zweiten Welle 68 koppeln kann. Ohne ausreichende Schmierung zwischen der zweiten Welle 68 und dem Motorabtrieb kann es zwischen der zweiten Welle 68 und dem Motorabtrieb zu Reibung kommen. Die Schmierflüssigkeit, die durch den Axialdurchlass 168 zu den Verzahnungen 204 hindurchgeht, kann eine ausreichende Menge an Schmierung bereitstellen, um die Reibung zwischen der zweiten Welle 68 und dem Motorabtrieb zu verhindern.
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Bezugnehmend auch auf 10, kann in einem Beispiel eine Drainageöffnung 208 im Gehäuse 52 der Antriebsanordnung 40 ausgebildet sein, die mit der Auffangwanne 104 in Verbindung steht und es der Schmierflüssigkeit ermöglichen, in die Auffangwanne 104 zurückzukehren, nachdem die Schmierflüssigkeit den Axialdurchlass 168 der zweiten Welle 68 verlassen hat. Die Schmierflüssigkeit tritt aus der zweiten Welle 68 aus, fällt unter Schwerkraft auf eine niedrigere Höhe als die zweite Welle 68, tritt in die Drainageöffnung 208 ein, verlässt die Drainageöffnung 208 und fällt unter Schwerkraft in die Auffangwanne 104, wo eine Zufuhr von Schmierflüssigkeit 108 gelagert wird. In einem Beispiel ist die Drainageöffnung 208 im Gehäuse 52 in einer niedrigeren Höhe als die Dosieröffnung 124 ausgebildet. In einigen Beispielen können mehrere Drainageöffnungen 208 im Gehäuse 52 der Antriebsanordnung 40 ausgebildet sein. Die einen oder mehreren Drainageöffnungen der vorliegenden Offenbarung können in der Antriebsanordnung 40 auf eine beliebige Art konfiguriert und definiert sein, so dass die Schmierflüssigkeit in die Auffangwanne 104 zurückkehren kann, und alle diese Möglichkeiten sind dazu bestimmt, im Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung zu liegen.
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Die Antriebsanordnungen 40 der vorliegenden Offenbarung sind in der Lage, ohne den Einsatz einer separaten Pumpe und der zugehörigen Ventil-, Sanitärleitungen und Steuervorrichtungen passiv Schmierflüssigkeit darin zu pumpen. Das heißt, die Komponenten der Antriebsanordnungen 40 und der Betrieb dieser Komponenten liefert die erforderliche Pumpwirkung, um die Schmierflüssigkeit durch die Antriebsanordnung 40 zu den Zielkomponenten zu pumpen. In dem gezeigten Beispiel vermittelt der Betrieb der Bremsanordnung 72 der Schmierflüssigkeit die notwendigen Kräfte (z. B. Zentrifugal- und Reibungskräfte), um die Schmierflüssigkeit aus dem unteren Abschnitt 128 des Bremszylinders 84 und zu den Innendurchmessern 96 der Reibungsplatten 92 von der Längsdrehachse 132 radial nach außen zu pumpen und die Schmierflüssigkeit passiv gegen die Schwerkraft nach oben zu einer höheren Höhe innerhalb des Gehäuses 52 zu pumpen, wo sie durch Schwerkraft zur zweiten Welle 68 geleitet werden kann. Außerdem ist im gezeigten Beispiel eine zweite Pumpaktion vorgesehen, um die Schmierflüssigkeit passiv durch den Axialdurchlass 168 in der zweiten Welle 68 zu pumpen. Der reduzierte Durchmesser an der Verbindung des Stiftes 172 verhindert nicht nur den Durchfluss der Schmierflüssigkeit zum Stift 172, sondern bewirkt auch, wenn die zweite Welle 68 gedreht wird, durch die auf die Schmierflüssigkeit wirkende Zentrifugalkraft eine passive Pumpwirkung, die die Schmierflüssigkeit an das zweite Ende des Axialdurchlasses 168 pumpt, um die Verzahnungen 204 zu schmieren, aufgrund eines Druckdeltas, das durch die relativ kleinere Öffnungsfläche am Stift 172 im Vergleich zum gegenüberliegenden Ende der zweiten Welle 68 bewirkt wird.
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Außerdem werden im Folgenden die folgenden Beispiele bereitgestellt, die zur besseren Orientierung nummeriert sind:
- 1. Antriebsanordnung, umfassend: ein Gehäuse, das einen Behälter definiert, der ein Volumen an Schmierflüssigkeit enthält, und einen Bremszylinder mit einer Dosieröffnung in einem unteren Abschnitt des Bremszylinders und einer Austrittsöffnung in einem oberen Abschnitt des Bremszylinders definiert; obere und untere Wellen innerhalb des Gehäuses in unterschiedlichen Höhen und zur Drehung konfiguriert; ein Reibungspaket innerhalb des Bremszylinders und angetrieben durch die obere Welle; und ein Paar ineinandergreifender Zahnräder, die angetrieben werden, um sich durch eine oder mehrere der oberen und unteren Wellen zu drehen, wobei die Zahnräder Schmierflüssigkeit von dem Behälter zu dem unteren Abschnitt des Bremszylinders durch die Dosieröffnung leiten; wobei die Drehung des Reibungspakets Schmierflüssigkeit an die Austrittsöffnung am oberen Abschnitt des Bremszylinders pumpt.
- 2. Antriebsanordnung von Beispiel 1, wobei das Gehäuse ein Auffangbecken unterhalb der Dosieröffnung zum Sammeln von Schmierflüssigkeit definiert, das von den ineinandergreifenden Zahnrädern gespritzt wird, wobei die gesammelte Schmierflüssigkeit in Verbindung mit der Dosieröffnung steht.
- 3. Antriebsanordnung von Beispiel 1, wobei die obere Welle eine Drehachse aufweist, die sich in Längsrichtung durch eine Mitte derselben erstreckt; und wobei die Austrittsöffnung des Bremszylinders oberhalb der Drehachse liegt.
- 4 erläutert. Antriebsanordnung von Beispiel 3, wobei die Austrittsöffnung eine von mehreren Austrittsöffnungen am oberen Abschnitt des Bremszylinders ist.
- 5. Antriebsanordnung von Beispiel 1, wobei die Schmierflüssigkeit aus dem Bremszylinder in die Austrittsöffnung fließt und aus der Austrittsöffnung in einen Axialdurchlass durch die obere Welle fließt.
- 6. Antriebsanordnung von Beispiel 5, wobei die Drehung der oberen Welle die Schmierflüssigkeit durch den Axialdurchlass und aus diesem heraus pumpt.
- 7. Antriebsanordnung von Beispiel 5, ferner umfassend eine Drainageöffnung in einer niedrigeren Höhe als die Dosieröffnung und in Verbindung mit dem Behälter, wobei die Drainageöffnung es ermöglicht, dass Schmierflüssigkeit, die aus dem Axialdurchlass der oberen Welle ausgetreten ist, in den Behälter abfließt.
- 8. Antriebsanordnung von Beispiel 5, ferner umfassend einen Schmierflüssigkeitsbehälter zwischen der Austrittsöffnung und dem Axialdurchlass, wobei der Schmierflüssigkeitsbehälter ein Volumen an Schmierflüssigkeit enthält, die die Austrittsöffnung verlassen hat und bevor sie in den Axialdurchlass fließt.
- 9. Antriebsanordnung von Beispiel 8, ferner umfassend einen Stift, der axial mit dem Axialdurchlass ausgerichtet ist und eine Öffnung darin in Verbindung mit dem Schmierflüssigkeitsbehälter und dem Axialdurchlass definiert, wobei die Schmierflüssigkeit in dem Behälter durch die Öffnung in dem Stift hindurchgeht, um in den Axialdurchlass zu fließen.
- 10. Antriebsanordnung, umfassend: ein Gehäuse, das einen Behälter definiert, der ein Volumen an Schmierflüssigkeit enthält, und einen Bremszylinder mit einer Dosieröffnung in einem unteren Abschnitt des Bremszylinders und einer Austrittsöffnung in einem oberen Abschnitt des Bremszylinders definiert; obere und untere Wellen innerhalb des Gehäuses in unterschiedlichen Höhen und zur Drehung konfiguriert; ein Reibungspaket innerhalb des Bremszylinders und angetrieben durch die obere Welle; und ein Paar ineinandergreifender Zahnräder, die angetrieben werden, um sich durch eine oder mehrere der oberen und unteren Wellen zu drehen, wobei die Zahnräder Schmierflüssigkeit von dem Behälter zu dem unteren Abschnitt des Bremszylinders durch die Dosieröffnung leiten; wobei die Drehung des Reibungspakets Schmierflüssigkeit zu der Austrittsöffnung, durch die Austrittsöffnung und in einen durch die obere Welle definierten Axialdurchlass pumpt.
- 11. Antriebsanordnung von Beispiel 10, wobei das Gehäuse ein Auffangbecken unterhalb der Dosieröffnung zum Sammeln von Schmierflüssigkeit definiert, in das von den ineinandergreifenden Zahnrädern gespritzt wird, wobei die gesammelte Schmierflüssigkeit in Verbindung mit der Dosieröffnung steht.
- 12. Antriebsanordnung von Beispiel 10, wobei das Reibungspaket einen Innendurchmesser und einen Außendurchmesser aufweist, und wobei die Dosieröffnung die Schmierflüssigkeit auf den Innendurchmesser des Reibungspakets dosiert.
- 13. Antriebsanordnung von Beispiel 12, wobei die Austrittsöffnung eine von mehreren Austrittsöffnungen nahe dem Außendurchmesser des Reibungspakets ist.
- 14. Antriebsanordnung von Beispiel 10, wobei die Drehung der oberen Welle die Schmierflüssigkeit durch den Axialdurchlass und aus diesem heraus pumpt.
- 15. Antriebsanordnung von Beispiel 10, ferner umfassend einen Schmierflüssigkeitsbehälter zwischen der Austrittsöffnung und dem Axialdurchlass, wobei der Schmierflüssigkeitsbehälter ein Volumen an Schmierflüssigkeit enthält, die die Austrittsöffnung verlassen hat und bevor sie in den Axialdurchlass fließt.
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Die hierin verwendete Terminologie dient ausschließlich der Beschreibung bestimmter exemplarischer Ausführungsformen und soll in keiner Weise einschränkend sein. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen beinhalten, sofern der Kontext dies nicht klar ausschließt. Es versteht sich ferner, dass die Begriffe „umfasst“ und/oder „umfassend“ bei einer Verwendung in dieser Patentschrift das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten angeben, jedoch nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung eines bzw. einer oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen.
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Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung wurde zur Veranschaulichung und Beschreibung vorgelegt, soll aber nicht vollständig oder auf die Offenbarung in der offenbarten Form beschränkt sein. Viele Modifikationen und Variationen sind für Durchschnittsfachleute offensichtlich, ohne vom Umfang und Geist der Offenbarung abzuweichen. Die hierin explizit referenzierten Ausführungsformen und Beispiele wurden ausgewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Offenbarung und ihre praktische Anwendung bestmöglich zu erklären und andere Fachleute zu befähigen, die Offenbarung zu verstehen und viele Alternativen, Abwandlungen und Variationen der beschriebenen Ausführungsformen und Beispiele (der beschriebenen Beispiele) zu erkennen. Dementsprechend liegen verschiedene Ausführungsformen und Implementierungen als die explizit beschriebenen im Geltungsbereich der folgenden Ansprüche.
