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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filteranordnung.
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Um zum Beispiel im Automobilbereich Fluide, wie Kraftstoffe, Betriebsmittel, Luft für eine Brennkraftmaschine oder Innenraumluft zu filtern, werden häufig gefaltete oder plissierte Filtervliesmaterialien, die ein Filtermedium in Form eines Faltenpacks bilden, eingesetzt. Derartige Filtermedien werden beispielsweise aus zunächst zickzackförmig gefalteten Filtermaterialbögen gefertigt, welche mit Seitenbändern und Kopfbändern eingefasst werden. Die Seitenbänder und Kopfbänder können einen um das Filtermedium umlaufenden Rahmen aus Kunststoff bilden. Das mit dem Rahmen eingefasste Filtermedium bildet ein Filterelement. Ein solches Filterelement kann in einem Filtergehäuse platziert sein, das vorzugsweise mithilfe eines Filtergehäusedeckels verschließbar ist. Um eine Rohseite des Filterelements von einer Reinseite desselben fluidisch abzutrennen, kann das Filterelement gegenüber dem Filtergehäuse mithilfe einer Dichteinrichtung abgedichtet sein.
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Stand der Technik
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Die
DE 10 2005 010 443 A1 beschreibt ein Filterelement mit einem Filtermedium und einem das Filtermedium umgebenden Rahmen. An dem Rahmen sind Befestigungselemente vorgesehen, die mit dem Rahmen verschwenkbar verbunden sind. Mithilfe der Befestigungselemente kann das Filterelement in einem Filtergehäuse montiert sein. Das Filtermedium ist in den Rahmen eingeschmolzen.
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Weiterhin kann das Filtermedium mithilfe eines Spritzgießwerkzeugs mit einem Kunststoffmaterial umspritzt sein.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Filteranordnung zu schaffen.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Filteranordnung mit einem Filterelement und einem an das Filterelement mithilfe eines mittels Kunststoffspritzgussverfahren angespritzten Rahmens. Dabei ist der Rahmen mithilfe zumindest eines verschwenkbaren Befestigungselements mit einem Filtergehäuse der Filteranordnung verbindbar.
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Die Filteranordnung ist insbesondere zum Filtern von Luft in einem Kraftfahrzeug geeignet. Ferner kann die Filteranordnung ein Luftfilter, ein Innenraumfilter oder dergleichen sein. Weiterhin kann die Filteranordnung dazu eingerichtet sein, Betriebsmittelflüssigkeiten wie Wasser, Öl, Harnstofflösung oder Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff, Kerosin oder Benzin, zu filtern. Die Filteranordnung kann in Kraftfahrzeugen, Lastkraftwägen, Baumaschinen, Wasserfahrzeugen, Schienenfahrzeugen, in der Gebäudetechnik oder in Luftfahrzeugen Anwendung finden.
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Insbesondere sind mehrere Befestigungselemente, beispielsweise vier Befestigungselemente vorgesehen. Das Filterelement kann ein Filtermedium aus plissiertem oder gefaltetem Filtermaterial umfassen. Das Filtermedium ist vorzugsweise von Seitenbändern und Kopfbändern rahmenförmig eingefasst. Beispielsweise können die Seitenbänder und die Kopfbänder an das Filtermedium mithilfe eines Kunststoffspritzgussverfahrens angespritzt, mit diesem verklebt, verschmolzen oder dergleichen fluiddicht mit diesem verbunden sein. Der Rahmen ist insbesondere an die das Filtermedium rahmenförmig umlaufenden Seitenbänder und die Kopfbänder angespritzt. Insbesondere ist der Rahmen materialeinstückig mit den Seitenbändern und den Kopfbändern ausgebildet. Beispielsweise können hierzu an das Filtermedium die Seitenbänder, Kopfbänder und der Rahmen materialeinstückig in einem Fertigungsschritt angespritzt sein. Die Seitenbänder, Kopfbänder und/oder der Rahmen können beispielsweise mit einem Polypropylenwerkstoff, Polyethylenwerkstoff, Polyamidwerkstoff, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Werkstoff oder dergleichen gebildet sein. Die Filteranordnung kann das Filtergehäuse aufweisen. Dadurch, dass der Rahmen direkt an das Filterelement angespritzt ist, entfällt im Vergleich zu bekannten Filteranordnungen ein zusätzlicher Bearbeitungsschritt des Verbindens des Filterelements mit dem Rahmen. Hierdurch ist die Filteranordnung kostengünstig herstellbar.
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In Ausführungsformen der Filteranordnung weist diese ferner eine Dichteinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, den Rahmen gegenüber dem Filtergehäuse abzudichten. Die Dichteinrichtung ist insbesondere zwischen dem Rahmen und dem Filtergehäuse angeordnet. Die Dichteinrichtung kann an dem Rahmen oder an dem Filtergehäuse befestigt sein. An dem Rahmen oder dem Filtergehäuse kann eine Nut vorgesehen sein, in der die Dichteinrichtung platzierbar ist. Die Dichteinrichtung kann beispielsweise ein O-Ring sein. Ferner kann die Dichteinrichtung aus einem Polyurethanwerkstoff gefertigt ein. Der Polyurethanwerkstoff ist vorzugsweise bei der Verarbeitung thixotrop. Nach dem Einlegen des Polyurethanwerkstoffs in eine entsprechende Nut an dem Rahmen oder dem Filtergehäuse vernetzt dieser. Nach dem Vernetzen ist der Polyurethanwerkstoff elastisch verformbar. Mithilfe der Dichteinrichtung ist stets eine fluiddichte Abtrennung einer Rohseite des Filterelements von einer Reinseite desselben gewährleistet.
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In weiteren Ausführungsformen der Filteranordnung ist das Befestigungselement materialeinstückig mit dem Rahmen verbunden. Insbesondere wird das Befestigungselement mit dem Rahmen in demselben Fertigungsschritt hergestellt. Das Befestigungselement wird insbesondere zusammen mit dem Rahmen an das Filterelement angespritzt. Eine Montage des Befestigungselements an den Rahmen entfällt daher. Hierdurch ist die Filteranordnung besonders kostengünstig herstellbar.
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In weiteren Ausführungsformen der Filteranordnung ist das Befestigungselement über ein Filmscharnier mit dem Rahmen verbunden. Unter einem Filmscharnier ist vorliegend eine dünnwandige, flexible und elastisch verformbare Verbindung zwischen dem Befestigungselement und dem Rahmen zu verstehen. Insbesondere sind der Rahmen und das Befestigungselement mit einem Polypropylenwerkstoff gebildet.
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In weiteren Ausführungsformen der Filteranordnung weist das Befestigungselement einen Eingriffsabschnitt auf, der dazu eingerichtet ist, in einen korrespondierenden Gegeneingriffsabschnitt formschlüssig einzugreifen. Der Eingriffsabschnitt ist vorzugsweise als Schnapphaken ausgebildet. Der Gegeneingriffsabschnitt kann als Vorwölbung oder Vertiefung ausgebildet sein, in die das Befestigungselement formschlüssig eingreift.
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In weiteren Ausführungsformen der Filteranordnung ist der Gegeneingriffsabschnitt an dem Filtergehäuse vorgesehen. Hierdurch ist eine komfortable und schnelle Montage des Filterelements mit dem Rahmen an dem Filtergehäuse möglich.
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In weiteren Ausführungsformen der Filteranordnung weist diese ferner das Filtergehäuse auf, wobei das Befestigungselement materialeinstückig mit dem Filtergehäuse verbunden ist. Das Filtergehäuse ist vorzugsweise ein Kunststoffspritzgussbauteil. Insbesondere ist das Filtergehäuse zusammen mit dem Befestigungselement in einem gemeinsamen Fertigungsschritt herstellbar.
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In weiteren Ausführungsformen der Filteranordnung ist das Befestigungselement über ein Filmscharnier mit dem Filtergehäuse verbunden. Insbesondere sind das Filtergehäuse und das Befestigungselement mit einem Polypropylenwerkstoff gebildet.
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In weiteren Ausführungsformen der Filteranordnung weist das Befestigungselement einen Eingriffsabschnitt auf, der dazu eingerichtet ist, in einen korrespondierenden Gegeneingriffsabschnitt formschlüssig einzugreifen. Der Eingriffsabschnitt ist vorzugsweise als Schnapphaken ausgebildet. Der Gegeneingriffsabschnitt kann als Vorwölbung oder Vertiefung ausgebildet sein, in die das Befestigungselement formschlüssig eingreift.
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In weiteren Ausführungsformen der Filteranordnung ist der Gegeneingriffsabschnitt an dem Rahmen vorgesehen. Der Gegeneingriffsabschnitt ist vorzugsweise eine an dem Rahmen vorgesehene Vertiefung. Insbesondere sind mehrere Gegeneingriffsabschnitte, beispielsweise vier vorgesehen. Die Anzahl der Gegeneingriffsabschnitte entspricht vorzugsweise der Anzahl der Befestigungselemente.
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Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Verfahrensschritte. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigt dabei:
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1 eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Filteranordnung;
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2 eine schematische Aufsicht der Ausführungsform der Filteranordnung gemäß 1;
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3 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Filteranordnung; und
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4 eine schematische Aufsicht der Ausführungsform der Filteranordnung gemäß 3.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Filteranordnung 1. 2 zeigt eine schematische Aufsicht der Filteranordnung 1. Im Folgenden wird auf 1 und 2 gleichzeitig Bezug genommen.
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Die Filteranordnung 1 weist vorzugsweise ein Filterelement 2 und einen an das Filterelement 2 mithilfe eines mittels Kunststoffspritzgussverfahren angespritzten Rahmens 3 auf. Der Rahmen 3 kann beispielsweise aus einem Polypropylenwerkstoff, Polyethylenwerkstoff, Polyamidwerkstoff, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Werkstoff oder dergleichen gefertigt sein. Insbesondere ist der Rahmen 3 fluiddicht mit dem Filterelement 2 verbunden.
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Das Filterelement 2 umfasst ein Filtermedium 4. Das Filtermedium 4 ist vorzugsweise ein Faltenbalg aus plissiertem oder gefaltetem Filtermaterial. Beispielsweise werden Kunststoffvliesmaterialien zickzackförmig gefaltet als Filtermedium 4 verwendet. Auf Faltenprofilen des Filtermediums 4 sind vorzugsweise jeweils beidseitig des Filtermediums 4 Seitenbänder 5, 6 vorgesehen. Die Seitenbänder 5, 6 sind vorzugsweise fluiddicht mit dem Filtermedium 4 verbunden. Die Seitenbänder 5, 6 sind optional. Beispielsweise können die Seitenbänder 5, 6 an das Filtermedium 4 mithilfe eines Kunststoffspritzgussverfahrens angespritzt, mit diesem verklebt, verschmolzen oder sonst fluiddicht mit diesem verbunden sein. Die Seitenbänder 5, 6 können beispielsweise mit einem Polypropylenwerkstoff oder Polyethylenwerkstoff, Polyamidwerkstoff, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Werkstoff oder dergleichen gebildet sein.
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Ferner weist das Filterelement 2 an Stirnseiten des Filtermediums 4 angeordnete Kopfbänder 7, 8 auf. Die Kopfbänder 7, 8 sind vorzugsweise an jeweiligen Endfalten des Filtermediums 4 angebracht. Die Kopfbänder 7, 8 bewirken eine Versteifung und einen Abschluss an den Stirnseiten des Filtermediums 4. Die Kopfbänder 7, 8 sind vorzugsweise mit einem Polypropylenwerkstoff oder Polyethylenwerkstoff gebildet. Die Kopfbänder 7, 8 können an das Filtermedium 4 angespritzt, mit diesem verschmolzen, verklebt oder sonst fluiddicht verbunden sein.
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Die beiden Seitenbänder 5, 6 mit den Kopfbändern 7, 8 umschließen das Filtermedium 4 vorzugsweise in der Art eines Rahmens. Insbesondere sind die Seitenbänder 5, 6 und die Kopfbänder 7, 8 materialeinstückig ausgebildet. Der Rahmen 3 ist insbesondere an die das Filtermedium 4 rahmenförmig umlaufenden Seitenbänder 5, 6 und die Kopfbänder 7, 8 in einem Kunststoffspritzgussverfahren angespritzt. Insbesondere ist der Rahmen 3 materialeinstückig mit den Seitenbändern 5, 6 und den Kopfbändern 7, 8 ausgebildet. Hierzu können in einem Arbeitsschritt an das Filtermedium 4 die Seitenbänder 5, 6, die Kopfbänder 7, 8 und der Rahmen 3 materialeinstückig in einem Fertigungsschritt angespritzt sein. Alternativ kann das Filterelement 2 ohne die Seitenbänder 5, 6 und Kopfbänder 7, 8 ausgebildet sein, wobei dann der Rahmen 3 mithilfe eines Kunststoffspritzgussverfahrens direkt an das Filtermedium 4 angespritzt sein kann.
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Das Filterelement 2 bzw. die Filteranordnung 1 weist vorzugsweise eine Reinseite RL und eine Rohseite RO auf. Im Betrieb, beispielsweise als Innenraumfilter, durchströmt das zu filternde Fluid die durch das plissierte Filtermaterial vergrößerte Filteroberfläche des Filtermediums 4. In der Regel werden die Filtermaterialien und Geometrien des Filtermediums 4 auf eine vorgegebene Durchströmrichtung angepasst. Beispielsweise ist in 1 oberseitig die Rohseite RO und unterseitig die Reinseite RL gezeigt. Insofern ist in der Orientierung der 1 die Oberseite die Anströmseite und die Unterseite die Abströmseite des Filterelements 2.
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Die Filteranordnung 1, insbesondere das Filterelement 2, kann ein Luftfilter, ein Innenraumfilter oder dergleichen sein. Ferner kann die Filteranordnung 1 dazu eingerichtet sein, Betriebsmittelflüssigkeiten wie Wasser, Öl, Harnstofflösung oder Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff, Kerosin oder Benzin, zu filtern. Die Filteranordnung 1 kann in Kraftfahrzeugen, Lastkraftwägen, Baumaschinen, Wasserfahrzeugen, Schienenfahrzeugen, in der Gebäudetechnik oder in Luftfahrzeugen Anwendung finden.
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Die Filteranordnung 1 weist ferner zumindest ein verschwenkbares Befestigungselement 9–12 auf. Vorzugsweise weist die Filteranordnung 1 mehrere Befestigungselemente 9–12 auf, die seitlich an dem Rahmen 3 angeordnet sind. Beispielsweise weist die Filteranordnung vier Befestigungselemente 9–12 auf. Der Rahmen 3 ist mithilfe des zumindest einen verschwenkbaren Befestigungselements 9–12 mit einem Filtergehäuse 13 der Filteranordnung 1 verbindbar.
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Insbesondere ist das zumindest eine verschwenkbare Befestigungselement 9–12 relativ zu dem Rahmen 3 verschwenkbar. Das Befestigungselement 9–12 ist materialeinstückig mit dem Rahmen 3 verbunden. D. h., das Befestigungselement 9–12 wird beispielsweise beim Anspritzen des Rahmens 3 an das Filterelement 2 gleichzeitig mit dem Rahmen 3 gefertigt. Jedes Befestigungselement 9–12 ist mithilfe eines Filmscharniers 14 mit dem Rahmen 3 materialeinstückig verbunden. Unter dem Filmscharnier 14 ist vorliegend eine dünnwandige flexible und elastisch verformbare Verbindung des jeweiligen Befestigungselements 9–12 mit dem Rahmen 3 zu verstehen.
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Weiterhin weist jedes Befestigungselement 9–12 einen Eingriffsabschnitt 15 auf, der dazu eingerichtet ist, in einen korrespondierenden Gegeneingriffsabschnitt 16 formschlüssig einzugreifen. Der Gegeneingriffsabschnitt 16 ist vorzugsweise an dem Filtergehäuse 13 vorgesehen. Insbesondere ist der Eingriffsabschnitt 15 dazu eingerichtet, in den Gegeneingriffsabschnitt 16 einzuschnappen. Der Eingriffsabschnitt 15 ist vorzugsweise als Schnapphaken ausgebildet. Der Gegeneingriffsabschnitt 16 kann beispielsweise als Vorwölbung oder Vertiefung des Filtergehäuses 13 ausgebildet sein. Die Filteranordnung 1 kann außerdem das Filtergehäuse 13 aufweisen.
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Die Filteranordnung 1 kann eine Dichteinrichtung 17 aufweisen, die dazu eingerichtet ist, den Rahmen 3 gegenüber dem Filtergehäuse 13 abzudichten. Die Dichteinrichtung 17 ist zwischen dem Rahmen 3 und dem Filtergehäuse 13 vorgesehen. Die Dichteinrichtung 17 kann an dem Rahmen 3 oder an dem Filtergehäuse 13 montiert sein. Die Dichteinrichtung 17 kann ein O-Ring sein, der in einer entsprechenden an dem Rahmen 3 vorgesehenen Nut platziert ist. Die Dichteinrichtung 17 kann ferner aus einem bei der Verarbeitung thixotropen Polyurethanmaterial gefertigt sein. Nach dem Vernetzen des Polyurethanmaterials ist dieses elastisch verformbar. Das Polyurethanmaterial kann beispielsweise in eine an dem Rahmen 3 oder an dem Filtergehäuse 13 angeordnete Nut eingegossen oder eingelegt sein.
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3 illustriert eine weitere Ausführungsform der Filteranordnung 1 in einer schematischen Schnittansicht. 4 zeigt die Filteranordnung 1 gemäß 3 in einer Aufsicht. Im Folgenden wird auf 3 und 4 gleichzeitig Bezug genommen. Ferner wird nachfolgend im Wesentlichen nur auf Unterschiede der Ausführungsform der Filteranordnung 1 gemäß 3 und 4 im Vergleich zu der Ausführungsform der Filteranordnung 1 gemäß 1 und 2 eingegangen.
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Die Filteranordnung 1 weist das Filtergehäuse 13 auf. Vorzugsweise ist an dem Filtergehäuse 13 zumindest ein Befestigungselement 9–12 vorgesehen. Vorzugsweise sind mehrere, beispielsweise vier, Befestigungselemente 9–12 vorgesehen. Das Befestigungselement 9–12 ist mit dem Filtergehäuse 13 materialeinstückig, insbesondere mithilfe eines Filmscharniers 14 verbunden.
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Das Befestigungselement 9–12 weist einen Eingriffsabschnitt 15 auf, der dazu eingerichtet ist, in einen korrespondierenden Gegeneingriffsabschnitt 16 formschlüssig einzugreifen. Der Gegeneingriffsabschnitt 16 ist vorzugsweise an dem Rahmen 3 vorgesehen. Der Gegeneingriffsabschnitt 16 kann eine an dem Rahmen 3 vorgesehene Vertiefung oder Vorwölbung sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005010443 A1 [0003]
