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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement, insbesondere einen Innenraumfilter zum Filtern von Luft für den Innenraum eines Fahrzeugs oder Gebäudes. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Filteranordnung mit einem solchen Filterelement und einer Filteraufnahme.
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Obwohl auf beliebige Filterelemente und -anordnungen anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik nachfolgend für einen Innenraumfilter eines Kraftfahrzeugs beschrieben.
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Die zunehmende Luftverunreinigung, insbesondere in Großstädten, in Verbindung mit dem Einsatz moderner Klimaanlagen macht es erforderlich, die von außen in den Innenraum eines Kraftfahrzeugs geleitete und aufbereitete bzw. klimatisierte Luft mittels geeigneter Filter zu reinigen. Hierfür kommen beispielsweise Partikelfilter, Geruchsfilter oder deren Kombination miteinander in Betracht, die in der Umgebungsluft enthaltene Schwebstoffe, Partikel und Gerüche möglichst gut herausfiltern bzw. absorbieren sollen.
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Zur Filterung von Luft für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs werden häufig gefaltete bzw. plissierte Filtermaterialien, wie etwa Filtervliese, die einen Faltenpack bilden, eingesetzt. Hierzu wird ein zunächst flächiger Filtermaterialbogen zickzackförmig gefaltet. Das Faltenpack wird von Seitenbändern und Kopfbändern oder einem sonstigen Rahmen gehalten. Derartige Filterelemente können in einer Filteraufnahme austauschbar fixiert sein. Die somit gebildete Filteranordnung kann in einer Klimaanlage eines entsprechenden Kraftfahrzeugs installiert sein.
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Weiter ist es bekannt, Klimaanlagen insbesondere in Fahrzeugen mit sogenannten Lufterfrischern (Englisch: air fresheners) vorzusehen. Solche Lufterfrischer – vorliegend auch als Luftbehandlungseinrichtungen bezeichnet – umfassen ein flüchtiges Luftbehandlungsmittel, wie beispielsweise ein Parfüm, welches insbesondere kontinuierlich an die Luft abgegeben wird. Dadurch kann eine für die Passagiere angenehme Innenraumluft erzeugt werden.
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Stand der Technik
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Die
EP 1 768 864 B1 beschreibt einen Innenraumfilter, bei welchem zwischen Falten des Filtermediums eine Luftbehandlungseinrichtung angeordnet ist, die ein flüchtiges Luftbehandlungsmittel an die Luft abgibt.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Filterelement zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Filterelement mit einem Heißkleber, in welchem ein flüchtiges Luftbehandlungsmittel gespeichert ist.
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Die Funktion „Luftbehandlung” wird also in den Heißkleber integriert, welcher typischerweise in einem Filterelement von Haus aus vorgesehen ist. Entsprechend ist keine zusätzliche Luftbehandlungseinrichtung erforderlich, so dass der Innenraumfilter insgesamt kompakter gebaut werden kann. Ferner entfällt der Montageaufwand für eine zusätzliche Luftbehandlungseinrichtung.
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Unter einem Heißkleber wird hier ein heiß verarbeiteter klebriger Werkstoff verstanden, welcher im ausgehärteten Zustand eine gewisse Eigensteifigkeit besitzt und/oder zwei oder mehr Bauteile des Filterelements miteinander verbindet.
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Beispielsweise kann der Heißkleber, welcher auch als Schmelzklebstoff bezeichnet wird, zumindest ein Basispolymer, ein klebrig machendes Harz, ein Wachs, einen Weichmacher und/oder ein Additiv umfassen. Ferner umfasst der Heißkleber das flüchtige Luftbehandlungsmittel.
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Unter einem Basispolymer werden insbesondere thermoplastische synthetische Polymere verstanden, welche die für den Heißkleber wichtigen Eigenschaften wie Haftung, Festigkeit und Temperaturverhalten im Wesentlichen bestimmen. Beispiele für solche Polymere sind Polyamidharze, Copolyamide, Polyetheramide, Polyesteramide, Polyester, Polyether, Polycarbonate, thermoplastische Elastomere, reaktive und nicht reaktive lineare oder verzweigte thermoplastische Polyurethane, Polymerisate wie Ethylen-Vinylacetat-, Ethylen-, Ethylen/Acrylat-, Propylen/Hexen-, SIS-, SBS-, SEBS-Copolymere, Polyolefine, wie amorphe Polyolefine, semikristalline Polyolefine, insbesondere Propylen- oder Ethylenhomo- oder Copolymere. Weitere geeignete Basispolymere sind Polyacrylate oder Ethylen-Vinylacetat-Copolymere.
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Der Anteil des Luftbehandlungsmittel in dem Heißkleber kann beispielsweise zwischen 0,01 bis 10 Gew.% betragen. Dies bezieht sich auf den Anfangszustand des Heißklebers, in welchem noch kein Luftbehandlungsmittel aus dem Heißkleber ausgedünstet ist.
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Bei dem Luftbehandlungsmittel kann es sich beispielsweise um ein Parfüm, einen antibakteriellen Stoff und/oder einen Stoff zur Neutralisierung von Gerüchen handeln. Weiter ist es denkbar, dass das Luftbehandlungsmittel einen beruhigenden Stoff oder einen die Aufmerksamkeit der Passagiere steigernden Stoff aufweist. Das Luftbehandlungsmittel kann insbesondere ausgewählt sein aus aromatischen oder aliphatischen Estern, aromatischen oder aliphatischen Alkoholen, aromatischen oder aliphatischen Ketonen oder Aldehyden und/oder aliphatischen oder aromatischen Ethern. Das Luftbehandlungsmittel kann natürliche Duftstoffe, wie Essenzen aus Fruchtteilen, Pflanzenteilen, daraus gewonnenen ätherischen Ölen, oder synthetische Duftstoffe enthalten. Dabei können die synthetischen Duftstoffe mit den natürlichen Duftstoffen identisch sein, wie beispielsweise Vanillin, Menthol, Eucalyptol, oder es kann sich um künstliche Produkte handeln. Diese Duftstoffe können Derivate von Kohlenwasserstoffen, Heterocyklen, Alkoholen, Aldehyden, Ketonen, Acetalen, Estern, Phenolen, Phenolethern oder Thiolen sein. Es kann sich um einzelne Verbindungen handeln, häufig sind jedoch aber Gemische von mehreren Substanzen notwendig. Beispiele für ätherische Öle sind Anisöl, Bittermandelöl, Fenchelöl, Citrusöl, Jasminöl, Rosenöl, Kamillenöl, Nelkenöl, Minzöl, Zimtblätteröl, Orangenblütenöl, Bergamottöl, Eukalyptusöl, Fichtenmandelöl, Guajakholzöl, Ingweröl, Irisöl, Kajeputöl, Kardamomenöl, Korianderöl, Lavendelöl, Limetteöl, Mandarinenöl oder Melissenöl; synthetische Riechstoffverbindungen sind beispielsweise Ester, wie Benzylacetat, Phenoxyethylisobutyrat, p-tert.-Butylcyclohexylacetat, Linalylacetat, Dimethylbenzyl-carbinylacetat, Phenylethylacetat, Linalylbenzoat, Benzylformiat, Ethylmethylphenylglycinat, Allylcyclohexylpropionat, Styrallylpropionat und Benzylsalicylat; Ketone oder Aldehyde, wie Alkanale mit 8-18 C-Atomen, Citral, Citronellal, Citronellyloxyacetaldehyd, Cyclamenaldehyd, Hydroxycitronellal, Lilial und Bourgeonal; Ketonen wie Jonon, Isomethylionon und Methyl-cedrylketon; Kohlenwasserstoffe wie Limonen, Pinen; Alkohole wie Zimtalkohol, Anisalkohol, Vanillin, Eugenol, Thymol, Pharnesol, Borneol Anethol, Citronellol, Eugenol, Geraniol, Linalool, Phenylethylalkohol oder Ether wie Benzylethylether, Ambroxan. Die Auflistung stellt keine abschließende Aufzählung dar, sondern soll nur Beispiele für verschiedene Substanzklassen aufzeigen.
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Das Luftbehandlungsmittel ist flüchtig. Bevorzugt beträgt die Molmasse zwischen 100 g/mol bis 300 g/mol.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Filterelement ein Filtermedium auf, wobei der Heißkleber ein Verstärkungselement ausbildet, welches das Filtermedium verstärkt. Bei dem Filtermedium kann es sich um ein gefaltetes Filtermedium handeln. Beispielsweise kann die Biegesteifigkeit des Verstärkungselements oberhalb der des Filtermediums liegen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Filterelement ferner ein Filtermedium auf, wobei der Heißkleber ein Verstärkungselement mit dem Filtermedium verbindet. Auch hier besteht die Möglichkeit, dass das Filtermedium als ein gefaltetes Filtermedium ausgebildet ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Verstärkungselement an der An- oder Abströmseite des Filtermediums angeordnet. Insbesondere kann das Verstärkungselement auf Faltenspitzen des Filtermediums angeordnet sein. Der Heißkleber kann mit den Faltenspitzen verbunden sein (insbesondere in dem Fall, dass er selbst das Verstärkungselement ausbildet) oder das Verstärkungselement mit den Faltenspitzen stoffschlüssig verbinden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Verstärkungselement ein Seitenband oder ein Kopfband. Es können auch mehrere Verstärkungselemente vorgesehen sein, die wie vorstehend für das eine Verstärkungselement beschrieben, vorgesehen sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform bildet der Heißkleber eine Dichteinrichtung aus. Diese kann sich beispielsweise entlang eines Seiten- und/oder Kopfbands des Filterelements erstrecken.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform bildet der Heißkleber eine Klebstoffraupe aus. Eine solche lässt sich einfach mittels einer entsprechenden Düse applizieren. Solche Klebstoffraupen werden auch als Leimraupen bezeichnet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Luftbehandlungsmittel in dem Heißkleber gleichmäßig verteilt gespeichert. Insbesondere ist das Luftbehandlungsmittel in einem Kunststoff oder sonstigen Polymer, insbesondere Basispolymer, des Heißklebers gleichmäßig verteilt gespeichert. Durch Diffusion gibt der Heißkleber das in ihm gespeicherte Luftbehandlungsmittel über seine Oberfläche – insbesondere gleichmäßig – an die Luft ab. Der Heißkleber enthält also nicht eine einzige oder einige wenige große Kammern, in denen das Luftbehandlungsmittel gespeichert ist.
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Weiterhin wird eine Filteranordnung mit dem vorstehend beschriebenen Filterelement und einer Filteraufnahme, in welcher das Filterelement aufgenommen ist, vorgeschlagen.
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Ferner wird ein Verfahren zum Herstellen des vorstehend beschriebenen Filterelements bereitgestellt. Dabei wird ein Heißkleber appliziert, wobei der Heißkleber ein flüchtiges Luftbehandlungsmittel bereits beim Applizieren aufweist oder nach dem Applizieren mit einem flüchtigen Luftbehandlungsmittel imprägniert wird.
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Das Filterelement ist insbesondere ein Innenraumfilter zum Filtern von Luft für den Innenraum eines Fahrzeugs oder Gebäudes. Das Filterelement kann in Kraftfahrzeugen, Lastkraftwägen, Baumaschinen, Wasserfahrzeugen, Schienenfahrzeugen, in der Gebäudetechnik oder in Luftfahrzeugen Anwendung finden. Das Filterelement umfasst beispielsweise ein Filtermedium und ein oder mehrere Verstärkungselemente, insbesondere Seiten- und/oder Kopfbänder, welche das Filtermedium zumindest abschnittsweise verstärken, um dessen Form, insbesondere im Filterbetrieb, aufrechtzuerhalten. Die Verstärkungselemente können insbesondere einen geschlossenen oder offenen Rahmen – auch materialeinstückig – ausbilden, welcher das Filtermedium umgibt.
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Die Verstärkungselemente können mit dem Filtermedium randseitig stoffschlüssig verbunden, insbesondere verklebt sein. Dazu können die Verstärkungselemente erhitzt und das Filtermedium in das erhitzte Material eingedrückt werden. Alternativ können die Verstärkungselemente an das Filtermedium angespritzt sein. Weiterhin kann ein Klebstoff, insbesondere der vorstehend beschriebene Heißkleber, als Zusatzwerkstoff zum Einsatz kommen. Die Verstärkungselemente können selbst aus demselben Material wie das Filtermedium hergestellt sein. Alternativ können die Verstärkungselemente als Kunststoffspritzgussbauteile ausgebildet sein. Die Verstärkungselemente können steif oder flexibel sein.
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Das Filtermedium kann gefaltet oder wellenförmig ausgebildet sein. Als Faltungen sind beispielsweise Zickzack- oder W-Faltungen bekannt. Das Filtermedium kann geprägt und anschließend an Prägekanten scharfkantig gefaltet sein. Als Ausgangsmaterial kann ein flächiger Materialfilterbogen dienen, welcher entsprechend umgeformt wird. Das Filtermedium ist beispielsweise ein Filtergewebe, ein Filtergelege oder ein Filtervlies. Insbesondere kann das Filtermedium in einem Schmelz-Blas-Verfahren hergestellt sein. Das Filtermedium kann Naturfasern, wie Baumwolle, oder Kunstfasern, beispielsweise aus Polyester, Polyphenylsulfid oder Polytetrafluorethylen, aufweisen. Die Fasern können bei der Verarbeitung innen, schräg und/oder quer zur Maschinenrichtung orientiert sein.
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Ein entsprechendes Filterelement dient der Filterung von Luft, Fluid, also gasförmigen und/oder flüssigen Medien, beispielsweise Luft. Gasförmiges Fluid bzw. Luft umfasst hier auch Gas- bzw. Luft-Feststoffgemische oder Gas- bzw. Luft-Flüssigkeitsgemische. Beispielsweise kann eine Klimaanlage das Filterelement aufweisen. Das Filterelement kann eine Dichteinrichtung aufweisen, welche eine dem Filterelement zugeordnete Rohseite gegenüber einer Reinseite desselben abdichtet. Die Dichteinrichtung kann bauteilidentisch mit ein oder mehreren Verstärkungselementen des Filterelements ausgeführt sein. Alternativ kann die Dichteinrichtung als Zusatzbauteil ausgebildet sein. So kann die Dichteinrichtung beispielsweise an dem Filtermedium, den ein oder mehreren Verstärkungselementen, dem Filterelement oder der Filteraufnahme angebracht sein.
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Die für das Filterelement beschriebenen Merkmale gelten für die Filteranordnung und das Verfahren entsprechend, und umgekehrt.
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Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen 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 Zeichnung
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Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Filteranordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In der Figur 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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Eine Filteranordnung 1 umfasst einen Innenraumfilter 2 und ein Filtergehäuse 3. Das Filtergehäuse 3 ist lediglich schematisch und ausschnittsweise angedeutet und nimmt den Innenraumfilter 2 derart auf, dass dieser im Filterbetrieb senkrecht zu seiner flächigen Erstreckung mit Luft durchströmt wird. Die Rohluftseite ist dabei mit RO, die Reinluftseite mit RL und eine Luftströmung mit L bezeichnet. Die Filteranordnung 1 ist beispielsweise Bestandteil einer Klimaanlage eines Fahrzeugs oder eines Gebäudes.
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Der Innenraumfilter 2 umfasst ein beispielsweise zickzackförmig gefaltetes Filtermedium 4, welches beispielsweise eine rechteckige Außenkontur aufweisen kann. Das Filtermedium 4 ist von einem rechtecksförmigen Rahmen 5 umgeben. Außen an dem Rahmen 5 kann eine Dichteinrichtung 6 umlaufend angeordnet sein, welche den Innenraumfilter 2 gegenüber dem Filtergehäuse 3 abdichtet.
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Das Filtermedium 4 umfasst mehrere Falten 7, welche wiederum jeweils Faltenspitzen 8 aufweisen. Eine Klebstoffraupe aus Heißkleber 9 erstreckt sich quer zu den Falten 7 beispielsweise zwischen zwei sich gegenüberliegenden Kopfbändern 10, 11 des Rahmens 5. Der Heißkleber 9 bildet eine Verstärkung aus, welche das Filtermedium 4 verstärkt, indem er die Falten 7 in einem festen Abstand zueinander hält und einer Verformung derselben entgegenwirkt. Der Heißkleber 9 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel auf der Reinluftseite RL bzw. der Abströmseite angeordnet, könnte jedoch auch auf der Rohluftseite bzw. Anströmseite angeordnet sein.
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Zur Herstellung der Klebstoffraupe wird beispielsweise Heißkleber 9, welcher ein flüchtiges Luftbehandlungsmittel umfasst, mittels einer Spritzdüse auf die Falten 7, hier insbesondere auf die Faltenspitzen 8, in einem heißen und damit flüssigen Zustand desselben aufgetragen. Nach dem Aushärten des Heißklebers 9 ist die Klebstoffraupe gebildet. Der Heißkleber 9 gibt über die Zeit das flüchtige Luftbehandlungsmittel an die Luft L im Filterbetrieb des Innenraumfilters 2 ab.
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Alternativ kann der Heißkleber 9 auf das Filtermedium 4 zum Bilden der Klebstoffraupe aufgetragen werden. Der nicht, teilweise oder vollständig ausgehärtete Heißkleber 9 kann Kavitäten, insbesondere offene Poren umfassen, welche anschließend mit einem flüchtigen Luftbehandlungsmittel imprägniert werden.
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Unabhängig von dem verwendeten Verfahren zum Einbringen des flüchtigen Luftbehandlungsmittels in den Heißkleber 9, umfasst dieser zumindest ein Basispolymer, ein klebrig machendes Harz, ein Wachs, einen Weichmacher und/oder ein Additiv. Weiterhin ist das flüchtige Luftbehandlungsmittel in dem Heißkleber 9 gleichmäßig verteilt und kann beispielsweise Essenzen aus Fruchtteilen und Pflanzenteilen oder daraus gewonnene ätherische Öle aufweisen, welche bei den Passagieren des Fahrzeugs einen angenehmen Eindruck hinterlassen.
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Die Figur zeigt weitere Anwendungsmöglichkeiten eines ein flüchtiges Luftbehandlungsmittel aufweisenden Heißklebers 9', 9'', welche zusätzlich oder alternativ zu der Klebstoffraupe vorgesehen sein können.
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Beispielsweise kann ein Kopfband 10, 11 und/oder ein Seitenband 12, 13 des Rahmens 5 mittels Heißklebers 9' mit dem Filtermedium 4 verklebt sein. Auch hier besteht wieder die Möglichkeit, den Heißkleber 9' mitsamt dem flüchtigen Luftbehandlungsmittel auf dem Filtermedium 4 und/oder dem Kopfband 10, 11 bzw. dem Seitenband 12, 13 zu applizieren und diese Komponenten anschließend zum Bilden eines verklebten Bauteils zusammenzufügen.
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Alternativ kann der Heißkleber 9' ohne das flüchtige Luftbehandlungsmittel appliziert werden. Anschließend wird der Heißkleber 9' mit dem flüchtigen Luftbehandlungsmittel imprägniert.
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Entsprechend kann auch die Dichteinrichtung 6 mittels eines Heißklebers 9'' beispielsweise mit dem Kopfband 10, 11 und/oder dem Seitenband 12, 13 außenseitig verklebt sein.
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Bezüglich der Heißkleber 9', 9'' gilt das bereits vorstehend zu dem Heißkleber 9 Ausgeführte entsprechend.
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Obwohl die Erfindung anhand konkreter Ausführungsbeispielen vorstehend beschrieben wurde, ist sie auf diese nicht beschränkt, sondern vielfältig modifizierbar.
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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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