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Diese Offenbarung betrifft ein Saatgutmessgerät zum Vereinzeln von Teilchen aus einer Ansammlung solcher Teilchen.
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Eine übliche Form von Saatgutmessgerät, die weit verbreitet ist, ist ein Druckdifferenz-Saatgutmessgerät, das entweder ein Vakuum-Saatgutmessgerät oder ein Überdruck-Saatgutmessgerät ist. Das Messgerät weist ein Gehäuse mit einem drehbaren Saatgutvereinzelungselement darin auf, das oftmals eine Saatgutscheibe ist. Auf einer Seite der Saatgutscheibe bildet das Gehäuse einen Behälter, um eine Ansammlung von auszusäendem Saatgut zu halten. Die Saatgutscheibe weist eine ringförmige Anordnung von Öffnungen durch die Scheibe in der Nähe des Scheibenrandes auf. Eine Luftdruckdifferenz wird zwischen den gegenüberliegenden Seiten der Scheibe erzeugt. Dies kann durch Anlegen eines Überdrucks an die Saatgutseite der Scheibe oder eines Vakuums erfolgen, das an die gegenüberliegende Seite der Scheibe angelegt wird. Wenn die Scheibe gedreht wird, bewirkt die Druckdifferenz, dass Saatgut an den Öffnungen der Saatgutscheibe haftet. Die Scheibe dreht sich, um Samen einzeln der Reihe nach zu einem Abgabepunkt zu befördern, wo die Samen von der Scheibe abgegeben und nacheinander in eine Furche befördert werden, die in dem Boden darunter geöffnet wird.
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Die Größe der Luftdruckdifferenz wird üblicherweise von dem Maschinenbediener gesteuert. Falls eine unzureichende Druckdifferenz vorhanden ist, haften die Samen nicht immer an der Scheibe, was zu einem so genannten „Sprung“ führt, bei dem kein Saatgut an einer bestimmten Öffnung der Scheibe vorhanden ist. Sprünge führen durch eine verringerte Anzahl von angepflanzten Samen zu verlorenem Ertragspotential. Als Alternative kann zu viel Druck dazu führen, dass zwei oder mehrere Samen an einer Öffnung in der Saatgutscheibe haften. Dies führt zu einem so genannten „Duplikat“ oder „Vielfachen“. Wenn zwei Samen zusammen angepflanzt werden, konkurrieren sie im Hinblick auf Wasser und Nährstoffe, mit dem Ergebnis, dass beide Pflanzen zusammen nicht so viel wie eine ordnungsgemäß angepflanzte Pflanze produzieren. Zur Vermeidung oder zumindest Verringerung von Duplikaten ist typischerweise eine gewisse Form von mechanischer Saatgutentnahme in dem Saatgutmessgerät enthalten, die als „Duplikatbeseitigungseinheit“ bezeichnet oder manchmal als „Vereinzeler“ bekannt ist, da einzelne Samen an den Öffnungen erzeugt werden. Manchmal wird die Saatgutscheibe als ein „Vereinzeler“ oder als ein „Vereinzelungselement“ bezeichnet, da sie Samen einzeln aus der Samenansammlung entnimmt, um sie in dem Boden abzulegen. Die letztgenannte Verwendung des Ausdrucks „Vereinzeler“ oder „Vereinzelungselement“ wird hierin verwendet.
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Beispiele von Duplikatbeseitigungseinheiten sind in den früheren Patentschriften
US 7,699,009 an Sauder;
US 7,152,542 an Eben;
US 5,842,428 an Stefflebeam und
US 5,170,909 an Lundie zu finden. Ein gemeinsamer Aspekt jeder dieser Duplikatbeseitigungseinheiten ist, dass sie an dem Gehäuse des Saatgutmessgeräts befestigt sind. Infolgedessen kann ein erheblicher Toleranzstapel zwischen der Position der funktionellen Merkmale der Duplikatbeseitigungseinheit und den Öffnungen in der Saatgutscheibe vorhanden sein, was zu Problemen hinsichtlich einer unstimmigen Funktionsweise der Duplikatbeseitigungseinheit bei mehreren Saatgutmessgeräten an der Pflanzmaschine führt.
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Es ist daher wünschenswert, eine Duplikatbeseitigungseinheit für ein Saatgutmessgerät bereitzustellen, welche die erwähnten Probleme überwindet.
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Die Duplikatbeseitigungseinheit, die nachstehend ausführlich beschrieben wird, ist an einer gemeinsamen Spindel mit dem Saatgutvereinzeler befestigt, um funktionelle Elemente der Duplikatbeseitigungseinheit radial anzuordnen. Die Duplikatbeseitigungseinheit ist axial gegen den Saatgutvereinzeler vorgespannt, um die funktionellen Elemente der Duplikatbeseitigungseinheit axial anzuordnen. Dies führt zu einer Verringerung des Toleranzstapels zwischen den funktionellen Elementen der Duplikatbeseitigungseinheit und den Öffnungen in der Saatgutscheibe, was einen genaueren Betrieb der Duplikatbeseitigungseinheit und/oder einen einheitlichen Betrieb über eine Vielzahl von Saatgutmessgeräten an einer Pflanzmaschine hervorbringt. Die Duplikatbeseitigungseinheit ist ferner entlang ihres Umfangs eingeschränkt.
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1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines Saatgutmessgeräts;
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2 ist eine perspektivische Ansicht einer Duplikatbeseitigungseinheit des Saatgutmessgeräts aus 1;
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3 ist ein Aufriss der Duplikatbeseitigungseinheit aus 2;
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4 ist ein Querschnitt des Saatgutmessgeräts aus 1;
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5 ist eine fragmentarische perspektivische Ansicht des Gehäuses des Saatgutmessgeräts;
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6 ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform der Duplikatbeseitigungseinheit; und
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7 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des Saatgutmessgeräts mit der Duplikatbeseitigungseinheit aus 1–5.
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Unter Bezugnahme auf die Figuren ist ein Saatgutmessgerät 10 dargestellt. Das Saatgutmessgerät 10 weist ein Messgerätegehäuse 12 und eine Abdeckung 14 auf. Das Gehäuse 12 und die Abdeckung 14 definieren im zusammengebauten Zustand einen geschlossenen Raum 16 des Saatgutmessgeräts. Der geschlossene Raum ist durch einen Saatgutvereinzeler oder ein Saatgutvereinzelungselement, das als eine Saatgutscheibe 22 dargestellt ist, die in dem geschlossenen Raum 16 angeordnet ist, in zwei Abschnitte 18 und 20 geteilt. Das Saatgutmessgerät 10 wird bei einer Luftdruckdifferenz zwischen den zwei Abschnitten 18 und 20 des geschlossenen Raums betrieben. In der dargestellten Ausführungsform wird die Luftdruckdifferenz durch ein Vakuum in dem geschlossenen Raumabschnitt 20 aus einer Vakuumquelle (nicht dargestellt) erzeugt, wobei dieses durch die Schlaucharmatur 24 an der Abdeckung 14 angelegt wird. Alternative Konfigurationen können einen Luftüberdruck an den Innenraum 18 anlegen. Beide Konfigurationen sind auf dem Gebiet der Saatguttechnik wohl bekannt.
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Das Messgerätegehäuse 12 und die Saatgutscheibe 22 wirken zusammen, um einen Behälter 26 in dem Messgerät zum Halten einer Ansammlung von anzupflanzendem Saatgut zu definieren. Der Behälter 26 ist der untere Teil des geschlossenen Raumabschnitts 18 angrenzend an die Saatgutscheibe 22. Die Saatgutscheibe 22 kann eine Saatgutfläche 28 aufweisen, die zu dem Saatgut in dem Behälter 26 weist und dieses kontaktiert. Die Saatgutscheibe 22 kann ferner eine kreisförmige Anordnung von Öffnungen 30 aufweisen, die durch die Saatgutscheibe 22 von der Saatgutfläche 28 zu der gegenüberliegenden Scheibenfläche 32 gehen. Eine Spindel 34 kann an der Abdeckung 14 befestigt sein und kann eine Drehachse 36 definieren. Die Spindel 34 kann an der Abdeckung 14 durch ein Lager oder eine Lagerbuchse zur Drehung der Spindel in Bezug auf die Abdeckung befestigt sein. Als Alternative kann die Spindel an der Abdeckung ortsfest befestigt sein. Die Saatgutscheibe kann mit einer zentralen Öffnung 40 versehen sein, durch die die Saatgutscheibe 22 an der Spindel 34 angeordnet werden kann. Beim Zusammenbauen kann ein Antriebszahnrad 42, das von dem Gehäuse 12 getragen wird, in Zähne 44 am Umfang der Saatgutscheibe 22 eingreifen. Ein Antriebsmotor oder Antriebsstrang (nicht dargestellt) kann mit dem Antriebszahnrad 42 verbunden sein, um eine Drehung des Antriebszahnrads und somit eine Drehung der Saatgutscheibe um die Spindelachse 36 zu bewirken. Wenn die Saatgutscheibe 22 gedreht wird, kann die Druckdifferenz über die Saatgutscheibe derart betrieben werden, dass ein Anhaften von Samen an der Saatgutfläche 28 der Scheibe an den Öffnungen 30 bewirkt wird. Während sich die Scheibe dreht, wird Saatgut einzeln und der Reihe nach an einen Abgabepunkt transportiert, wo die Samen von der Saatgutscheibe entfernt oder abgegeben und nacheinander in eine Furche, die im Boden unterhalb des Saatgutmessgeräts geöffnet ist, befördert oder fallen gelassen werden.
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Zur Vermeidung des Vorkommens von zwei oder mehreren Samen, die an einer Öffnung 30 der Saatgutscheibe 22 haften, was dazu führt, dass vielfache Samen an der gleichen Stelle angepflanzt werden, kann eine Duplikatbeseitigungseinheit 50 bereitgestellt sein, um die Samen an den Öffnungen zu stören oder verdrängen, sodass überschüssige Samen entfernt werden und ein einziger Samen an der Öffnung hinterlassen wird. Die Duplikatbeseitigungseinheit kann mit einem Stützrahmen 52 und einem Paar Eingriffselementen, nämlich einem inneren Eingriffselement 54 und einem äußeren Eingriffselement 56 bereitgestellt sein. Der Stützrahmen 52 kann aus einem geformten Kunststoff, Gussmetall oder Aluminium als eine einstückige Struktur hergestellt sein. Als Alternative kann der Stützrahmen 52 aus zwei oder mehreren Komponenten zusammengebaut sein, die aneinander befestigt sind. Die Eingriffselemente 54 und 56 können in die Saatgutfläche 28 der Saatgutscheibe 22 eingreifen, wie unten beschrieben. Der Stützrahmen 52 kann einen zentralen Nabenabschnitt 58 aufweisen, der ein Lager 60 zur Anordnung des Stützrahmens an der Spindel 34 aufnehmen kann. Das Lager 60 kann ein Kugellager sein, wie dargestellt, oder kann eine reibungsarme Lagerbuchse sein. Als Alternative kann der zentrale Nabenabschnitt 58 direkt auf der Spindel 34 aufliegen.
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Das innere und das äußere Eingriffselement 54 und 56 können an axial verlaufenden Pfosten 62 des Stützrahmens 52 befestigt sein. Jedes der Eingriffselemente 54, 56 kann koplanare Kontaktoberflächen 64 aufweisen, die die Saatgutfläche 28 der Saatgutscheibe 22 in Eingriff bringen können. Das innere Eingriffselement 54 kann mit zwei entlang des Umfangs beabstandeten Nocken 66 versehen sein, die radial im Inneren des kreisförmigen Pfads 67 der Öffnungen 30 der Saatgutscheibe 22 angeordnet sind. Die Nocken 66 können derart angeordnet sein, dass sie Samen, die von den Öffnungen getragen werden, stören, insbesondere wenn mehr als ein Samen an einer bestimmten Öffnung 30 angeordnet ist. Das äußere Eingriffselement kann mit drei Nocken 68 versehen sein, die radial außerhalb des kreisförmigen Pfads 67 der Öffnungen 30 angeordnet sind. Die Nocken 68 können gleichermaßen überschüssige Samen an einer bestimmten Öffnung stören. In der dargestellten Anordnung treffen die Samen abwechselnd auf äußere Nocken 68 und inneren Nocken 66, beginnend mit einem äußeren Nocken 67, wenngleich nur ein einziger innere Nocken 66 und ein einziger äußerer Nocken 68 zur Entfernung von Saatgutvielfachen ausreichend sein kann. Da die Nocken 66, 68 zur Entfernung von Duplikaten dienen, bilden sie „funktionelle Merkmale“ der Duplikatbeseitigungseinheit. Die Eingriffselemente 54, 56 können aus einem verschleißfesten und dauerhaften Material wie Metall oder Messing hergestellt sein.
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Ein Drehanschlag kann an der Duplikatbeseitigungseinheit 50 bereitgestellt sein, um die Duplikatbeseitigungseinheit in einer festen Umfangsposition um die Spindel 34 und die Achse 36 zu halten. Wie in den Figuren dargestellt, kann der Drehanschlag eine sich ab der Duplikatbeseitigungseinheit 50 erstreckende Lasche 70 sein, die in einem Schlitz 72 in der Abdeckung 14 sitzt. Alternative Drehanschläge können Schultern oder Vorsprünge an dem Messgerätegehäuse 12 aufweisen, die in den Stützrahmen 52 eingreifen oder diesen halten. Vorspannelemente 76 können in dem Messgerätegehäuse 12 bereitgestellt sein, um das Eingriffselement 54 und 56 gegen die Saatgutfläche 28 der Saatgutscheibe 22 vorzuspannen. Vorspannelemente 76 können in Form von federbelasteten Stößeleinsätzen vorliegen, die in die Hülse 78 in dem Messgerätegehäuse eingepasst sind. Der Stützrahmen 52, die Pfosten 62 und die Eingriffselemente 54 und 56 sind alle aus einem starren Material hergestellt. In diesem Kontext bedeutet „starr“, dass diese Komponenten eine ausreichende Starrheit aufweisen, um die Duplikatbeseitigungseinheit 50 in der gewünschten axialen Position zu halten, wenn diese von den Vorspannelementen 76 in ihre Position gepresst wird.
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Die Befestigung der Duplikatbeseitigungseinheit an der Spindel 34 fixiert die funktionellen Elemente, das heißt, Merkmale der Duplikatbeseitigungseinheit radial in Bezug auf die Öffnungen 30 an der Saatgutscheibe 22. Die Vorspannelemente 76 fixieren die funktionellen Elemente axial in einer Position auf der Saatgutscheibenoberfläche. In diesem Fall sind das innere und das äußere Eingriffselement 54, 56 axial in Kontakt mit der Saatgutfläche 28 der Saatgutscheibe vorgespannt. Die Eingriffselemente 54 und 56 stellen zusammen mit der Nabe 58 der Duplikatbeseitigungseinheit einen Dreipunktkontakt bereit, um die Duplikatbeseitigungseinheit axial in Bezug auf die Saatgutscheibe 22 zu fixieren. Der Drehanschlag fixiert die funktionellen Elemente in einer Umfangsposition in Bezug auf die Saatgutscheibe und das Messgerätegehäuse. Die Nabe der Duplikatbeseitigungseinheit 50 kann auch verwendet werden, um die Duplikatbeseitigungseinheit axial anzuordnen. Die Nabe kann in den Außenring des Lagers 60 eingreifen, um die Duplikatbeseitigungseinheit 50 anzuordnen.
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Eine alternative Ausführungsform der Duplikatbeseitigungseinheit ist in 6 dargestellt. Dort weist die Duplikatbeseitigungseinheit 250 einen Stützrahmen 252 auf. Wie in der vorherigen Ausführungsform ist die Duplikatbeseitigungseinheit 250 an der Messgerätespindel 234 befestigt, die wiederum an der Gehäuseabdeckung befestigt ist, die nicht dargestellt ist. Die Duplikatbeseitigungseinheit 250 weist eine Anzahl funktioneller Elemente 253 auf, die als flexible Bürsten 255 dargestellt sind. Die Bürsten 255 greifen in die Saatgutscheibenoberfläche angrenzend an die Öffnungen 30 ein, um Samen darauf zu verdrängen, sodass zusätzliche Samen entfernt werden. Da die Bürsten 255 flexibel sind, ist der Stützrahmen mit starren Fingern 258 ausgebildet, die sich axial zu abgelegenen Enden 259 erstrecken. Die abgelegenen Enden 259 kontaktieren die Scheibensaatgutfläche 28. Die Finger 258 können als Teil des Stützrahmens einstückig ausgebildet sein, können jedoch auch je nach Wunsch an dem Rahmen montiert sein. Die Finger 258 stellen zusammen mit der Nabe 259 der Duplikatbeseitigungseinheit drei Punkte zur axialen Fixierung der Duplikatbeseitigungseinheit und somit axialen Fixierung der funktionellen Elemente, das heißt, Bürsten 255 in Bezug auf die Saatgutfläche der Scheibe 22 bereit. Wie die vorherige Ausführungsform werden Vorspannelemente 76 verwendet, um die Finger 258 der Duplikatbeseitigungseinheit gegen die Saatgutscheibe zu pressen. Wieder bedeutet in diesem Kontext „starr“, dass der Stützrahmen 252 und die Finger 258 eine ausreichende Starrheit aufweisen, um die Duplikatbeseitigungseinheit in der gewünschten axialen Position zu halten, wenn diese von den Vorspannelementen 76 in ihre Position gepresst wird. Wie oben verwendet, bedeutet der Ausdruck „flexibel“ zur Beschreibung der Bürsten 255 der Duplikatbeseitigungseinheit, dass sie nicht starr genug sind, um die Duplikatbeseitigungseinheit in der gewünschten axialen Position zu halten. Das Ergebnis ist eine radiale und axiale Anordnung der Duplikatbeseitigungseinheit in Bezug auf die Öffnungen in der Saatgutscheibe oder einem anderen Vereinzelungselement.
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Wie oben beschrieben, kann die Spindel an der Abdeckung 14 befestigt sein. Als Alternative kann die Spindel an dem Messgerätegehäuse 12 befestigt sein. Die Spindel ist als feststehend, das heißt nicht drehend beschrieben, wobei die Saatgutscheibe von den Zähnen 44 an dem Umfang durch Rotation angetrieben wird. In einer alternativen Ausführungsform, die in 7 dargestellt ist, kann die Spindel 134 durch Rotation angetrieben sein und die Saatgutscheibe kann an der Spindel zur Drehung damit befestigt sein. Dort ist eine Spindel 134 in dem Messgerätegehäuse 112 gelagert und wird zur Drehung auf herkömmliche Weise wie durch Ketten und Räder, flexible Antriebskabel oder Elektro- oder Hydraulikmotoren angetrieben. Eine Antriebsnabe 138 ist mit der Spindel verbunden und die Saatgutscheibe 122 kann mit der Antriebsnabe auf herkömmliche Weise verbunden sein. Die Duplikatbeseitigungseinheit 150 ist an der Spindel 134 oder an der Antriebsnabe 138 selbst angeordnet, die selbst an der Spindel 134 befestigt ist. Die Duplikatbeseitigungseinheit 150 kann einen Stützrahmen 152 und äußere Eingriffselemente 154 und 156 aufweisen. Ein Drehanschlag ähnlich der oben beschriebenen Lasche 70 und des Schlitz 72 kann zwischen der Duplikatbeseitigungseinheit 150 und dem Messgerätegehäuse 112 bereitgestellt sein. Ein Kugellager oder anderer Typ von Lager 160 kann zwischen der Spindel 134 und der Duplikatbeseitigungseinheit 150 bereitgestellt sein, um eine relative Drehung der Spindel 134 und der Duplikatbeseitigungseinheit 150 zu ermöglichen. Eine Messgeräteabdeckung 114 kann drehbar an dem Messgerätegehäuse befestigt sein, um die Saatgutscheibe 122 einzuschließen, sobald sie an der Antriebsnabe 138 befestigt ist.
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Die Saatgutscheibe
22 fungiert als ein Vereinzelungselement zur individuellen Entfernung von Samen aus der Saatgutansammlung, um einzelne Samen in dem Boden abzulegen. Andere Ausführungsformen von Vereinzelungselementen können mit der Duplikatbeseitigungseinheit verwendet werden, die an einer gemeinsamen Spindel befestigt ist, die die Drehachse für das Vereinzelungselement definiert. Ein Beispiel ist in der
US-Patentschrift Nr. 8,746,159 dargestellt, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird und ein schalenförmiges Vereinzelungselement
100 dargestellt. Das Messgerät ist ein Vakuummessgerät, wobei die konkave Innenseite des Schalenelements die Saatgutseite ist. Noch eine andere Variation des Vereinzelungselements ist in der
WO2010/059101 dargestellt, die ebenfalls durch Bezugnahme aufgenommen wird und ein anderes schalenförmiges Vereinzelungselement
803 zeigt. Dieses Messgerät ist ein Überdruckmessgerät, wobei die konkave Innenseite des Schalenelements die Saatgutseite ist. Die Entgegenhaltung zeigt auch eine sägezahnförmige Duplikatbeseitigungseinheit
807, die an dem Messgehäuse befestigt ist. In jeder dieser Entgegenhaltungen könnte die Duplikatbeseitigungseinheit derart ausgestaltet sein, dass sie an einer gemeinsamen Spindel mit dem Vereinzelungselement oder -glied befestigt ist und in einer axialen Richtung gegen das Vereinzelungselement vorgespannt ist.
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Durch Anordnen der Duplikatbeseitigungseinheit an einer gemeinsamen Spindel mit der Saatgutscheibe oder einer anderen Art von sich drehendem Vereinzelungselement werden Toleranzstapel zwischen der Position der funktionellen Elemente der Duplikatbeseitigungseinheit, das heißt, recht starren Nocken oder flexiblen Elementen wie Bürsten, und der Position der Öffnungen in dem Vereinzelungselement verringert, sodass ein präziserer Betrieb der Duplikatbeseitigungseinheit und somit ein präziserer Betrieb des Saatgutmessgeräts bereitgestellt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 7699009 [0004]
- US 7152542 [0004]
- US 5842428 [0004]
- US 5170909 [0004]
- US 8746159 [0022]
- WO 2010/059101 [0022]
