爪式换挡装置和驱动机构的制作方法

1.本发明涉及一种爪式换挡装置，该爪式换挡装置具有第一换挡套筒和固定的联接元件，其中第一换挡套筒和联接元件分别具有至少一个凹口和至少一个连接板区段以形成穿通接合部。本发明还涉及一种驱动机构，其具有至少一个驱动机器、带有第一轴、第二轴和第三轴的传动装置、以及壳体。


背景技术：

2.文献de 10 2014 201 250 a1涉及一种装置，该装置用于可换挡地联接基座与两个共轴的轴，即被设计为空心轴的外轴和布置在该外轴的径向内部的内轴，该装置包括：滑动套管，其相对于基座可轴向滑动且防旋转地安装；第一操作性连接机构，其在滑动套管的第一滑动位置与内轴的相应操作性连接机构形成防旋转的连接；以及第二操作性连接机构，其在滑动套管的第二滑动位置与外轴的相应操作性连接机构形成防旋转的连接。为了降低对安装空间的需求，根据文献de 10 2014 201 250 a1提出：将滑动套管在径向上布置在内轴与外轴之间并安装在固定在基座上的轮毂上，外轴安装在该轮毂的外部，而内轴安装在该轮毂的内部，其中，该轮毂具有槽缝状的径向穿通部，滑动套管的操作性连接机构之一穿过这些穿通部而突出。


技术实现要素：

3.本发明的基本目的在于，在结构上和/或功能上改进开头提到的爪式换挡装置。此外，本发明的基本目的在于，在结构上和/或功能上改进开头提到的驱动机构。
4.爪式换挡装置用于断开和/或闭合可换挡的连接。在本文中，“可换挡的连接”尤其是指机械功率路径中的连接，该连接能够在断开的换挡位置(机械功率路径分离并且机械功率流不能经过该连接)与闭合的换挡位置(机械功率路径闭合并且机械功率流能够经过该连接)之间进行换挡。在本文中，“换挡”尤其是指断开或闭合可换挡的连接和/或在断开的换挡位置和闭合的换挡位置之间变换。机械功率尤其包括扭矩和/或角速度。
5.换挡套筒尤其是如下机械元件，其用作用于对至少一个可换挡的连接进行换挡的换挡元件。换挡套筒可以具有用于向换挡套筒施加致动力的致动区段、用于与第一机器元件连接的第一连接区段、以及用于与至少一个另外的机器元件连接的至少一个另外的连接区段。换挡套筒的连接区段可以被实施为齿部。齿部可以是轴向可移动的。借助于换挡套筒可连接的机器元件可以是轴、齿轮和/或壳体。换挡套筒可以是在至少两个换挡位置之间可移动的。换挡套筒可以是与轴防旋转地可连接并且沿该轴可移动的。
6.爪式换挡装置、第一换挡套筒、联接元件和第一轴可以具有共同的轴线。第一换挡套筒可以是沿该轴线可移动的。除非另有说明或在上下文中有另外指示，否则信息“轴向”、“径向”和“周向方向”涉及轴线的延伸方向。“轴向”于是对应于轴线的延伸方向。“径向”于是是与轴线的延伸方向垂直并与轴线相交的方向。“周向方向”于是对应于绕轴线的圆弧方向。轴线可以是旋转轴线和/或线性轴线。术语“第一换挡套筒”在本文中并不意味着还必须
存在另一个换挡套筒。
7.第一换挡套筒可以在比联接元件更大的轴向区域上延伸。第一换挡套筒可以具有套管状、管状或空心圆柱体的形状。第一换挡套筒可以具有外径不同的轴向区段。第一换挡套筒可以具有其外径适合用于接纳联接元件的至少一个轴向区段。第一换挡套筒可以具有三个连接区段。第一换挡套筒的连接区段可以按轴向顺序布置。第一换挡套筒的连接区段可以各自布置在径向内侧或径向外侧。第一换挡套筒的连接区段可以各自被实施为内齿部或外齿部。第一换挡套筒可以具有两个端部区段和布置在这两个端部区段之间的中央区段。第一换挡套筒可以是与第一轴防旋转地可连接并且相对于第一轴轴向可移动的。
8.在联接元件方面，术语“固定”尤其被用于与换挡套筒的可移动性区分开来。联接元件可以是与第一轴防旋转且轴向固定地可连接的。联接元件可以在比第一换挡套筒更小的轴向区域上延伸。联接元件可以具有环状、盘状、轮状或凸缘状的形状。联接元件可以具有两个连接区段。一个连接区段可以布置在联接元件的径向内侧，并且一个连接区段可以布置在联接元件的径向外侧。联接元件的一个连接区段可以被实施为内齿部，并且联接元件的一个连接区段可以被实施为外齿部。
9.第一换挡套筒可以具有至少一个凹口和至少一个连接板区段。第一换挡套筒的该至少一个凹口可以是基本上沿径向方向可被穿通接合的。第一换挡套筒的该至少一个凹口可以在轴向方向上至少具有与换挡位置之间的最大换挡行程相对应的长度。第一换挡套筒的该至少一个连接板区段可以基本上沿轴向方向延伸。第一换挡套筒可以具有分布在周向方向上且交替布置的多个凹口和连接板区段。第一换挡套筒的该至少一个凹口和该至少一个连接板区段可以布置在中央区段上。
10.联接元件可以具有至少一个凹口和至少一个连接板区段。联接元件的该至少一个凹口可以是基本上沿轴向方向可被穿通接合的。联接元件的该至少一个连接板区段可以基本上沿径向方向延伸。联接元件可以具有分布在周向方向上且交替布置的多个凹口和连接板区段。联接元件的该至少一个凹口和该至少一个连接板区段可以布置在径向内侧。
11.第一换挡套筒的该至少一个连接板区段可以与联接元件的该至少一个凹口穿通接合。联接元件的该至少一个连接板区段可以与第一换挡套筒的该至少一个凹口穿通接合。穿通接合部可以包括第一换挡套筒的该至少一个凹口、第一换挡套筒的该至少一个连接板区段、联接元件的该至少一个凹口、以及联接元件的该至少一个连接板区段。第一换挡套筒和联接元件可以是可按轴向顺序布置在第一轴上的。联接元件可以布置在第一换挡套筒的中央区段上。第一换挡套筒和联接元件可以是各自直接地可布置在第一轴上的。“直接地”在上下文中尤其是指：在第一换挡套筒和联接元件(一方面)与第一轴(另一方面)之间没有布置另外的机器元件。
12.第一换挡套筒可以是在第一轴与壳体之间的连接可闭合的第一换挡位置、连接可分离的第二换挡位置、第一轴与第二轴之间的连接可闭合的第三换挡位置、连接可分离的第四换挡位置、和/或第一轴与第三轴之间的连接可闭合的第五换挡位置之间可换挡的。爪式换挡装置、第一换挡套筒、联接元件、第一轴、第二轴、以及第三轴可以具有共同的轴线。
13.爪式换挡装置可以具有可换挡的第二换挡套筒。爪式换挡装置、第一换挡套筒、第二换挡套筒、联接元件、以及第一轴可以具有共同的轴线。第二换挡套筒可以在比联接元件更大的轴向区域上和/或在比第一换挡套筒更小的轴向区域上延伸。第二换挡套筒可以具
有套管状、管状或空心圆柱体的形状。第二换挡套筒可以具有两个连接区段。第二换挡套筒的连接区段可以按径向顺序布置。一个连接区段可以布置在第二换挡套筒的径向内侧，并且一个连接区段可以布置在第二换挡套筒的径向外侧。第二换挡套筒的一个连接区段可以被实施为内齿部，并且第二换挡套筒的一个连接区段可以被实施为外齿部。
14.第二换挡套筒可以是在驱动机器与第一轴之间的连接可闭合的第一换挡位置、连接可分离的第二换挡位置、驱动机器与第三轴之间的连接可闭合的第三换挡位置之间可换挡的。
15.穿通接合部可以被实施为具有游隙。穿通接合部可以在第二换挡套筒的第一换挡位置处可被调节成无负载的，以便能够实现使第一换挡套筒轴向移动以进行换挡。由此，穿通接合部可以被调节成无负载的，即，使得没有机械功率流经过第一换挡套筒。
16.第二换挡套筒可以安装在第一换挡套筒上。第二换挡套筒可以可轴向移动和/或可旋转地安装在第一换挡套筒上。
17.爪式换挡装置可以具有至少一个离合元件。该至少一个离合元件可以具有轴线。爪式换挡装置、第一换挡套筒、联接元件、该至少一个离合元件、以及第一轴可以具有共同的轴线。该至少一个离合元件可以具有套管状、管状或空心圆柱体的形状。该至少一个离合元件可以具有两个连接区段。该至少一个离合元件的连接区段可以按轴向顺序布置。该至少一个离合元件的连接区段可以各自布置在径向内侧或径向外侧。该至少一个离合元件的连接区段可以各自被实施为内齿部或外齿部。该至少一个离合元件的连接区段可以按径向顺序布置。一个连接区段可以布置在该至少一个离合元件的径向内侧，并且一个连接区段可以布置在该至少一个离合元件的径向外侧。该至少一个离合元件的一个连接区段可以被实施为内齿部，并且该至少一个离合元件的一个连接区段可以被实施为外齿部。该至少一个离合元件可以是固定的离合元件。
18.爪式换挡装置可以具有第一离合元件，该第一离合元件是与第一轴防旋转且轴向固定地可连接的、并用于使得能够实现第一换挡套筒与第一轴的连接。爪式换挡装置可以具有第二离合元件，该第二离合元件是可与第二轴防旋转且轴向固定地连接的、并用于使得能够实现第一换挡套筒与第二轴的连接。爪式换挡装置可以具有第三离合元件，该第三离合元件是可与第三轴防旋转且轴向固定地连接的、并用于使得能够实现第一换挡套筒与第三轴的连接。爪式换挡装置可以具有第四离合元件，该第四离合元件是可与第三轴防旋转且轴向固定地连接的、并用于使得能够实现第二换挡套筒与第三轴的连接。
19.该驱动机构可以用于驱动机动车辆。机械功率路径可以用于在动力换挡过程中传输牵引驱动功率和/或支持机械功率。在本文中，“动力换挡”尤其是指在没有中断牵引力或者在牵引力损失减小的情况下变换传动装置的挡位。
20.驱动机构可以具有第一驱动机器和第二驱动机器。该至少一个驱动机器可以是电机。电机可以具有定子和转子。电机可以是可作为马达和/或发电机运行的。传动装置可以具有挡位级。挡位级可以具有不同的传动比。传动装置可以具有至少一个行星齿轮组。传动装置可以具有第一行星齿轮组和第二行星齿轮组。这些行星齿轮组可以各自具有太阳齿轮、行星架和齿圈。第一轴、第二轴和第三轴可以形成传动装置输入。第一轴可以用于驱动第二行星齿轮组的太阳齿轮。第二轴可以用于驱动第一行星齿轮组的行星架和第二行星齿轮组的齿圈。第三轴可以用于驱动第一行星齿轮组的太阳齿轮。爪式换挡装置可以布置在
壳体中。传动装置可以具有从动装置。借助于爪式换挡装置，传动装置的挡位级可以是可动力换挡的。借助于联接元件，可以在换挡过程中在第一驱动机器上支持机械输出功率。第一轴、第二轴和第三轴可以安装在彼此之中。第一轴可以安装在第二轴中。第二轴可以安装在第三轴中。第一轴可以被实施为空心轴或实心轴。第二轴和第三轴可以被实施为空心轴。这些轴各自具有位于爪式换挡装置侧的端部。轴的端部按轴向顺序布置，从而使得这些轴是各自在径向方向上可触及的。
21.第一换挡套筒、联接元件和第一轴可以防旋转地相互连接并且可以是共同绕轴线可旋转的。第一换挡套筒可以是相对于联接元件和第一轴轴向可移动的，以便进行换挡。第二换挡套筒和第一驱动机器可以防旋转地相互连接并且可以是共同绕轴线可旋转的。第二换挡套筒可以是相对于第一驱动机器轴向可移动的，以便进行换挡。
22.驱动机构可以具有至少一个致动器。该至少一个致动器可以是借助于电控制装置可被控制的。控制装置可以用于在闭环控制技术和/或开环控制技术上控制该至少一个致动器。该至少一个致动器可以是电动的或液压的致动器。驱动机构可以具有第一致动器以用于对第一换挡套筒进行换挡。驱动机构可以具有第二致动器以用于对第二换挡套筒进行换挡。
23.总结来说并且换言之，本发明由此主要指出一种爪式换挡装置，该爪式换挡装置具有用于辅助换挡的穿通接合部。联接元件和第一换挡套筒彼此脱离联接，从而使第一换挡套筒即使在联接元件引导机械功率流时也保持无负载。第一轴可以是从径向外部直接可到达的。第一换挡套筒可以具有至少两个穿通部，联接元件穿过这些穿通部与第一轴接合并且可以传递机械功率。第一换挡套筒与该轴防旋转地相连接。穿通部至少可以具有这样的轴向长度，即，使得能够用第一换挡套筒来进行换挡过程。为了装配联接元件，第一换挡套筒的直径有跃变。
24.通过本发明能够在存在机械功率流的同时进行换挡。能够实现结构上和功能上的整合。能够实现使交叉穿过第一换挡套筒的机械功率流经过第一轴。
附图说明
25.下面参考附图更详细地描述本发明的实施例，在附图中示意性且示例性地：
26.图1示出了具有两个驱动机器、传动装置和爪式换挡装置的驱动机构，
27.图2示出了爪式换挡装置的局部截面视图，
28.图3以立体视图示出了爪式换挡装置的第一换挡套筒、联接元件、第一离合元件、第二离合元件和第三离合元件，以及
29.图4以立体视图示出了爪式换挡装置的第一换挡套筒、联接元件、第一离合元件和第二离合元件。
30.附图标记清单
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驱动机构
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第一驱动机器
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第二驱动机器
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传动装置
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爪式换挡装置
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壳体
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第一轴，传动装置输入
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第二轴，传动装置输入
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第三轴，传动装置输入
[0040]
10
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传动装置输出
[0041]
11
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第一行星齿轮组
[0042]
12
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第二行星齿轮组
[0043]
13
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第一离合元件
[0044]
14
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第二离合元件
[0045]
15
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第三离合元件
[0046]
16
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第四离合元件
[0047]
17
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第一换挡套筒
[0048]
18
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第二换挡套筒
[0049]
19
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联接元件
[0050]
20
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第一致动器
[0051]
21
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第二致动器
[0052]
22
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穿通接合部
[0053]
23
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端部区段
[0054]
24
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端部区段
[0055]
25
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中央区段
[0056]
26
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第一轴向区段
[0057]
27
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第二轴向区段
[0058]
28
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连接区段
[0059]
29
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连接区段
[0060]
30
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连接区段
[0061]
31
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凹口
[0062]
32
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连接板区段
[0063]
33
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连接区段
[0064]
34
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连接区段
[0065]
35
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凹口
[0066]
36
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连接板区段
具体实施方式
[0067]
图1示出了用于机动车辆的可动力换挡的驱动机构1，其具有第一驱动机器2、第二驱动机器3、传动装置4、爪式换挡装置5和壳体6。
[0068]
驱动机器2、3为电驱动机器。传动装置4具有形成传动装置输入的第一轴7、第二轴8和第三轴9以及传动装置输出10。传动装置4例如包括具有太阳齿轮、行星架和齿圈的第一行星齿轮组11和具有太阳齿轮、行星架和齿圈的第二行星齿轮组12。第一轴7用于驱动第二行星齿轮组12的太阳齿轮，第二轴8用于驱动第一行星齿轮组11的行星架和第二行星齿轮
组12的齿圈，第三轴9用于驱动第一行星齿轮组11的太阳齿轮。第一轴7安装在第二轴8中。第二轴8安装在第三轴9中。轴7、8、9各自具有位于爪式换挡装置侧的端部。轴7、8、9的端部按轴向顺序布置，从而使得这些轴是各自在径向方向上可触及的。
[0069]
爪式换挡装置5具有：第一离合元件13、第二离合元件14、第三离合元件15和第四离合元件16、第一换挡套筒17、第二换挡套筒18、以及联接元件19。
[0070]
第一离合元件13与第一轴7防旋转且轴向固定地连接、并用于使得能够实现第一换挡套筒17与第一轴7的连接。第二离合元件14与第二轴8防旋转且轴向固定地连接、并用于使得能够实现第一换挡套筒17与第二轴8的连接。第三离合元件15与第三轴9防旋转且轴向固定地连接、并用于使得能够实现第一换挡套筒17与第三轴9的连接。第四离合元件16与第三轴9防旋转且轴向固定地连接、并用于使得能够实现第二换挡套筒18与第三轴9的连接。
[0071]
第一换挡套筒17是借助于第一致动器20在第一轴7与壳体6之间的连接闭合的第一换挡位置、连接分离的第二换挡位置、第一轴7与第二轴8之间的连接闭合的第三换挡位置、连接分离的第四换挡位置、以及第一轴7与第三轴9之间的连接闭合的第五换挡位置之间可换挡的。也可以仅在两个部件之间建立连接的三个换挡位置操作换挡套筒17。
[0072]
第二换挡套筒18是借助于第二致动器21在第一驱动机器2与第一轴7之间的连接闭合的第一换挡位置、连接分离的第二换挡位置、以及第一驱动机器2与第三轴9之间的连接闭合的第三换挡位置之间可换挡的。
[0073]
联接元件19与第一轴7防旋转且轴向固定地连接。第一换挡套筒17和联接元件19相互穿通接合，使得借助于穿通接合部22既可以使机械功率流经过联接元件19，又可以使第一换挡套筒17无负载地进行调节并轴向移动以进行换挡。
[0074]
图2以局部截面视图示出了爪式换挡装置5的结构上的实施方案。可以看到第一离合元件13、第二离合元件14、第四离合元件16、第一换挡套筒17、第二换挡套筒18、以及联接元件19。第三离合元件15在此未示出。图3以立体视图示出了爪式换挡装置5的第一换挡套筒17、联接元件19、第一离合元件13、第二离合元件14、以及第四离合元件16。图4以立体视图示出了爪式换挡装置5的第一换挡套筒17、联接元件19、第一离合元件13、以及第二离合元件14。
[0075]
第一换挡套筒17为套管状且具有两个端部区段23、24、中央区段25、第一轴向区段26，第二轴向区段27、以及按轴向顺序布置的三个连接区段28、29、30。连接区段28被指配给壳体6并且被实施为外齿部，连接区段29被指配给第一轴7并且被实施为内齿部，连接区段30被指配给第二轴8并且实施为内齿部。在中央区段25上，第一换挡套筒17具有沿径向方向可被穿通接合的凹口(例如31)和沿轴向方向延伸的连接板区段(例如32)。
[0076]
联接元件19为环形盘状且具有按径向顺序布置的两个连接区段33、34。连接区段33被指配给第一轴7并且被实施为内齿部，连接区段34被指配给第二换挡套筒18并且被实施为外齿部。联接元件19在径向内侧具有沿轴向方向可被穿通接合的凹口(例如35)和沿径向方向延伸的连接板区段(例如36)。
[0077]
第一换挡套筒17的第一轴向区段26具有适合用于接纳联接元件19的较小的外径，该外径以有游隙的方式与联接元件19在连接板区段36处的内径相对应。第一换挡套筒17的第二轴向区段27具有较大的外径，该外径以有游隙的方式与联接元件19在凹口35处的内径
相对应。第一换挡套筒17的连接板区段32与联接元件18的凹口35穿通接合，联接元件19的连接板区段36与第一换挡套筒17的凹口31穿通接合。
[0078]
第一换挡套筒17和联接元件19共同按轴向顺序在径向外侧分别直接布置在第一轴7上，其中联接元件19布置在第一换挡套筒17的中央区段25上。联接元件19与第一轴7防旋转且轴向固定地连接。第一换挡套筒17与第一轴7防旋转地连接并且是相对于联接元件19和第一轴7轴向可移动的。为此，第一换挡套筒17的凹口31在轴向方向上的长度至少对应于第一换挡位置与第五换挡位置之间的换挡行程。
[0079]
第二换挡套筒18为套管状、并具有按轴向顺序布置的两个连接区段。一个连接区段被指配给第一驱动机器2并且被实施为外齿部，另一个连接区段被指配给联接元件19和第三轴9并且被实施为内齿部。第二换挡套筒18被安装成使其相对于第一换挡套筒17轴向可移动且可旋转。
[0080]
第一离合元件13与第一轴7防旋转且轴向固定地连接、并用于接纳第一换挡套筒17。第二离合元件14与第二轴8防旋转且轴向固定地连接、并与第一换挡套筒17的连接区段30相对应。第四离合元件16与第二轴8防旋转且轴向固定地连接且与第二驱动机器3相连接、并与第二换挡套筒17的连接区段相对应。离合元件13、14、16可以各自在结构上分离或集成，尤其可以被实施为与轴成一体。
[0081]
由第一换挡套筒17的凹口31和连接板区段32、以及联接元件19的凹口35和连接板区段36形成的穿通接合部22被实施有游隙，并且该穿通接合部可以在第二换挡套筒18的第一换挡位置无负载地进行调节，以便能够实现第二换挡套筒18的换挡，同时借助于联接元件19在第一驱动机器2上支持机械输出功率，从而使得传动装置的挡位级是可动力换挡的。
[0082]
另外，作为图2至图4的补充，尤其参考图1和相关的描述。
[0083]
尤其，用“可以”来表示本发明的可选特征。因此，还存在附加地或替代性地具有一个或多个相应特征的本发明的改进方案和/或实施例。
[0084]
根据需要，还可以从本文公开的特征组合选取分离的特征，并在解除这些特征之间可能存在的结构关系和/或功能关系的情况下将这些特征与其他特征组合使用以界定权利要求的主题。