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Bereich der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf Traktionsflächen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Steuern der Traktion einer Laufsohle für Schuhwerk.
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Hintergrund der Erfindung
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Es gibt zahlreiche Beispiele von Mitteln und Verfahren zum Verbessern der Traktion von Schuhwerk, um Gefahren zu verringern, die mit dem Gehen auf abschüssigen und/oder rutschigen Flächen einhergehen.
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Der Stand der Technik umfasst
US 4 160 331 A , welche einen Schuh beschreibt, der eine Laufsohle mit einer griffigen Fläche hat. Die griffige Fläche ist in separaten, einzelnen Bändern auf die Laufsohle angebracht und zwar in Kanälen in der Laufsohle und weist eine Mischung aus Splitt, wie beispielsweise Siliziumkarbid, und einen Klebstoff auf. Mit der griffigen Fläche ist beabsichtigt, ein Rutschen des Trägers auf glatten Flächen, wie Eis oder Schnee, zu verhindern oder einzudämmen.
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Der Stand der Technik umfasst auch
US 2011/0192054 A1 , die einen Stiefel beschreibt, der eine Laufsohle mit eingebetteten Traktionsverbesserungsstiften hat. Jeder Stift ist teilweise in dem Trägerabschnitt der Laufsohle eingebettet und steht von dem Trägerabschnitt hervor.
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Der Stand der Technik umfasst auch
CA 2 535 426 A1 , die einen Anti-Rutsch-Aufsatz für Schuhwerk beschreibt. Der Aufsatz weist eine Vielzahl von rutschfesten Elementen, die zwischen der Schuh-Laufsohle und dem Belag angeordnet sind, sowie flexible Verbindungen auf, die verwendet werden um eine geeignete Positionierung der Elemente beim Laufen und Rennen sicherzustellen.
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Der Stand der Technik umfasst auch die
WO 2011/028114 A1 , die einen Sportschuh beschreibt, der eine Laufsohle hat, die mit einer Griffigkeitsverbesserungsstruktur und einem Detektor versehen ist, die zur Detektion der Bewegung des Schuhs eingerichtet sind. Die Griffigkeitsverbesserungsstruktur ist zwischen einem Zustand erhöhter Griffigkeit und einem Zustand verringerter Griffigkeit bewegbar, indem ein Prozessor eingerichtet ist, die Griffigkeitsverbesserungsstruktur basierend auf detektierten Bewegungen zwischen diesen Zuständen zu bewegen.
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Der Stand der Technik umfasst auch
US 2012/0066938 , die Schuh-Laufsohlen mit entfernbaren und austauschbaren Griffigkeitseinsätzen für Athleten- oder Sportschuhe. Die Griffigkeitseinsätze tragen eine Versorgung mit einer Substanz die eine Klebrigkeit besitzt, um eine Reibung zwischen der Laufsohle und jedem anderen harten Untergrund zu verbessern. Die Klebrigkeitsverbesserungssubstanz kann zeitgebunden freigegeben werden oder von innerhalb des Schuhs auf die untere(n) Fläche(n) der Laufsohle ausgegeben werden, die in Kontakt mit der glatten, harten Spielfläche sind oder können ansprechend auf die Kompression oder Scherkräfte reagieren, die während des Spiels auf die Sohle wirken, um die Klebrigkeitseigenschaften zu verlängern und Rutschen zu verringern.
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Der Stand der Technik umfasst auch die
GB 2113072 A , die eine flexible Sohle zur Verwendung mit Wander-, Lauf- oder Gehschuhen beschreibt, die flexible Vorsprünge aufweist, die sich von einem Unterstützungsabschnitt in einer Richtung erstrecken, die hin zu einem Ende des Schuhs geneigt sind. Während der Schuh unter dem Gewicht des Benutzers gegen den Boden gedrückt wird, biegen sich die geneigten Vorsprünge elastisch. Während sich die Vorsprünge entlang ihrer Länge biegen, bleibt die Bodenfläche jedes Vorsprungs, die in Kontakt mit dem Boden ist, aufgrund von Reibungskräften gegenüber dem Boden feststehend. Die Vorsprünge biegen sich, indem sie einen kleineren Winkel mit der Bodenfläche der Unterstützungsfläche ausbilden. Das Ergebnis ist, dass der Unterstützungsabschnitt der Sohle und der Schuh, der an die Sohle angebracht ist, sich bezüglich des Kontaktpunktes zwischen den Vorsprüngen und dem Boden eine zusätzliche Distanz nach vorn bewegen.
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Der Stand der Technik umfasst auch die
WO 2008/064862 A1 , die eine Profilstruktur für eine Lauffläche beschreibt, insbesondere eines Schuhs, mit zumindest einem Profilelement, welches in einem Bereich einer zugeordneten Senke auf der Lauffläche angeordnet ist oder angeordnet sein kann und das zumindest teilweise in die Senke eingedrückt werden kann, um elastischen Rückstellkräften entgegenzuwirken. Wenn die Lauffläche belastet wird oder in Kontakt mit einer darunterliegenden Fläche kommt, wird das Profilelement zumindest teilweise in die Senke gedrückt und rollt bei diesem Vorgang auf der darunterliegenden Fläche durch eine Rollfläche, die außerhalb der Senke angeordnet ist. Eine Vortriebskraft wird in einer Vortriebsrichtung erzeugt, die im Wesentlichen parallel zur Lauffläche oder zur darunterliegenden Fläche gerichtet ist.
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Ein Nachteil der Traktionssteuervorrichtungen für Schuhwerk vom Stand der Technik ist, dass die Traktionssteuervorrichtungen zu jeder Zeit aktiv, d. h. in Betrieb, sind, auch wenn sie nicht benötigt werden.
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Der Anmelder hat sich diese Erfindung ausgedacht und umgesetzt, um diese Nachteile beseitigen und weitere Vorteile zu erlangen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die Erfindung wird im Hauptanspruch dargelegt und gekennzeichnet während die abhängigen Ansprüche andere Eigenschaften der Erfindung beschreiben.
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Es ist wird daher eine Laufsohle für Schuhwerk bereitgestellt, aufweisend zumindest einen Vorsprung, der sich von der Laufsohle erstreckt und der einen Abschnitt hat, der zur Unterstützung des Schuhwerks gegen die Bodenfläche angepasst ist, gekennzeichnet durch ein Traktionsverbesserungselement, welches mit dem Vorsprung verbunden ist und wahlweise zwischen dem Abschnitt und der Bodenfläche einführbar ist, wenn der Abschnitt zumindest abschnittsweise durch die Bodenfläche unterstützt wird.
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In einem Ausführungsbeispiel, ist das Traktionsverbesserungselement an zumindest einen Abschnitt des Vorsprungs angebracht und eingerichtet, sich zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position zu biegen; wobei das Traktionsverbesserungselement sich in der zweiten Position zwischen dem Abschnitt und der Bodenfläche befindet. In einem Ausführungsbeispiel wird die Bewegung des Traktionsverbesserungselements zwischen der ersten Position und der zweiten Position durch eine Bewegung des Schuhwerks vorwiegend entlang der Bodenfläche bewirkt.
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Das Traktionsverbesserungselement ist über eine elastische Verbindung mit dem Vorsprung verbunden, wobei die Verbindung so angepasst ist, dass das Traktionsverbesserungselement zur ersten Position zurückkehrt, wenn es nicht externen Lasten unterliegt, wobei die erste Position einen Gleichgewichtszustand der Traktionsverbesserungsvorrichtung repräsentiert.
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Das Traktionsverbesserungselement weist eine erste Seite und eine zweite Seite auf, die so angepasst sind, dass die erste Seite im Allgemeinen nicht in Kontakt mit der Bodenfläche ist, wenn das Traktionsverbesserungselement in der ersten Position ist, aber zumindest teilweise in Kontakt mit der Bodenfläche ist, wenn das Traktionsverbesserungselement in der zweiten Position ist.
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In einem Ausführungsbeispiel, weist die erste Seite ein Reibungsverbesserungsmaterial auf. Die zweite Seite ist im Allgemeinen bündig mit dem Abschnitt, wenn das Traktionsverbesserungselement in der ersten Position ist. In einem Ausführungsbeispiel, weist das Traktionsverbesserungselement eine Lippe auf, die aus einem elastischen Material hergestellt ist. In einem Ausführungsbeispiel, sind das Material des Vorsprungs und das Material der Lippe ähnliche Materialien.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Diese und andere Eigenschaften der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen ersichtlich, die als nicht beschränkende Beispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen angegeben sind, diese sind wie folgt:
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1 ist eine schematische Seitenansicht eines Stiefels mit einer Laufsohle mit einen Griffigkeitsmuster in Form einer Vielzahl von Vorsprüngen;
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2a ist eine Draufsicht einer Laufsohle mit einer Vielzahl von Vorsprüngen, die Figur veranschaulicht auch die Traktionsverbesserer gemäß der Erfindung;
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2b ist eine abschnittsweise Seitenansicht, wie durch die Schnittlinie A-A in 2a definiert;
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3a–c sind Prinzipskizzen eines Vorsprungs mit Tranktionsverbesserern, der durch eine Oberfläche unterstützt wird, und veranschaulichen jeweils die Funktion der Traktionsverbesserer in einen statischen Zustand (3a), an einer Steigung (3b) und einem Gefälle (3c);
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4a und 4b sind schematische Draufsichten eines Laufsohlenvorsprungs, die zwei Ausführungsbeispiele des Traktionsverbesserers veranschaulichen.
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5a ist eine Prinzipskizze eines Laufsohlenvorsprungs, der durch eine Oberfläche unterstützt wird, die Figur zeigt den Traktionsverbesserer in einem statischen, inaktiven Zustand;
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5b zeigt einen Laufsohlenvorsprung, wie in 5a veranschaulicht, der einer Bewegung entlang der Oberfläche ausgesetzt wurde, wobei der Traktionsverbesserer aktiviert wurde;
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6 ist eine Skizze eines alternativen Ausführungsbeispiels des Vorsprungs und Traktionsverbesserers;
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7a–c sind Prinzipskizzen, welche die Tranktionsverbesserer jeweils während des Laufens auf einer ebenen Fläche (7a), einem Gefälle (7b) und einer Steigung (7c) veranschaulichen;
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8a und 8b veranschaulichen verschiedene Laufsohlenmuster;
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9a–g veranschaulichen verschiedene mögliche Geometrien für Traktionsverbesserer;
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10a ist eine Draufsicht einer anderen Variante der erfundenen Laufsohle;
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10b ist eine Schnittzeichnung entlang der Schnittlinie CL-CL in 10a;
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11a ist eine Schnittzeichnung entlang der Schnittlinie B-B in 10a;
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11b ist eine Schnittzeichnung entlang der Schnittlinie C-C in 10a;
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11c ist eine Schnittzeichnung entlang der Schnittlinie D-D in 10a;
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11d ist eine Schnittzeichnung entlang der Schnittlinie E-E in 10a; und
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11e ist eine Schnittzeichnung entlang der Schnittlinie G-G in 10a.
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Detaillierte Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
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1 zeigt einen Stiefel 1 mit einer Laufsohle 2, wobei die Laufsohle mit Vorsprüngen 4 ausgestattet ist, welche das Gewicht des Benutzers unterstützen und Kontakt mit der Bodenfläche S herstellen. Der Term „Laufsohle” bezieht sich im Allgemeinen auf den Boden des Stiefels, das heißt, der Teil der Sohle, der in Kontakt mit dem Boden kommt, wenn der Stiefel in Gebrauch ist. Die Vorsprünge 4 können in Form von Graten, Noppen, usw. sein, die in einem geeigneten Muster angeordnet sind, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Obwohl die folgende Beschreibung den Begriff „Stiefel” verwendet, soll die Erfindung nicht auf einen Stiefel beschränkt sein, sondern betrifft allgemein jegliches Schuhwerk.
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Bezugnehmend auf die 2a und 2b, weist jeder Vorsprung 4 Traktionsverbesserungselemente in Form einer „Lippe” 6 die sich um den Umfang des Vorsprungs (als gestrichelte Linie in 2a dargestellt) erstreckt. Die gekrümmten Pfeile in 2b veranschaulichen wie die Lippen 6 nach unten und um die Unterseite des Vorsprungs gebogen werden können. Dies ist auch in den 7a–c gezeigt. Die Lippe ist aus einem elastischen Material (z. B. Gummi, thermoplastischer Polyurethan (TPU), Latex, PVC oder irgendeinem anderen bekannten Laufsohlenmaterial). Die Lippe kann zusammen mit dem Vorsprung gegossen sein, so dass die beiden ein einstückiges Element bilden oder die Lippe kann mit dem Vorsprung verbunden werden (z. B. geklebt oder vulkanisiert), nachdem der Vorsprung hergestellt wurde.
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5a, die eine schematische Veranschaulichung eines Vorsprungs 4 ist, zeigt wie die untere Fläche 7 der Lippe 6 bündig mit der mit dem Boden in Eingriff kommenden Fläche 8 des Vorsprungs ist und auch wie die Lippe eine Breitenabmessung w und eine Höhenabmessung h hat. Typische Abmessungen für w und h können in der Größenordnung von 2 mm sein, aber die Erfindung soll nicht auf solche Abmessungen beschränkt sein. Die Lippe 6 weist eine obere Seite 12 und eine untere Seite 13 auf. Die untere Seite 13 weist typischerweise die untere Fläche 7 auf. Die obere Seite 12 ist im Allgemeinen nicht in Kontakt mit der Bodenfläche S, wenn die Lippe inaktiv ist. Jedoch ist die obere Seite 12 zumindest teilweise in Kontakt mit der Bodenfläche, wenn die Lippe nach unten unter den Vorsprung gebogen wird (5b).
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Die 4a und 4b veranschaulichen zwei mögliche Lippenkonfigurationen: 4a zeigt eine Vielzahl von einzelnen Lippenabschnitten 6a, die in Abständen um den Vorsprung angeordnet sind, während 4b zeigt, wie sich eine Lippe 6b entlang jeder Seite des Vorsprungs erstreckt. Eine Anzahl vorstellbarer Lippen-Querschnitte sind in den 9a–g dargestellt. Verschiedene Vorsprungsmuster sind in den 8a und 8b dargestellt.
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Erneut Bezug nehmend auf 5a veranschaulicht diese Figur einen Laufmodus, bei dem kein Rutschen zwischen der Laufsohle (d. h. die mit dem Boden in Eingriff kommende Fläche 8 jedes Vorsprungs) und der Bodenfläche S besteht. Die statische Reibung zwischen der mit dem Boden in Eingriff kommenden Fläche 8 und dem Boden S hält ein statisches (d. h. nicht-rutschendes) Verhältnis zwischen dem Stiefel und dem Boden aufrecht. In diesem Zustand sind die Lippen 6 inaktiv, insofern als sie nicht das Gewicht des Benutzers tragen und wenig zur statischen Reibung zwischen der Laufsohle und der Oberfläche beitragen. Dies ist die Gleichgewichtsposition für die Lippe, d. h. die Position, die sie einnimmt, wenn sie nicht externen Lasten oder Biegemomenten unterworfen wird, die verursachen, dass sie sich biegt.
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Damit die Laufsohle bezüglich des Untergrunds beginnt zu gleiten (rutschen), muss die statische Reibkraft durch eine angelegte Kraft überwunden werden. Die maximal mögliche Reibungskraft zwischen der mit dem Boden in Eingriff kommenden Fläche und dem Boden, bevor der Stiefel beginnt zu rutschen, ist ein Produkt des Koeffizienten aus statischer Reibung und Normalkraft.
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Dies kann folgendermaßen ausgedrückt werden: f = μs·Fn wobei:
- f
- = die maximal mögliche Reibungskraft zwischen der mit dem Boden in Eingriff kommenden Fläche 8 und dem Boden S;
- μs
- = der Koeffizient an statischer Reibung (empirisch bestimmt);
- Fn
- = die Normalkraft
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Die Erfindung basiert auf der Tatsache, dass die Reibung die von den Lippen 6 ausgeübt wird, wenn sie ausgelenkt und nach unten, unter den Vorsprung, gebogen werden, in eine Richtung entgegengesetzt zur Bewegung des Stiefels (d. h. der Laufsohle und des Vorsprungs 4) wirkt. Dies wird durch 5b veranschaulicht. Hier hat der Vorsprung 4 begonnen zu rutschen (durch den Pfeil M angezeigt), wobei die Lippe 6 nach unten gedrängt wird und unterhalb der mit dem Boden in Eingriff kommenden Fläche 8 gefaltet wird. Die Bewegung M wird durch eine Kraftkomponente in der positiven oder negativen x-Richtung eingeleitet und diese x-Kraftkomponente kann durch Beschleunigungen in der x-Richtung oder/und einer geneigten Fläche (ansteigend oder abschüssig) verursacht werden.
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3a veranschaulicht ähnlich eine statische Situation auf ebener Fläche, bei der die Lippen 6 nicht aktiviert sind. Die 3b und 3c veranschaulichen jeweils ein abschüssiges und eine ansteigendes Gefälle, wobei der Vorsprung 4 beginnt sich abschüssig zu bewegen (Pfeil M), und folglich die „Vorwärts”-Lippe 6 aktiviert, d. h. die Lippe die hin zur Bewegungsrichtung (M) gerichtet ist.
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Ein Grundprinzip hinter der Erfindung ist, dass die Lippen 6 aktiviert werden, wenn der Vorsprung 4 zu rutschen beginnt.
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6 veranschaulicht eine Variante bei der der Vorsprung 4' eine Nut 9 aufweist. Dies verbessert die Lippenaktivierung indem die Nut eine anfängliche Drehung des Teils des Vorsprungs erlaubt, wo die Lippe angebracht ist. Der Übergang zwischen dem Vorsprung und der Lippe hat vorzugsweise einen Radius R2, um Spannungs- und Belastungsschwachstellen sowie Materialversagen zu verhindern. 6 zeigt auch wie die Lippe zweckdienlich mit einem vergrößerten („pilzförmigen”) Außenabschnitt 10 ausgestattet werden kann und dass die obere Seite 12 der Lippe 12 ein Reibungsmaterial 11 aufweisen kann, welches in Kontakt mit dem Boden kommen wird, wenn die Lippe aktiviert wird. Ein ähnliches Reibungsmaterial 11 ist in den 9e–g gezeigt.
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Die 10a, b und 11a–e veranschaulichen eine andere Variante der erfundenen Laufsohle. Eine Anzahl von peripheren Vorsprüngen 4a und zentralen Vorsprüngen 4b sind mit jeweiligen Traktionsverbesserungselementen in Form von „Lippen” 6'' versehen, die sich um den Umfang der Vorsprünge ähnlich zu der vorstehend beschriebenen Art und Weise erstrecken.
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Speziell auf 11e Bezug nehmend, weist jede Lippe 6'' eine obere Seite 12 und eine untere Seite 13 auf. Die obere Seite 12 ist im Allgemeinen nicht in Kontakt mit der Bodenfläche, wenn die Lippe inaktiv ist. Jedoch ist die obere Seite 12 zumindest teilweise in Kontakt mit der Bodenfläche, wenn die Lippe nach unten und unter den Vorsprung (5b) gebogen wird. Der Vorsprung 4a weist eine Nut 9 auf, welche eine Lippenaktivierung verbessert, indem die Nut eine anfängliche Drehung des Teils des Vorsprungs erlaubt, wo die Lippe angebracht ist.
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Modifikationen und/oder Hinzufügungen können an dem vorstehend beschriebenen Element vorgenommen werden, aber diese sollen sich im Bereich und im Rahmen der Erfindung befinden.
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Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf einen Vorsprung 4 beschrieben wurde, der einen rechteckigen Querschnitt hat, wie in den 4a und 4b dargestellt, sollte ersichtlich sein, dass die Erfindung genauso bei Vorsprüngen mit nicht-rechteckigen Querschnitten anwendbar ist, wie beispielsweise in 2 dargestellt. Runde, ellytische und polygonale Querschnitte, usw. sind andere Beispiele von nicht-rechteckigen Querschnitten. Beispiele von solchen Querschnitten sind in den 8a und 8b dargestellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 4160331 A [0003]
- US 2011/0192054 A1 [0004]
- CA 2535426 A1 [0005]
- WO 2011/028114 A1 [0006]
- US 2012/0066938 [0007]
- GB 2113072 A [0008]
- WO 2008/064862 A1 [0009]
