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Die
Erfindung betrifft einen Rundreflektor für elektromagnetische Strahlung,
insbesondere für
Lichtstrahlen für
Beleuchtungszwecke.
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Im
Stand der Technik sind solche Reflektoren bekannt. Beispielsweise
für Beleuchtungszwecke
haben die Reflektoren die Aufgabe, den Strahlungsfluss von einer
Lichtquelle auf ein Objekt oder eine Fläche zu spiegeln, die beleuchtet
werden soll. Für
diese Aufgabe gibt es eine Anzahl von Lampentypen mit unterschiedlichen
Technologien zur Erzeugung des entsprechenden Strahlungsflusses.
Es handelt sich dabei beispielsweise um Glühlampen oder Halogenlampen,
Leuchtstofflampen oder Kompaktleuchtstofflampen, Metallhalogendampflampen
oder Natriumdampflampen sowie auch Induktionslampen.
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Der
Strahlungsfluss der Lampe erreicht den Reflektor. Der Reflektor
spiegelt das Licht gebende Konstruktionselement der Lampe, also
die Lampenwendel oder das Entladungsgefäß der Lampe nach außen. Für die Spiegelung
gelten die Raumvektoren, Licht-Einfallwinkel
= Licht-Ausfallwinkel, jeweils gegen das Lot auf die Reflektoroberfläche.
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Die
unterschiedlichen Lampen haben unterschiedliche Proportionen. Es
gibt sehr kompakte Wendeln zum Beispiel bei Niedervolt-Halogenlampen,
langgestreckte Wendeln bei stabförmigen
Hochvolt-Halogenlampen, leuchtende dünne Glasrohre bei Leuchtstofflampen
oder Glasrohrbündel
bei Kompakt-Leuchtstofflampen und sehr kleine zylindrische Entladungsgefäße für die Brenner
von Metalldampflampen sowie U-förmige
oder spiralförmige
Entladungsrohre für
Blitzlampen.
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Die
Oberfläche
der Reflektoren kann hochglanzglatt sein, regelmäßige oder unregelmäßige Oberflächenstrukturen
haben. Reflektoren haben unterschiedliche lichttechnische Aufgaben,
beispielsweise eine Lichtstärkeverteilung
von schmal, beispielsweise 10° als
Spot oder Medium von 30° oder als
Flood 60°.
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Damit
die Reflektoren den Strahlungsfluss von der Lampe so reflektieren
können,
dass die gewünschten
Objekte im richtigen Licht beleuchtet werden, erfüllen die
Reflektoren mehrere Aufgaben.
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Die
Reflektoren sind so entwickelt und hergestellt, dass die gewünschte Lichtstärkeverteilung über das
Reflektorprofil erreicht werden kann. Hierbei ist der Wirkungsgrad
wichtig, wobei der Reflektor ein vertretbares Maximum an Strahlungsfluss
der Lampe aufnehmen kann. Es sollte nur ein vertretbares Minimum
an Mehrfachreflexionen von der Lampe zum Reflektor und wieder zurück auf die
Lampe und dann nach außen
abgegeben werden. Bei stabförmigen
langen Lampen axial im Rundreflektor ist das ein Problem, weil bei
nicht einwandfreiem Reflektorprofil in Richtung rückseitiger
Reflektorachse der Wirkungsgrad erheblich vermindert sein kann.
Der Strahlungsfluss der Lampe gelangt erst nach mehreren Reflexionen
in viele falsche Richtungen zwischen Reflektor und Lampe nach außen.
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Die
verschiedenen Lampentypen erzeugen ihren Strahlungsfluss durchaus
inhomogen hinsichtlich Lichtstärke
als auch Lichtfarbe. Das Licht zur Beleuchtung muss aber gleichmäßig sein.
Es darf auch keine Farbflecken auf den zu beleuchtenden Objekten
geben. In der Regel erhält
der Reflektor eine Oberfläche,
die für
den Wirkungsgrad der Leuchte eine möglichst hohe Gesamtreflexion
haben soll. Ein Teil der Reflexion muss aber diffus sein, um den
inhomogenen Strahlungsfluss der Lampen, Unregelmäßigkeiten im Reflektor und
kleine Montagefehler in der Lampenposition zu vermischen. Die Herstellung der
Reflektoren erfolgt bei den hier betroffenen Rundreflektoren aus
Ronden in Druckverfahren. Das Druckwerkzeug hat das Reflektorprofil,
die Reflektoroberfläche
wird auf dem Druckwerkzeug aufgebracht. Das geschieht durch Sandstrahlen,
Erodieren, Formätzen
nach einer Fotovorlage, durch Fräsen
und früher
auch durch Punzen. Der Druckvorgang ist eine sehr alte Technologie.
Es kann gleichzeitig immer nur ein Reflektor je Druckmaschine hergestellt
werden. Die Technologie ist sehr lohnintensiv.
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Eine
weitere Technologie für
die Reflektorherstellung ist Zugdruckumformen. Beim Tiefziehen wird
ein Blechzuschnitt von einem Niederhalter fixiert und von einem
Ziehstempel in einem oder mehreren Zügen zu einem Hohlkörper umgeformt.
Bei hydromechanischem Tiefziehen entsteht der Reflektor durch die
Form des Ziehstempels unter Druckeinwirkung der Druckflüssigkeit.
Beim Hydroformverfahren schützt
eine Membran den künftigen
Reflektor vor der Druckflüssigkeit.
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Der
Reflektor erfordert in jedem Falle nach dem Druckvorgang chemische
Technologien. Seine Oberfläche
muss das Licht mit möglichst
wenig Absorption spiegeln können,
seine Oberfläche
muss gegen Korrosion eine Schutzschicht erhalten. Im Interesse der
Spiegelung mit einem Minimum an Absorption wird Reinstaluminium
auch plattiert verwendet. Der Glanz entsteht durch anodisches Glänzen unter Mitwirkung
von Gleichstrom in elektrochemischen Anlagen. Die Korrosionsschutzschicht
entsteht durch anodische Oxydation. Diese Oxydation der Reflektoroberfläche hat
aber auch eine geringe diffuse Reflektion und Absorption. Durch
Zusätze
in den elektrochemischen Bädern
kann man die Oxydschicht einfärben,
in jedem Falle vermindern diese chemischen Nachbehandlungen der
Reflektoroberfläche
geringfügig
den Wirkungsgrad der Leuchte. Die Anwendung von elektrochemischen
Bädern
ist darüber
hinaus eine schwierige und umweltbelastende Technologie. Sie ist
aber unverzichtbar bei Rundreflektoren, die durch Drücken hergestellt
werden.
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Es
gibt Rinnen oder Kastenreflektoren. Diese werden aus Bandmaterial
geschnitten, gestanzt oder gelasert. Diese Bandmaterialien haben
eine fertige Oberfläche.
Die Oberflächenstruktur
ist bereits aufgewalzt. Die Gesamtreflektion und damit der Leuchtenwirkungsgrad
ist deutlich besser als bei den oben genannten Reflektoren aus Ronden
oder Zuschnitten von unbehandeltem Aluminium.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
die Reflektorherstellung zu verbessern und im Ergebnis kostengünstiger
hochwirksame Rundreflektoren zu schaffen, bei denen der Wirkungsgrad
verbessert ist und ebenso das Leuchtendesign in einfacher Weise beeinflusst
werden kann. Umweltprobleme sollen überwunden werden, indem keine
elektrochemischen Bäder
benötigt
werden. Eine automatisierte Fertigung soll ermöglicht werden und Reflektorlampen-Kombinationen
sollen ermöglicht
werden, die mit der bisher üblichen
Technologie nicht realisierbar sind.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe schlägt
die Erfindung vor, dass der Reflektor aus einer Ronde aus Aluminiumblech
besteht, das auf der reflektierenden Seite eloxiert ist, wobei von
einem Mittelteil der Ronde sternförmig streifenartige Finger
abragen, die zu einer Reflektorform gebogen sind.
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Gemäß dieser
Technologie wird die bisher übliche
Fertigung von Rundreflektoren ersetzt, indem eine Ronde aus Aluminiumblech,
die aus voreloxiertem Material besteht, derart geschnitten oder
gelasert wird, dass ausgehend von einem Mittelteil der Ronde sternförmig streifenartige
Finger abragen. Diese Finger können
in einfacher Weise zu einer Reflektorform gebogen werden, so dass
dann ein Rundreflektor gebildet ist.
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Die
lichttechnisch erzeugten Ergebnisse von einem herkömmlichen
Rundreflektor und dem erfindungsgemäßen Reflektor sind bei beiden
Bauformen hinsichtlich der Lichtstärkeverteilungen praktisch gleich.
Es kommt auch die gleiche Lampe, also Lichtquelle, zum Einsatz.
Auch Reflektordurchmesser, Reflektorhöhe und Brennpunkt stimmen mit
der herkömmlichen
Praxis überein.
Der erfindungsgemäße Reflektor
hat jedoch den wesentlichen Vorteil, dass dessen Wirkungsgrad erheblich
höher ist,
da als Reflektormaterial voreloxiertes Bandmaterial eingesetzt wird.
Das bisher übliche
Druckverfahren einschließlich
der umweltbelastenden elektrochemischen Bäder entfällt.
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Der
Zuschnitt der entsprechenden Ronde mit den Fingern kann aus Bandmaterial
gefertigt werden. Hierbei sind uneingeschränkt die lichttechnisch besten
Reflektorqualitäten
verwendbar. Der Vorteil des besseren Wirkungsgrades folgt aus der
besseren Reflektoroberfläche
mit höherer
Gesamtreflektion. Gasentladungslampen erfordern einen Anteil diffuser Lichtstreuung.
Diese Oberflächenqualitäten sind
bei der Herstellung zu berücksichtigen.
Der fertige Zuschnitt wird über
ein Werkzeug mit dem gewünschten Reflektorprofil
gebogen. Jeder fingerartige Streifen des Zuschnitts entspricht einem
Teilreflektor.
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Je
nach Einsatzfall kann es vorteilhaft sein, wenn die Längsrandkanten
der Finger einander überdeckend
angeordnet sind.
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Hierdurch
werden Licht durchlassene Spalte des Reflektors vermieden.
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Zudem
kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Finger an ihren Enden miteinander
verbunden sind.
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Hierbei
wird die gewünschte
gebogene Reflektorform durch die Verbindung der Finger an ihren Enden
endgültig
fixiert.
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Bevorzugt
ist zudem vorgesehen, dass die benachbarten Finger durch Schraubverbindungsmittel,
Steckverbindungsmittel, Rastverbindungsmittel miteinander verbunden
sind oder genietet oder verschweißt sind, wobei die Verbindungsmittel
beziehungsweise die Verbindung vorzugsweise am dem Mittelteil abgewandten
Endbereich der Finger vorgesehen ist.
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Beispielsweise
können
auch die einzelnen Finger des Reflektorsterns durch Hakenverbindungen
zusammengefügt
werden.
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Bevorzugt
ist ferner vorgesehen, dass die eine Seitenlängskante der Finger radial
gerichtet verläuft
und die andere Seitenlängsrandkante
eine von der radial gerichteten Kante weg gerichtete Wölbung aufweist,
die beim fertig gebogenen Reflektor die benachbarte radial gerichtete
Seitenlängsrandkante des
benachbarten Fingers überdeckt.
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Die
Geometrie der Teilreflektoren des Zuschnittes folgt aus der lichttechnischen
Aufgabe. Die Streifenbreite der Finger, die die Teilreflektoren
bilden, von innen nach außen
ist daher mindestens auf einer Seite keine Gerade, sondern eine
stetige Kurve.
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Sie
ist mittig, also innenliegend zunächst breiter als eine Gerade.
Die Differenz wird nach außen
geringer. Im Bereich der Verbindung der benachbarten Finger gibt
es eine Überdeckung,
die auch den Lichtaustritt zwischen den einzelnen Teilreflektoren,
die durch die Finger gebildet sind, nach außen verhindert.
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Der
erfindungsgemäße Reflektor
für Licht und
elektromagnetische Strahlung hat die Funktion eines Rundreflektors,
wird jedoch als quasi Vieleckprofil realisiert.
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Eine
unter Umständen
bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass die Finger im
Querschnitt eben ausgebildet sind.
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Auf
diese Weise werden quasi gerade Einzelreflektoren durch die einzelnen
Finger gebildet, die das Licht des Reflektors auffächern, wobei
dies im Zentrum des Reflektors wenig, zum Rand hin aber mehr erfolgt.
Die Gleichmäßigkeit
der Lichtstärkeverteilung
wird dadurch verbessert.
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Eine
alternative Ausbildung wird darin gesehen, dass die Finger im Querschnitt
konvex geformt sind.
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Hierbei
spreizen die Konvexen Einzelreflektoren das Licht des Reflektors
mehr nach außen
als beim Reflektor mit flachen Einzelreflektoren. Diese Bauform
mit konvexen Einzelreflektoren findet vorzugsweise Anwendung, wenn
die Leuchte in der Einbauhöhe
für den
Reflektor begrenzt ist, wenn beispielsweise nur Platz in der Einbauhöhe für einen Spotreflektor
gewünscht
wird, aber auch ein Floodreflektor, der normalerweise wesentlich
höher ist,
eingebaut werden soll. Das erfindungsgemäße Reflektorkonzept ist damit
vielseitiger anwendbar und kann lichttechnische Aufgaben lösen, die
mit herkömmlichen
Reflektoren nicht lösbar
sind.
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Eine
weitere Alternative wird darin gesehen, dass die Finger im Querschnitt
konkav geformt sind.
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Gemäß dieser
Ausbildung spreizen die konkaven Einzelreflektoren das Licht des
Reflektors über Kreuz
nach außen.
Diese Bauform mit konkaven Einzelreflektoren findet vorzugsweise
Anwendung, wenn die Leuchte in der Einbauhöhe für den Reflektor begrenzt ist.
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Eine
weiterhin bevorzugte Ausbildung wird darin gesehen, dass die Finger
im Querschnitt ein lineares Winkelprofil, zum Beispiel ein Dreieck
bilden.
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Auf
diese Weise wird bei jedem Einzelreflektor noch eine zusätzliche
Aufspreizung und weitere Reflektoren erreicht. Auch hierbei spreizen
die Flanken jedes Einzelreflektors das Licht des Reflektors mehr
nach außen
als bei einem Reflektor mit flachen Einzelreflektoren. Diese Bauform
kann ebenfalls Anwendung finden, wenn die Leuchte in der Einbauhöhe für den Reflektor
begrenzt ist. Ist beispielsweise in der Einbauhöhe nur Platz für einen
Spotreflektor, wird aber ein Floodreflektor gewünscht, der normalerweise wesentlich
höher ist,
kann der erfindungsgemäße Reflektor
eingesetzt werden und diese lichttechnische Aufgabe lösen.
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Vorzugsweise
ist zudem vorgesehen, dass die Finger über eine tangential zum Mittelteil
gerichtete Biegekante an das Mittelteil anschließen.
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Alternativ
kann auch vorgesehen sein, dass die Finger über eine Biegekante an das
Mittelteil anschließen,
die mit der Tangente an das Mittelteil einen flachen Winkel einschließt.
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Hierbei
sind die einzelnen Finger nicht tangential angeordnet, sondern sie
sind die gegen die tangentiale Anordnung quasi gedreht, so dass
im Querprofil eine sägezahnförmige Anordnung
entsteht. Hierdurch wird das Licht nicht direkt wieder in das Leuchtmittel
zurückreflektiert,
sondern seitlich vorbei, so dass eine größere Effizienz erreicht wird.
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Weiterhin
kann vorgesehen sein, dass an das Mittelteil mindestens 6 und höchstens
24 Finger anschließen,
die gleichmäßig auf
den Umfang des Mittelteils verteilt sind.
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Auch
kann vorgesehen sein, dass jeder Finger in seiner Fläche facettiert
ist.
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Zudem
kann vorgesehen sein, dass jeder Finger eine Freiformfläche bildet.
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Auch
kann vorgesehen sein, dass die freien Enden der Finger einen abgewinkelten
Flansch bilden, wobei die Flansche aller Finger im fertig gebogenen
Zustand der Finger einen umlaufenden ringförmigen Flanschrand bilden.
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Zudem
kann vorgesehen sein, dass die Finger wechselweise einander mit
den Seitenlängsrandkanten überlappend
angeordnet sind.
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Auch
kann vorgesehen sein, dass die Finger mit ihren benachbarten Seitenlängsrandkanten
auf Stoß angeordnet
sind.
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Besonders
bevorzugt ist vorgesehen, dass der Reflektor einstückig aus
einseitig voreloxiertem Blech, insbesondere Aluminiumblech, besteht,
wobei die als Reflektor wirkende Fläche hochglanzgewalzt, gefinished,
feinmatt gebürstet,
geschliffen oder mattgebeizt ist.
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Zudem
ist bevorzugt vorgesehen, dass die Finger als sich vom Mittelteil
zum freien Ende verbreiternde Trapeze geformt sind.
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In
an sich bekannter Weise ist vorgesehen, dass das Mittelteil vorzugsweise
mittig gelocht ist und in die Lochungen ein elektrisches Strahlmittel
eingesetzt ist.
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Auf
diese Weise kann beispielsweise die Fassung für ein entsprechendes Strahlmittel
in die Lochung eingesetzt werden und das Strahlmittel in gewünschter
Lage relativ zum Reflektor in diese Fassung eingesetzt und am Reflektor
montiert werden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung gezeigt und im Folgenden näher beschrieben.
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Es
zeigt:
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1 einen
erfindungsgemäßen Reflektor
in Draufsicht von außen
gesehen;
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2 desgleichen
in Seitenansicht;
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3 einen
Zuschnitt zur Fertigung eines Rundreflektors gemäß 1 und 2 in
Draufsicht gesehen;
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4 bis 7 unterschiedliche
Querschnittsformen des Rundreflektors schematisch von unten gesehen.
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In
der Zeichnung ist ein Rundreflektor für elektromagnetische Strahlung,
insbesondere für Lichtstrahlen
für Beleuchtungszwecke
gezeigt. Der Reflektor besteht, wie anschaulich in 3 dargestellt,
aus einer Ronde aus sehr dünnem
Aluminiumblech, welches auf der reflektierenden Seite eloxiert ist.
Von einem Mittelteil 1 der Ronde gehen sternförmig streifenartige
Finger 2 radial ab, die in einem nachfolgenden Formgebungsvorgang
zu einer Reflektorform gebogen sind, die anschaulich in 1 und 2 gezeigt
ist. Dabei sind, wie insbesondere aus 1 und 2 ersichtlich
ist, die Längsrandkanten
der Finger 2 einander überdeckend
angeordnet, so dass keine Spalte entstehen. Zusätzlich sind die Finger 2 an
ihren freien Enden miteinander verbunden, insbesondere durch Verhakungselemente 3 verhakt.
Wie insbesondere aus 3 ersichtlich, verläuft die
eine Längsrandkante 4 der
Finger 2 radial gerichtet, während die andere Längsrandkante 5 von der
radial gerichteten Kante 4 weg gerichtet gewölbt ist,
so dass sie beim fertig gebogenen Reflektor die benachbarte radial
gerichtete Seitenlängsrandkante 4 des
benachbarten Fingers 2 überdeckt.
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Im
Ausführungsbeispiel
gemäß 4 ist eine
Ansicht gezeigt, bei der die Finger im Querschnitt eben ausgebildet
sind. Bei der Ausführungsform
gemäß 5 sind
die Finger im Querschnitt konvex geformt. Bei der Ausführungsform
nach 6 sind die Finger im Querschnitt konkav geformt. Bei
der Ausführungsform
nach 7 sind die Finger im Querschnitt in Form eines
linearen Winkelprofils geformt, so dass jeweils ein Dreieck gebildet
ist. Vorzugsweise sind die Finger über eine tangential zum Mittelteil 1 gerichtete
Biegekante 6 an das Mittelteil 1 angeschlossen.
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Bei
den Ausführungsbeispielen
sind an das Mittelteil 1 jeweils 24 Finger angeschlossen,
die gleichmäßig auf den
Umfang des Mittelteils 1 verteilt sind und gleiche Breite
haben.
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Die
Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.
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Alle
neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel-
und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.