DE20115877U1

DE20115877U1 - Stator-Polplatten-Anordnung für bürstenlose Gleichstrommotoren

Info

Publication number: DE20115877U1
Application number: DE20115877U
Authority: DE
Original assignee: Sunonwealth Electric Machine Industry Co Ltd
Current assignee: Sunonwealth Electric Machine Industry Co Ltd
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2001-12-06
Anticipated expiration: 2011-09-27
Also published as: GB2378050A; GB0118037D0; GB2378050B; US20020167231A1

Description

B/42664/40/ts

Sunonwealth Electric Machine Industry Co., Ltd.

12F-1, No. 120, Chung-Cheng 1^st Road. Kaohsiung, Taiwan, R.O.C.

Stator-Polplatten-Anordnungen für bürstenlose Gleichstrommotoren

Die vorliegende Erfindung betrifft Stator-Polplatten-Anordnungen für bürstenlose Gleichstrommotoren und insbesondere Stator-Polplatten-Anordnungen mit einer größeren Fläche für die magnetische Leitung zwischen magnetischen Polplatten und einem magnetisch leitfähigen Rohr, wodurch die magnetische Leitfähigkeit der magnetischen Kraftlinie verbessert wird.

Figur 1 der Zeichnung zeigt einen konventionellen Stator, der ein magnetisch leitfähiges Rohr 901 mit einer oberen Polplatte 902, einem Spulenkörper 903 und einer unteren Polplatte 904 aufweist, die um das Rohr 901 herum angeordnet sind. Der elektrische Strom läuft durch eine Wicklung auf dem Spulenkörper 903 zur Erzeugung eines magnetischen Feldes, und ein Durchgang für die magnetische Kraft wird durch das magnetisch leitfähige Rohr 901, die obere Polplatte 902 und die untere Polplatte 904 gebildet. Die Ränder an den Enden auf der oberen und auf der unteren Polplatte 902 und 904 wirken magnetisch induktiv mit einem Permanent-Ringmagneten auf einem Rotor zusammen, um den Rotor anzutreiben. Die Dicke eines jeden Randes am Ende der oberen und der unteren Polplatte 902 und 904

bildet eine Induktionsfläche für die magnetische Induktion mit dem Permanent-Ringmagneten. Es wurde jedoch herausgefunden, daß das Drehmoment unzureichend und die Drehgeschwindigkeit unstabil ist, da die Induktionsfläche relativ klein ist.

Die US-Patentanmeldung mit dem Titel &ldquor;STATOR ASSEMBLY FOR A D.C.

BRUSHLESS MOTOR" wurde am 11. April 2001 unter der Seriennummer

eingereicht und zeigt eine Statoranordnung, die einen Spulenkörper mit einer um ihn herum gewundenen Wicklung aufweist. Der Spulenkörper hat ein Montageloch, durch das sich ein magnetisch leitfähiges Rohr erstreckt. Eine obere Polplatte und eine untere Polplatte sind jeweils auf der oberen Seite und der unteren Seite des Spulenkörpers angeordnet. Jede der oberen und unteren Polplatten hat eine Vielzahl von Polen. Mindestens eine obere magnetisch leitfähige Platte und mindestens eine untere magnetisch leitfähige Platte sind jeweils an der oberen Polplatte und der unteren Polplatte befestigt. Jede der oberen magnetisch leitfähigen Platte und der unteren magnetisch leitfähigen Platte hat ein Positionierungsloch, durch das sich das magnetisch leitfähige Rohr erstreckt. Jeder Pol von mindestens einer der oberen und unteren Polplatten und der oberen und unteren magnetisch leitfähigen Platten hat eine Seitenwand, die sich in einer Richtung parallel zur Längsachse des magnetisch leitfähigen Rohrs erstreckt. Da es mindestens eine obere magnetisch leitfähige Platte und mindestens eine untere magnetisch leitfähige Platte gibt, die jeweils an der oberen Polplatte und der unteren Polplatte befestigt sind, haben die Seitenwände und der Permanent-Ringmagnet des Rotors zwischen sich einen größeren Induktionsbereich. Außerdem sind die obere magnetisch leitfähige Platte, die obere Polplatte, die untere magnetische leitfähige Platte und die untere Polplatte übereinander gestapelt, um den Durchgang für die magnetische Kraft zu erhöhen. Daher gibt der Rotor ein größeres Drehmoment ab und dreht sich in einer stabileren Weise, ohne zu schwimmen.

Der vorliegenden Erfindung liegt hauptsächlich die Aufgabe zugrunde, Stator-Polplatten-Anordnungen mit einem größeren Bereich für die magnetische Leitung zwischen den magnetischen Polplatten und einem magnetisch leitfähigen Rohr zu schaffen, wodurch die magnetische Leitfähigkeit der magnetischen Kraftlinie verbessert wird.

Ein Stator gemäß der vorliegenden Erfindung hat einen Spulenkörper mit einer um ihn herum gewundenen Wicklung und einem zentralen Loch. Die Polplatten sind auf beiden Seiten des Spulenkörpers angeordnet. Jede Polplatte hat eine Vielzahl von Polen und einen zentralen rohrförmigen Abschnitt. Die Pole der Polplatte, die sich an einer Seite des Spulenkörpers befinden, und die Pole der Polplatte, die sich auf der anderen Seite des Spulenkörpers befinden, sind abwechselnd angeordnet. Ein magnetisch leitfähiges Rohr erstreckt sich durch das zentrale Loch des Spulenkörpers und die zentralen rohrförmigen Abschnitte der Polplatten.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen ersichtlich, die anhand der beiliegenden Zeichnung erfolgt. In der Zeichnung stellen dar:

Figur 1 eine perspektivische Explosionsansicht eines konventionellen Stators,

Figur 2 eine perspektivische Explosionsansicht eines Stators gemäß der vorliegenden Erfindung,

Figur 3 eine longitudinale Schnittansicht des positionierenden Stators in Figur 2,

Figur 4 eine perspektivische Explosionsansicht einer zweiten Ausführungsform des Stators gemäß der vorliegenden Erfindung,

Figur 5 eine perspektivische Explosionsansicht einer dritten Ausführungsform des Stators gemäß der vorliegenden Erfindung,

Figur 6 eine longitudinale Schnittansicht des Stators in Figur 5, und

Figur 7 eine longitudinale Schnittansicht einer vierten Ausführungsform des Stators gemäß der vorliegenden Erfindung.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nunmehr anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben.

Wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt, hat ein Stator gemäß der vorliegenden Erfindung im allgemeinen einen Spulenkörper 1, ein magnetisch leitfähiges Rohr 2 und eine obere Polplatte 3 und eine untere Polplatte 3.

Der Spulenkörper 1 kann irgendein herkömmlicher Spulenkörper für alle Arten von bürstenlosen Gleichstrommotoren und Wärmeableitgebläsen sein. Der Spulenkörper 1 hat eine um ihn herum gewundene Wicklung 11 und ein zentrales Loch 12, durch das sich das magnetisch leitfähige Rohr 2 erstreckt.

Das magnetisch leitfähige Rohr 2 ist aus einem magnetisch leitfähigen Material, wie z.B. Metall, hergestellt. Das magnetisch leitfähige Rohr 2 erstreckt sich durch die obere und die untere Polplatte 3 und das zentrale Loch 12 des Spulenkörpers 1. Ein Flansch 21 ist auf einem Ende des magnetisch leitfähigen Rohrs 2 ausgebildet, um ein Lösen der oberen und der unteren Polplatte 3 zu verhindern.

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Die obere und die untere Platte 3 sind aus einem magnetisch leitfähigen Material hergestellt und haben eine obere Polplatte 3a und eine untere Polplatte 3b, die jeweils am oberen und am unteren Ende des Spulenkörpers 1 befestigt sind. Die obere Polplatte 3a hat einen zentralen rohrförmigen Abschnitt 32 und eine Vielzahl von Polen 31. In ähnlicher Weise hat die untere Polplatte 3b einen zentralen rohrförmigen Abschnitt 32 und eine Vielzahl von Polen 31. Die Pole 31 der oberen Polplatte 3a und die Pole 31 der unteren Polplatte 3b sind abwechselnd zueinander angeordnet. Die zentralen rohrförmigen Abschnitte 32 der oberen Polplatte 3a und der unteren Polplatte 3b fluchten mit dem zentralen Loch des Spulenkörpers 1, so daß das magnetisch leitfähige Rohr 2 sich hindurch erstrecken kann. Daher haben die Polplatten 3 und das magnetisch leitfähige Rohr 2 zwischen sich einen größeren Kontaktbereich und der Durchgang der magnetischen Leitung zwischen den Polplatten 3 und dem Spulenkörper 2 ist demgemäß erhöht.

Wie in Figur 3 gezeigt, sind in zusammengebautem Zustand die obere Polplatte 3a und die untere Polplatte 3b jeweils an der oberen Seite und der unteren Seite des Spulenkörpers 1 befestigt, wobei die zentralen rohrförmigen Abschnitte 32 der oberen und der unteren Polplatte 3 (d.h. 3a und 3b) mit dem zentralen Loch 12 des Spulenkörpers 1 fluchten. Das magnetisch leitfähige Rohr 2 erstreckt sich durch die zentralen rohrförmigen Abschnitte 32 der oberen und der unteren Polplatte 3 und das zentrale Loch 12 des Spulenkörpers 1. Somit haben die Polplatten 3 und das magnetisch leitfähige Rohr 2 zwischen sich einen größeren Kontaktbereich, und der Durchgang der magnetischen Leitung zwischen den Polplatten 3 und dem Spulenkörper 2 ist demgemäß erhöht.

Figur 4 zeigt eine zweite Ausführungsform des Stators gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei jeder Pol 31 der oberen Polplatte 3a und der unteren Polplatte 3b

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einen longitudinalen Fortsatz (nicht bezeichnet) aufweist, der sich in einer Richtung parallel zu der longitudinalen Richtung des magnetisch leitfähigen Rohrs 2 erstreckt, wodurch eine magnetische Polfläche 33 gebildet wird. Es sei bemerkt, daß die magnetischen Polflächen 33 auf der oberen Polplatte 3a und die magnetischen Polflächen 33 auf der unteren Polplatte 3b einander abwechselnd angeordnet sind. Außerdem erstrecken sich die longitudinalen Fortsätze der oberen Polplatte 3a nach unten und die longitudinalen Fortsätze der unteren Polplatte nach oben. Somit hat der Stator größere magnetische Polflächen 33, wodurch für eine bessere magnetische Leitfähigkeit gesorgt wird. Außerdem gibt der Rotor ein höheres Drehmoment ab und rotiert stabiler, wenn die magnetischen Polflächen 33 magnetisch induktiv mit dem Permanent-Ringmagneten zusammenwirken.

Figuren 5 und 6 zeigen eine dritte Ausführungsform des Stators gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei mindestens zwei obere Polplatten 3 an der oberen Seite des Spulenkörpers 1 und mindestens zwei untere Polplatten 3 an der unteren Seite des Spulenkörpers 1 angebracht sind. Die Pole 31 der oberen Polplatten 3 fluchten miteinander und ebenso die Pole 31 der unteren Polplatten 3. Außerdem sind die Pole der oberen Polplatten 3 und die Pole 31 der unteren Polplatten 3 in alternierender Weise angeordnet.

Die oberste der oberen Polplatte 3 hat einen von ihrer Obersite vorstehenden zentralen rohrförmigen Abschnitt 32, der sich von dem Spulenkörper 1 weg erstreckt. Die unterste der oberen Polplatte 3 hat einen von ihrer Unterseite vorstehenden zentralen rohrförmigen Abschnitt 32, der sich in das zentrale Loch 12 des Spulenkörpers 1 erstreckt. Die verbleibenden oberen Polplatten 3 haben jeweils ein zentrales Loch 32a, das mit den zentralen rohrförmigen Abschnitten 32 der obersten und der untersten Polplatte 3 fluchtet.

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Die unterste der unteren Polplatten 3 hat einen von ihrer Unterseite vorstehenden zentralen rohrförmigen Abschnitt 32, der sich von dem Spulenkörper 1 weg erstreckt. Die oberste der unteren Polplatte 3 hat einen von ihrer Oberseite vorstehenden zentralen rohrförmigen Abschnitt 32, der sich in das zentrale Loch 12 des Spulenkörpers 1 erstreckt. Die verbleibenden unteren Polplatten 3 haben jeweils ein zentrales Loch 32a, das mit den zentralen rohrförmigen Abschnitten 32 der obersten und der untersten der unteren Polplatten 3 fluchtet.

Der zentrale rohrförmige Abschnitt 32 der obersten der unteren Polplatten 3 und der zentrale rohrförmige Abschnitt 32 der untersten der oberen Polplatten 3 erstrecken sich in das zentrale Loch 12 des Spulenkörpers 1. Das magnetisch leitfähige Rohr 1 erstreckt sich durch die zentralen rohrförmigen Abschnitte 32 und das zentrale Loch 32a der oberen und der unteren Polplatten 3 sowie das zentrale Loch 12 des Spulenkörpers 1, wie dies am besten in Figur 6 gezeigt ist. Im Ergebnis haben das magnetisch leitfähige Rohr 2 und die zentralen rohrförmigen Abschnitte 32 der oberen und der unteren Polplatten 3 zwischen sich einen größeren Kontaktbereich, und der Durchgang der magnetischen Leitung zwischen den Polplatten 3 und dem Spulenkörper 2 wird demgemäß erhöht.

Figur 7 zeigt eine vierte Ausführungsform des Stators gemäß der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform sind zwei obere Polplatten 3 an der Oberseite des Spulenkörpers 1 angebracht und zwei untere Polplatten 3 an der Unterseite des Spulenkörpers 1. Jede Polplatte 3 hat einen zentralen rohrförmigen Abschnitt 32 und eine Vielzahl von Polen 31. Insbesondere hat die obere der oberen Polplatten 3 einen von ihrer Oberseite vorstehenden zentralen rohrförmigen Abschnitt 32, der sich von dem Spulenkörper 1 weg erstreckt. Die untere der oberen Polplatten 3 hat einen sich von ihrer Unterseite weg erstreckenden zentralen rohrförmigen Abschnitt 32, der sich in das zentrale Loch 12 des Spulenkörpers 1 erstreckt. Die untere der unteren

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Polplatten 3 hat einen von ihrer Unterseite vorstehenden zentralen rohrförmigen Abschnitt 32, der sich von dem Spulenkörper 1 weg erstreckt. Die obere der unteren Polplatten 3 hat einen von ihrer Oberseite vorstehenden zentralen rohrförmigen Abschnitt 32, der sich in das zentrale Loch des Spulenkörpers 1 erstreckt.

Die Pole 31 der oberen Polplatten 3 fluchten miteinander und ebenso die Pole 31 der unteren Polplatten 3. Außerdem hat jeder Pol 31 der oberen Polplatte 3a und der unteren Polplatte 3b einen longitudinalen Fortsatz (nicht bezeichnet), der sich in einer Richtung parallel zu der longitudinalen Richtung des magnetisch leitfähigen Rohrs 2 erstreckt, wodurch eine magnetische Polfläche 33 gebildet wird. Darüberhinaus sind die Pole der oberen Polplatten 3 und die Pole 31 der unteren Polplatten 3 abwechselnd zueinander angeordnet. Das magnetisch leitfähige Rohr erstreckt sich durch die zentralen rohrförmigen Abschnitte 32 der oberen und unteren Polplatten 3 sowie durch das zentrale Loch 12 des Spulenkörpers 1. Im Ergebnis haben das magnetisch leitfähige Rohr 2 und die zentralen rohrförmigen Abschnitte 32 der oberen und unteren Polplatte 3 zwischen sich eine größere Kontaktfläche, und der Durchgang der magnetischen Leitung zwischen den Polplatten 3 und dem Spulenkörper 2 wird demgemäß erhöht. Der Stator hat größere magnetische Polflächen 33, wodurch für eine bessere magnetische Leitfähigkeit gesorgt wird. Außerdem gibt der Rotor ein höheres Drehmoment ab und rotiert stabiler, wenn die magnetischen Polflächen 33 magnetisch induktiv mit dem Permanent-Ringmagneten zusammenwirken.

Gemäß der obigen Beschreibung versteht es sich, daß jede Polplatte des Stators gemäß der vorliegenden Erfindung einen zentralen rohrförmigen Abschnitt aufweist, so daß das magnetisch leitfähige Rohr und die zentralen rohrförmigen Abschnitte der Polplatten einen größeren Kontaktbereich aufweisen, wenn sich das magnetisch leitfähige Rohr hindurcherstreckt und somit die Polplatten verbindet. Der Bereich der

magnetischen Leitung zwischen den Polplatten und dem magnetisch leitfähigen Rohr wird vergrößert, was den Durchgang der magnetischen Leitung erhöht, wodurch die magnetische Leitfähigkeit verbessert wird.

Obwohl die Erfindung in Bezug ihrer bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, wie oben geschehen, versteht es sich, daß zahlreiche Modifikationen und Variationen aufgeführt werden können, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. Es ist daher beabsichtigt, daß die anhängigen Ansprüche derartige Modifikationen und Variationen abdecken, die unter den Grundgedanken der Erfindung fallen.

Claims

1. Stator für einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit:
einem Spulenkörper (1) mit einer um ihn herum gewundenen Wicklung (11) und einem zentralen Loch (12);
einem magnetisch leitfähigen Rohr (2), das aus einem magnetisch leitfähigen Material hergestellt ist und sich durch das zentrale Loch (12) des Spulenkörpers (1) erstreckt, wobei das magnetisch leitfähige Rohr (2) eine obere Seite und eine untere Seite aufweist;
mindestens einer oberen Polplatte (3), die an der oberen Seite des magnetisch leitfähigen Rohrs (2) angerbacht ist und eine Vielzahl von Polen (31) aufweist sowie einen zentralen rohrförmigen Abschnitt (32), durch den sich das magnetisch leitfähige Rohr (2) erstreckt; und
mindestens einer unteren Polplatte (3), die an der unteren Seite des magnetisch leitfähigen Rohrs (2) angebracht ist und eine Vielzahl von Polen (31) aufweist sowie einen zentralen rohrförmigen Abschnitt (32), durch den sich das magnetisch leitfähige Rohr (2) erstreckt, wobei die Pole (31) der mindestens einen oberen Polplatte (3) und die Pole (31) der mindestens einen unteren Polplatte (3) abwechselnd zueinander angeordnet sind.

2. Stator für einen bürstenlosen Gleichstrommotor nach Anspruch 1, wobei jeder Pol (31) der mindestens einen oberen Polplatte (3) und der mindestens einen unteren Polplatte (3) einen longitudinalen Fortsatz aufweist, der sich in einer Richtung parallel zu der Längsrichtung des Spulenkörpers (1) erstreckt, wodurch eine magnetische Polfläche (33) gebildet wird.

3. Stator für einen bürstenlosen Gleichstrommotor nach Anspruch 1, wobei zwei obere Polplatten (3) an der Oberseite des Spulenkörpers (1) und zwei untere Polplatten (3) an der Unterseite des Spulenkörpers (1) angebracht sind und jede der oberen Polplatten (3) und der unteren Polplatten (3) einen zentralen rohrförmigen Abschnitt (32) aufweist, durch den sich das magnetisch leitfähige Rohr (2) erstreckt.

4. Stator für einen bürstenlosen Gleichstrommotor nach Anspruch 3, wobei der zentrale rohrförmige Abschnitt (32) einer der oberen Polplatten (3) sich in das zentrale Loch (12) des Spulenkörpers (1) erstreckt und der zentrale rohrförmige Abschnitt (32) einer der unteren Polplatten (3) sich in das zentrale Loch (12) des Spulenkörpers (1) erstreckt.

5. Stator für einen bürstenlosen Gleichstrommotor nach Anspruch 4, wobei jeder Pol (31) einer der oberen Polplatten (3) und der unteren Polplatten (3) einen longitudinalen Fortsatz aufweist, der sich in einer Richtung parallel zu der longitudinalen Richtung des Spulenkörpers (1) erstreckt, wodurch eine magnetische Polfläche (33) gebildet wird.

6. Stator für einen bürstenlosen Gleichstrommotor nach Anspruch 1, wobei zwei obere Polplatten (3) an der oberen Seite des Spulenkörpers (1) angebracht sind und zwei untere Polplatten (3) an der unteren Seite des Spulenkörpers (1), eine obere der zwei oberen Polplatten (3) einen von ihrer Oberseite vorstehenden zentralen rohrförmigen Abschnitt (32) aufweist, der sich von dem Spulenkörper (1) weg erstreckt, und eine untere der zwei oberen Polplatten (3) einen von ihrer Unterseite vorstehenden zentralen rohrförmigen Abschnitt (32) hat, der sich in das zentrale Loch (12) des Spulenkörpers (1) erstreckt, und ferner eine obere der zwei unteren Polplatten (3) einen von ihrer Oberseite vorstehenden zentralen rohrförmigen Abschnitt (32) hat, der sich in das zentrale Loch (12) des Spulenkörpers (1) erstreckt, sowie eine untere der zwei unteren Polplatten (3) einen von ihrer Unterseite vorstehenden zentralen rohrförmigen Abschnitt (32) hat, der sich von dem Spulenkörper (1) wergerstreckt, wobei sich das magnetisch leitfähige Rohr (2) durch die zentralen rohrförmigen Abschnitte (32) der oberen Polplatten (3) und der unteren Polplatten (3) erstreckt.

7. Stator für einen bürstenlosen Gleichstrommotor nach Anspruch 6, wobei jeder der Pole der oberen der oberen Polplatten (3) einen longitudinalen Fortsatz hat, der sich in der longitudinalen Richtung des magnetisch leitfähigen Rohrs (2) erstreckt und sich von den unteren Polplatten (3) weg erstreckt, wobei jeder der Pole der unteren der unteren Polplatten (3) einen longitudinalen Fortsatz aufweist, der sich in der longitudinalen Richtung des magnetisch leitfähigen Rohrs erstreckt und sich zu den unteren Polplatten (3) hinerstreckt.

8. Stator für einen bürstenlosen Gleichstrommotor nach Anspruch 6, wobei ferner mindestens eine weitere obere Polplatte (3) vorgesehen ist, die zwischen den zwei oberen Polplatten (3) eingebettet ist, wobei die mindestens eine weitere obere Polplatte (3) ein zentrales Loch (33a) aufweist, durch das sich das magnetisch leitfähige Rohr (2) erstreckt.

9. Stator für einen bürstenlosen Gleichstrommotor nach Anspruch 1, wobei das magnetisch leitfähige Rohr (2) an einem seiner Enden einen Flansch (21) hat, um ein Lösen der mindestens einen oberen Polplatte (3) und der mindestens einen unteren Polplatte (3) zu verhindern.

10. Stator für einen bürstenlosen Gleichstrommotor nach Anspruch 2, wobei das magnetisch leitfähige Rohr (2) einen Flansch (21) an einem seiner Enden hat, um ein Lösen der mindestens einen oberen Polplatte (3) und der mindestens einen unteren Polplatte (3) zu verhindern.

11. Stator für einen bürstenlosen Gleichstrommotor nach Anspruch 6, wobei das magnetisch leitfähige Rohr (2) einen Flansch (21) an einem seiner Enden aufweist, um ein Lösen der mindestens einen oberen Polplatte (3) und der mindestens einen unteren Polplatte (3) zu verhindern.

12. Stator für einen bürstenlosen Gleichstrommotor nach Anspruch 7, wobei das magnetisch leitfähige Rohr (2) an einem seiner Enden einen Flansch hat, um ein Lösen der mindestens einen oberen Polplatte (3) und der mindestens einen unteren Polplatte (3) zu verhindern.

13. Stator für einen bürstenlosen Gleichstrommotor nach Anspruch 8, wobei das magnetisch leitfähige Rohr (2) einen Flansch (21) an einem seiner Enden hat, um ein Lösen der mindestens einen oberen Polplatte (3) und der mindestens einen unteren Polplatte (3) zu verhindern.