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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filteranordnung für ein Flüssigkeitsreservoir. Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, das eine derartige Filteranordnung umfasst. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung einen flüssigkeitsbasierten Filter zum Reinigen der Luft in Fluidkommunikation mit einem Flüssigkeitsreservoir.
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HINTERGRUND
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Tanks zum Unterbringen verschiedenartiger Flüssigkeiten verfügen häufig über Lüftungsöffnungen oder Lüftungsleitungen, die in Fluidkommunikation mit der Umgebungsluft angeordnet sind. Je nach dem geografischen Standort, den Wetter- und Straßenverhältnissen könnte die Umgebungsluft mehr oder weniger verschmutzt/verunreinigt sein. Die Partikel in der Luft sind sehr klein, wenn sie sich jedoch in einem Tank angesammelt haben, könnten diese Partikel Probleme verursachen. Das Problem der verunreinigten Luft kann beispielsweise für Tanks in Fahrzeugen gegeben sein. Kraftfahrstofftanks und Harnstofftanks sind Beispiele von Tanks, die Lüftungsleitungen in Fluidkommunikation mit der Umgebungsluft zum Lufteintritt in die Tanks umfassen. In bestimmten Umgebungen, wie etwa auf Baustellen, in landwirtschaftlichen Bereichen und dergleichen, würde die Luft mehr Partikel umfassen, und die verunreinigte Luft könnte somit in die Lüftungsleitung und den Flüssigkeitstank eintreten. Die Flüssigkeit in dem Tank würde dadurch verunreinigt, was dazu führen könnte, dass Pumpeneinlassfilter verstopfen, was sich im Endeffekt auf die gesamte Kraftstoffanlage oder die Abgasnachbehandlungsanlage auswirken könnte.
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Herkömmliche Luftfilter für solch kleine Partikel erfordern sehr kleine Maschenweiten, und in Umgebungen mit hoher Feuchtigkeit und geringer Luftströmung können diese Filter leicht verstopfen. Eine häufige Notwendigkeit, verstopfte Filter zu reinigen oder auszutauschen, kann umständlich und langwierig sein, und es ist daher erwünscht, eine alternative Lösung zu erreichen, um zu verhindern, dass verunreinigte Luft in Flüssigkeitstanks eintritt.
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Die Druckschrift
US 2015135956 A1 offenbart einen Tankbelüftungsfilter für ein Fahrzeug, der ein Filterelement umfasst, das fluidtechnisch zwischen dem Lufteinlass und dem Luftauslass angeordnet ist. Die Druckschrift
US 5912368 A offenbart eine Luftfilterbaugruppe, die angeordnet ist, um saubere und trockene Spülluft in einen Kanister zum Sammeln von Kraftstoffdämpfen zuzuführen. Die Filterbaugruppe umfasst eine Mehrzahl von passenden und nicht passenden Ablenkblechsätzen, deren Zwischenräume allmählich abnehmen, wodurch die Luft gezwungen wird, sich auf einem zunehmend gewundenen Weg zu bewegen.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Trotz der bekannten Lösungen auf dem Gebiet wäre es wünschenswert, eine Filteranordnung für Flüssigkeitsreservoirs zu entwickeln, welche die Nachteile aus dem Stand der Technik behebt oder zumindest reduziert.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine vorteilhafte Filteranordnung für ein Flüssigkeitsreservoir zu erreichen, die für verschmutzte Umgebungen für jedes Klima geeignet ist.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine vorteilhafte Filteranordnung für ein Flüssigkeitsreservoir zu erreichen, die platzsparend und kostengünstig ist.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine vorteilhafte Filteranordnung für ein Flüssigkeitsreservoir zu erreichen, die flexibel und einfacher zu reinigen ist.
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Die hier erwähnten Aufgaben werden durch eine Filteranordnung für ein Flüssigkeitsreservoir und ein Fahrzeug, das eine derartige Anordnung umfasst, gemäß den unabhängigen Ansprüchen erreicht.
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Demnach wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Filteranordnung für ein Flüssigkeitsreservoir mit einem Lufteinlass bereitgestellt. Die Filteranordnung umfasst: einen Behälter; und eine Röhre, die angeordnet ist, um Umgebungsluft in den Behälter zu leiten, wobei der Behälter mindestens eine Reinigungsflüssigkeit umfasst. Der Behälter ist geeignet, um in Fluidkommunikation mit dem Lufteinlass des Flüssigkeitsreservoirs angeordnet zu sein, so dass die Umgebungsluft durch die mindestens eine Reinigungsflüssigkeit in dem Behälter hindurch geleitet wird, bevor sie in das Flüssigkeitsreservoir eintritt.
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Die Filteranordnung kann als flüssigkeitsbasierte Filteranordnung bezeichnet werden. Die Filteranordnung ist bevorzugt geeignet, um für Flüssigkeitsreservoirs in Fahrzeugen verwendet zu werden, kann jedoch für beliebige Flüssigkeitsreservoirs, die einen Lufteinlass aufweisen, verwendet werden. Die Filteranordnung kann somit als Fahrzeugfilteranordnung bezeichnet werden. Die Umgebungsluft ist als die Luft im unmittelbaren Umfeld des Flüssigkeitsreservoirs definiert. Die Umgebungsluft kann als Außenluft bezeichnet werden und kann Unreinheiten/Verunreinigungen umfassen. Die Filteranordnung ist zweckmäßig geeignet, um für ein Reservoir, das Harnstoff oder Dieselkraftstoff enthält, in einem Fahrzeug verwendet zu werden. Derartige Reservoirs umfassen Lufteinlässe in Fluidkommunikation mit der Umgebungsluft, und bei modernen Fahrzeugen gibt es keine Filteranordnungen, die stromaufwärts von diesen Lufteinlässen angeordnet sind. Ohne Filteranordnung tritt die verunreinigte Umgebungsluft in das Flüssigkeitsreservoir (Harnstoff- oder Dieseltank) ein, und in einigen verschmutzten Umgebungen könnte dies zu einer großen Menge von Verunreinigungen in der Flüssigkeit führen. Die Verunreinigungen in der Flüssigkeit könnten beispielsweise Probleme mit Pumpen verursachen, die angeordnet sind, um Harnstoff oder Dieselkraftstoff aus dem Reservoir zu pumpen. Es kann somit erwünscht sein, die Luft zu reinigen, bevor sie in das Flüssigkeitsreservoir eintritt. Für den Fall, dass das Reservoir in einem Fahrzeug angeordnet ist, kann die Menge der Verunreinigungen in der Umgebungsluft in Abhängigkeit davon variieren, wo das Fahrzeug gerade fährt. In einigen Umgebungen mit hoher Feuchtigkeit und verschmutzter Luft können herkömmliche Luftfilter ungeeignet sein, wie im Hintergrund erwähnt. Für die Filteranordnung gemäß der Erfindung ist hohe Feuchtigkeit und/oder starke Verunreinigung kein Problem. Anhand der Filteranordnung gemäß der Erfindung wird die Umgebungsluft über die Röhre in den Behälter geleitet und eventuelle Partikel in der Luft werden aus der Luft getrennt und im Innern der Reinigungsflüssigkeit eingefangen. Die Luft, die der Reinigungsflüssigkeit zugeführt wird, erzeugt Blasen, die an der Oberfläche der Reinigungsflüssigkeit zerplatzen, und die gefilterte reine Luft wird abgelassen, während die Verunreinigungen in der Reinigungsflüssigkeit bleiben. Die gefilterte nicht verschmutzte Luft kann dann dem Flüssigkeitsreservoir zugeführt werden. Wenn die Reinigungsflüssigkeit zu sehr verunreinigt ist, ist es einfach, die Reinigungsflüssigkeit nur zu entleeren und den Behälter mit neuer Reinigungsflüssigkeit zu füllen. Somit wird eine einfache und kostengünstige Filteranordnung für Flüssigkeitsreservoirs mit Lufteinlässen erreicht.
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Der Behälter umfasst zweckmäßigerweise eine obere Wand, ein untere Wand und zwei Seitenwände. Die Röhre kann über einen Einlassstutzen des Behälters in den Behälter eingefügt werden. Der Einlassstutzen kann in der oberen Wand des Behälters angeordnet sein. Die gefilterte Luft ist zweckmäßig geeignet, um den Behälter über einen Auslassstutzen zu verlassen, der in der oberen Wand des Behälters angeordnet ist.
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Der Behälter kann zwei oder mehrere verschiedene Reinigungsflüssigkeiten umfassen. Die verschiedenen Reinigungsflüssigkeiten sind zweckmäßigerweise unvermischbar, so dass sie in dem Behälter getrennte Schichten bilden. Die verschiedenen Reinigungsflüssigkeiten können somit verschiedene Dichten aufweisen. Somit kann das Filtern der verunreinigten Luft verbessert werden. Beispielsweise kann der Behälter Wasser und Öl als Reinigungsflüssigkeiten umfassen, wodurch er zwei Flüssigkeitsschichten umfasst.
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Der Behälter ist zweckmäßigerweise bis zu einem gewissen vorbestimmten Pegel mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt. Zweckmäßigerweise ist immer ein Teilabschnitt des Behälters verfügbar, um die gefilterte Luft aufzunehmen. Der Behälter ist somit nie ganz mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt. Der Teilabschnitt für die gefilterte Luft liegt über der oder den Reinigungsflüssigkeit(en), d.h. zwischen der Oberfläche der Reinigungsflüssigkeit(en) und der oberen Wand des Behälters. Beispielsweise nimmt bzw. nehmen die Reinigungsflüssigkeit(en) zwischen 1/2 und 2/3 des gesamten Behältervolumens ein.
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Die Röhre erstreckt sich zweckmäßigerweise von der oberen Wand des Behälters in Richtung auf die untere Wand. Die Röhre kann sich im Wesentlichen parallel zu den Seitenwänden des Behälters erstrecken. Die Röhre umfasst zweckmäßigerweise einen Röhreneinlass und einen Röhrenauslass. Der Röhreneinlass ist außerhalb des Behälters in Fluidkommunikation mit der Umgebungsluft angeordnet, und der Röhrenauslass ist im Innern des Behälters in der Reinigungsflüssigkeit angeordnet. Der Röhrenauslass ist zweckmäßigerweise weit unter der Oberfläche der Reinigungsflüssigkeit angeordnet. Der Röhrenauslass kann neben der unteren Wand des Behälters angeordnet sein.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Behälter mindestens eine durchsichtige Reinigungsflüssigkeit. Somit sind die Verunreinigungen in der Reinigungsflüssigkeit sichtbar, und man kann sehen, wann die Reinigungsflüssigkeit so verunreinigt ist, dass sie durch neue Reinigungsflüssigkeit zu ersetzen ist. Es besteht somit keine Notwendigkeit für vorbestimmte Wartungs-/Reinigungsintervalle, und die Reinigung der Filteranordnung kann stattdessen an die tatsächlichen Umgebungsverhältnisse angepasst werden. Für den Fall, dass mehrere Reinigungsflüssigkeiten verwendet werden, können einige oder alle der verschiedenen Reinigungsflüssigkeiten durchsichtig sein. Dadurch wird eine flexible und benutzerfreundliche Filteranordnung erreicht.
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Die mindestens eine Reinigungsflüssigkeit kann Wasser sein. Wasser ist preiswert und leicht zu besorgen und wäre somit mühelos als Reinigungsflüssigkeit zu verwenden. In manchen Umgebungen ist es jedoch so kalt, dass das Wasser einfrieren würde. Wasser als Reinigungsflüssigkeit ist somit nur geeignet, wenn kein Frostrisiko gegeben ist. Die mindestens eine Reinigungsflüssigkeit kann alternativ Harnstoff sein, der an Tankstellen vorzufinden ist und dadurch sehr gut zugänglich ist. Die mindestens eine Reinigungsflüssigkeit kann alternativ Glykol mit einem richtigen Verhältnis sein, um niedrigen Temperaturen standzuhalten. Dadurch dass eine flüssigkeitsbasierte Filteranordnung gemäß der Erfindung zur Verfügung steht, kann die Reinigungsflüssigkeit in Abhängigkeit von der Anwendung der Filteranordnung bestimmt werden. Eine Filteranordnung in einem Fahrzeug kann beispielsweise Wasser als Reinigungsflüssigkeit verwenden, wenn das Fahrzeug in einem warmen Klima verwendet wird, wohingegen Harnstoff oder Glykol verwendet werden kann, wenn das Fahrzeug in einem kühleren Klima funktioniert. Auch ist es möglich, je nach Verfügbarkeit zwischen verschiedenen Reinigungsflüssigkeiten abzuwechseln, so dass, falls einmal kein Harnstoff zur Verfügung steht, stattdessen beispielsweise Glykol verwendet werden kann. Dadurch wird eine flexible und benutzerfreundliche Filteranordnung, die für jedes Klima geeignet ist, erreicht.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Behälter konfiguriert, so dass die Reinigungsflüssigkeit(en) im Innern des Behälters von außerhalb des Behälters zu sehen ist bzw. sind. Der Behälter kann somit durchsichtig sein, oder der Behälter kann ein durchsichtiges Fenster umfassen. Somit ist es einfach zu bestimmen, wann die Reinigungsflüssigkeit(en) in dem Behälter durch neue, nicht verschmutzte Reinigungsflüssigkeit zu ersetzen ist bzw. sind. Der Behälter kann durchsichtigen Kunststoff umfassen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Filteranordnung ferner eine Ablenkvorrichtung, die im Innern des Behälters angeordnet ist, um sicherzustellen, dass das Röhrenende im Innern des Behälters in die Reinigungsflüssigkeit eingetaucht ist, wenn der Behälter gekippt wird. Die Ablenkvorrichtung ist somit geeignet um sicherzustellen, dass der Röhrenauslass unterhalb der Oberfläche der Reinigungsflüssigkeit liegt, auch wenn der Behälter gekippt wird. Somit wird sichergestellt, dass die verunreinigte Luft durch die Reinigungsflüssigkeit hindurch gegeben wird, bevor sie das Reservoir erreicht.
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Die Ablenkvorrichtung kann einen Zylinder umfassen, der die Röhre im Innern des Behälters umgibt, wobei der Zylinder mindestens eine Öffnung in seiner Hüllenoberfläche umfasst. Der Zylinder kann eine Mehrzahl von Öffnungen umfassen, die über die Hüllenoberfläche verteilt sind. Dadurch wird sichergestellt, dass Reinigungsflüssigkeit in den Zylinder eintreten kann, und somit dass der Röhrenauslass von Reinigungsflüssigkeit umgeben ist. Der Zylinder kann sich im Wesentlichen von der oberen Wand des Behälters bis ganz zur unteren Wand erstrecken. Die mindestens eine Öffnung in der Hüllenoberfläche ist zweckmäßigerweise derart positioniert, dass ein Mindestpegel der Reinigungsflüssigkeit im Innern des Zylinders oberhalb des Röhrenauslasses liegt. Der Zylinder kann Kunststoff oder Stahl umfassen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Röhrenauslass, der im Innern des Behälters positioniert ist, einen kleineren Durchmesser als der Rest der Röhre auf. Somit werden kleinere Blasen erzeugt, und die Luftströmung durch den Röhrenauslass nimmt zu. Die Röhre kann eine Düse umfassen, die am Ende im Innern des Behälters angeordnet ist, wobei der Röhrenauslass der Auslass der Düse ist. Mit kleineren Blasen nimmt der Flächeninhalt zwischen der Luft und der Reinigungsflüssigkeit zu, und das Filtern der verunreinigten Umgebungsluft verbessert sich.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Röhre mehr als einen Auslass, um die Luft in verschiedenen Richtungen in die Reinigungsflüssigkeit zu verteilen. Das Röhrenende im Innern des Behälters kann geschlossen sein, und die Röhre kann zwei oder mehrere Auslässe in der Hüllenoberfläche der Röhre umfassen. Alternativ umfasst die Röhre einen Verteilungsteilabschnitt am Ende im Innern des Behälters, wobei sich der Verteilungsteilabschnitt im Wesentlichen parallel zur oberen Wand und/oder unteren Wand des Behälters erstreckt. Der Verteilungsteilabschnitt kann sich im Wesentlichen waagerecht erstrecken. Der Verteilungsteilabschnitt kann eine Leitung mit zwei Auslässen sein, beispielsweise mit einem Auslass an jedem Ende der Leitung. Der Verteilungsteilabschnitt kann an dem sich senkrecht erstreckenden Teil der Röhre im Innern des Behälters drehbar angeordnet sein. Der Verteilungsteilabschnitt kann eine strömungsgünstige Form aufweisen, wie etwa eine elliptische Form, um den Widerstand beim Drehen in der Reinigungsflüssigkeit zu reduzieren. Durch das Drehen des Verteilungsteilabschnitts werden die Blasen und somit die Verunreinigungen besser in der Reinigungsflüssigkeit verteilt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Filteranordnung ferner eine Ventilvorrichtung, die in Fluidkommunikation mit der Umgebungsluft und dem Innern des Behälters angeordnet ist. Die Ventilvorrichtung kann konfiguriert sein, um sich in einer offenen Position zu befinden, wenn der Druck in dem Behälter unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Zweckmäßigerweise ist die Ventilvorrichtung konfiguriert, um sich in einer offenen Position zu befinden, wenn es einen Unterdruck unter einem vorbestimmten Schwellenwert im Innern des Behälters gibt. Die Tatsache, dass sich die Ventilvorrichtung in einer offenen Position befindet, bedeutet, dass Umgebungsluft in den Behälter eintreten kann. Es könnte Situationen geben, in denen die Reinigungsflüssigkeit im Innern des Behälters eingefroren ist, oder in denen der Druck im Innern des Behälters aus gewissen anderen Gründen zu niedrig wird. Dies könnte den Behälter zerstören, und es könnte sich auch ernsthaft auf das Flüssigkeitsreservoir und die Anlage, die zu dem Flüssigkeitsreservoir gehört, auswirken. Mit der Ventilvorrichtung wird sichergestellt, dass der Behälter mit Umgebungsluft versorgt wird, falls der Druck im Innern des Behälters zu niedrig ist. Somit wird der Behälter über die Ventilvorrichtung mit verunreinigter Luft versorgt, und die verunreinigte Luft tritt in das Flüssigkeitsreservoir ein. Man geht jedoch davon aus, dass es weniger schädlich ist, dem Flüssigkeitsreservoir verunreinigte Luft zuzuführen als ihm gar keine Luft zuzuführen.
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Die Ventilvorrichtung kann ein pneumatisches Rückschlagventil sein, wie etwa ein Kugelventil oder dergleichen. Die Ventilvorrichtung kann derart konfiguriert sein, dass sie automatisch in ihren geschlossenen Zustand zurückkehrt, wenn der Druck in dem Behälter über den vorbestimmten Schwellenwert angestiegen ist.
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Die Ventilvorrichtung kann ferner konfiguriert sein, um sich in einer offenen Position zu befinden, wenn der Druck in dem Behälter über einem maximalen Schwellenwert liegt. Somit kann die Ventilvorrichtung konfiguriert sein, um sich in einer offenen Position zu befinden, wenn es einen gewissen Überdruck in dem Behälter gibt. Wenn das Flüssigkeitsreservoir, das zu der Filteranordnung gehört, mit neuer Flüssigkeit gefüllt wird, muss die Luft im Innern des Reservoirs irgendwohin abgelassen werden. Da der Lufteinlass in das Reservoir in Fluidkommunikation mit dem Behälter angeordnet ist, strömt die Luft aus dem Reservoir in den Behälter. Der Druck im Innern des Behälters steigt dadurch an. Um einen zu hohen Druck auf die Reinigungsflüssigkeit zu vermeiden, ist die Ventilvorrichtung derart konfiguriert, dass sie sich öffnet, wenn der Druck über einem maximalen Schwellenwert liegt. Die Luft aus dem Reservoir wird dadurch über die Ventilvorrichtung in dem Behälter abgelassen. Alternativ umfasst die Filteranordnung eine getrennte Überdruck-Ventilvorrichtung, die konfiguriert ist, um sich in einer offenen Position zu befinden, wenn der Druck in dem Behälter über einem maximalen Schwellenwert liegt, wie hier beschrieben. Der maximale Schwellenwert ist zweckmäßigerweise ein vorbestimmter Wert, der von der Konfiguration des Behälters, der Reinigungsflüssigkeit usw. abhängig ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Filteranordnung ferner Mittel zum Festhalten der Umgebungsluft in der Reinigungsflüssigkeit während einer vorbestimmten Zeit. Somit kann die Filteranordnung Mittel umfassen, um sicherzustellen, dass die Blasen, die durch die Umgebungsluft erzeugt werden, einen längeren vorbestimmten Weg durch die Reinigungsflüssigkeit hindurch zurücklegen. Die Mittel, um die Umgebungsluft während einer vorbestimmten Zeit in der Reinigungsflüssigkeit festzuhalten, können Ablenkbleche, Drosselklappen oder Trennwände sein, welche die Blasen in eine gewisse Richtung leiten.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Filteranordnung ferner Mittel zum Reduzieren der Größe der erzeugten Blasen in der Reinigungsflüssigkeit. Somit wird eine größere Menge von kleinen Blasen durch die Reinigungsflüssigkeit hindurch gegeben, und die Gesamtfläche zwischen der Luft und der Reinigungsflüssigkeit nimmt dadurch zu. Das Filtern der verunreinigten Umgebungsluft wird dadurch verbessert. Die Mittel zum Reduzieren der Größe der erzeugten Blasen in der Reinigungsflüssigkeit können ein Gitter, das über dem Röhrenauslass angeordnet ist, eine Trennwand mit einer Mehrzahl von Öffnungen oder dergleichen sein.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Anordnung zum Zuführen einer Flüssigkeit bereitgestellt. Die Anordnung umfasst: ein Reservoir zum Aufnehmen der Flüssigkeit; eine Pumpe zum Wiedergewinnen der Flüssigkeit aus dem Reservoir; und eine Leitung, die zwischen dem Reservoir und der Pumpe angeordnet ist, wobei das Reservoir einen Lufteinlass umfasst, der mit der Umgebungsluft verbunden ist, so dass, wenn die Pumpe Flüssigkeit aus dem Reservoir abzieht, Umgebungsluft in das Reservoir eintritt, und wobei die Anordnung ferner eine Filteranordnung wie hier beschrieben umfasst. Die Flüssigkeit in dem Reservoir kann Kraftstoff, wie etwa Dieselkraftstoff, oder Harnstoff sein, und die Flüssigkeitszufuhranordnung kann somit ein Teil einer Kraftstoffanlage oder einer Abgasnachbehandlungsanlage sein. Somit wird gemäß einem Aspekt der Erfindung eine Anordnung zum Zuführen von Harnstoff bereitgestellt. Die Anordnung umfasst: ein Reservoir zum Aufnehmen des Harnstoffs; eine Pumpe, zum Wiedergewinnen des Harnstoffs aus dem Reservoir; und eine Leitung, die zwischen dem Reservoir und der Pumpe angeordnet ist, wobei das Reservoir einen Lufteinlass umfasst, der mit der Umgebungsluft verbunden ist, so dass, wenn die Pumpe Harnstoff aus dem Reservoir abzieht, Umgebungsluft in das Reservoir eintritt, und wobei die Anordnung ferner eine Filteranordnung wie hier beschrieben umfasst.
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Weitere Aufgaben, Vorteile und neuartige Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann aus den folgenden Einzelheiten und auch durch das Umsetzen der Erfindung in die Praxis hervorgehen. Obwohl die Erfindung nachstehend beschrieben wird, sei zu beachten, dass sie nicht auf die beschriebenen spezifischen Einzelheiten eingeschränkt ist. Fachleute, die Zugriff auf die vorliegenden Lehren haben, werden weitere Anwendungen, Änderungen und Einbeziehungen auf anderen Gebieten, die im Umfang der Erfindung liegen, erkennen.
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Figurenliste
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Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer weiteren Aufgaben und Vorteile ist die nachstehend dargelegte ausführliche Beschreibung zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen zu lesen, in denen sich die gleichen Bezugszeichen in den diversen Zeichnungen auf ähnliche Elemente beziehen. Es zeigen:
- 1 schematisch ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 2 schematisch eine Anordnung zum Zuführen einer Flüssigkeit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 3 schematisch eine Filteranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
- 4 schematisch eine Filteranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 5 eine Filteranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 6 eine Filteranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
- 7 eine Filteranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Fahrzeugs 1, das eine Antriebseinheit 2 umfasst. Das Fahrzeug 1 umfasst auch eine Anordnung 100 zum Zuführen einer Flüssigkeit, wobei die Anordnung 100 eine Filteranordnung 10 umfasst. Die Anordnung 100 zum Zuführen einer Flüssigkeit kann Teil einer Kraftstoffanlage oder einer Abgasnachbehandlungsanlage sein, wobei die zugeführte Flüssigkeit Kraftstoff oder Harnstoff ist. Die Anordnung 100 zum Zuführen einer Flüssigkeit und die Filteranordnung 10 werden in 2 bis 5 weiter beschrieben. Das Fahrzeug 1 kann ein schweres Fahrzeug, beispielsweise ein Lastwagen oder ein Bus, sein. Das Fahrzeug 1 kann alternativ ein Personenkraftwagen sein. Das Fahrzeug kann manuell betätigt, fernbedient oder autonom betätigt sein.
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2 bildet schematisch eine Anordnung 100 zum Zuführen einer Flüssigkeit L gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ab. Die Anordnung 100 umfasst: ein Reservoir 120 zum Aufnehmen der Flüssigkeit L; eine Pumpe 122 zum Wiedergewinnen der Flüssigkeit L aus dem Reservoir 120; und eine Leitung 124, die zwischen dem Reservoir 120 und der Pumpe 122 angeordnet ist, wobei das Reservoir 120 einen Lufteinlass 126 umfasst, der mit der Umgebungsluft verbunden ist, so dass, wenn die Pumpe 122 Flüssigkeit L aus dem Reservoir 120 abzieht, Luft in das Reservoir 120 eintritt. Die Flüssigkeit L kann Harnstoff sein. Die Anordnung 100 umfasst ferner eine Filteranordnung 10. Die Filteranordnung 10 umfasst: einen Behälter 12; und eine Röhre 14, die angeordnet ist, um Umgebungsluft in den Behälter 12 zu leiten, wobei der Behälter 12 mindestens eine Reinigungsflüssigkeit CL umfasst. Der Behälter 12 ist geeignet, um in Fluidkommunikation mit dem Lufteinlass 126 des Reservoirs 120 angeordnet zu sein, so dass Umgebungsluft durch die Reinigungsflüssigkeit CL in dem Behälter 12 hindurch geleitet wird, bevor sie in das Reservoir 120 eintritt. Der Lufteinlass 126 des Reservoirs 120 ist somit mit der Umgebungsluft über die Filteranordnung 10 verbunden. Der Behälter 12 ist zweckmäßigerweise in Fluidkommunikation mit dem Lufteinlass 126 des Reservoirs 120 über eine Leitung/ eine Röhre/ ein Rohr 16 angeordnet. Die Leitung/ die Röhre/ das Rohr 16, die bzw. das den Behälter 12 und das Reservoir 120 verbindet, kann eine Lüftungsleitung 16 sein. Das Reservoir 120 kann manuell mit der Flüssigkeit L befüllt werden.
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Anhand der Filteranordnung 10 wird die Umgebungsluft über die Röhre 14 in den Behälter 12 geleitet, und eventuelle Partikel in der Luft werden von der Luft getrennt und in der Reinigungsflüssigkeit CL eingefangen. Die Luft, die der Reinigungsflüssigkeit CL zugeführt wird, erzeugt Blasen, die an der Oberfläche der Reinigungsflüssigkeit CL zerplatzen, und die gefilterte Luft wird freigesetzt, während die Verunreinigungen in der Reinigungsflüssigkeit CL bleiben. Wenn somit die Flüssigkeit L anhand der Pumpe 122 aus dem Reservoir 120 entnommen wird, entsteht ein Unterdruck in dem Reservoir, was dazu führt, dass gefilterte saubere Luft aus dem Behälter 12 durch die Leitung/ die Röhre/ das Rohr 16 hindurch über den Lufteinlass 126 in das Reservoir 120 geht, wodurch Umgebungsluft über die Röhre 14 in den Behälter 12 angesaugt wird.
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Die Anordnung 100 kann eine Anordnung zum Zuführen von Harnstoff in einem Fahrzeug 1 sein, wie in 1 offenbart. Es versteht sich jedoch, dass die Filteranordnung 10 bei anderen Anwendungen verwendet werden kann, bei denen ein Flüssigkeitsreservoir einen Lufteinlass 126 umfasst. Die Filteranordnung 10 wird in 3 bis 7 weiter beschrieben.
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3 bildet schematisch eine Filteranordnung 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ab. Die Filteranordnung 10 kann konfiguriert sein, wie in 2 offenbart. Die Filteranordnung umfasst somit: einen Behälter 12; und eine Röhre 14, die angeordnet ist, um Umgebungsluft in den Behälter 12 zu leiten, wobei der Behälter 12 mindestens eine Reinigungsflüssigkeit CL umfasst. Der Behälter 12 ist geeignet, um in Fluidkommunikation mit einem Lufteinlass 126 eines Flüssigkeitsreservoirs 120 angeordnet zu sein, so dass Umgebungsluft durch die Reinigungsflüssigkeit CL in dem Behälter 12 hindurch gegeben wird, bevor sie in das Flüssigkeitsreservoir 120 eintritt.
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Der Behälter 12 umfasst zweckmäßigerweise eine obere Wand 20, eine untere Wand 22 und zwei Seitenwände 24', 24". Die Röhre 14 kann über einen Einlassstutzen 30 des Behälters 12 in den Behälter 12 eingefügt werden. Der Einlassstutzen 30 kann in der oberen Wand 20 des Behälters 12 angeordnet sein. Die gefilterte Luft ist zweckmäßigerweise geeignet, um den Behälter 12 über einen Auslassstutzen 32 zu verlassen, der in der oberen Wand 20 des Behälters 12 angeordnet ist. Der Auslassstutzen 32 kann geeignet sein, um mit einer Lüftungsleitung/ einer Röhre/ einem Rohr 16 verbunden zu sein, die bzw. das mit dem Lufteinlass 126 des Flüssigkeitsreservoirs 120 verbunden ist. Der Behälter 12 kann zwei oder mehrere verschiedene Reinigungsflüssigkeiten CL umfassen. Die verschiedenen Reinigungsflüssigkeiten CL sind zweckmäßigerweise unvermischbar, so dass sie in dem Behälter 12 getrennte Schichten bilden. Der Behälter 12 ist zweckmäßigerweise mit der Reinigungsflüssigkeit CL bis zu einem gewissen vorbestimmten Pegel befüllt. Zweckmäßigerweise ist immer ein Teilabschnitt des Behälters 12 verfügbar, um die gefilterte Luft aufzunehmen. Der Teilabschnitt für die gefilterte Luft liegt über der Reinigungsflüssigkeit CL, d.h. zwischen der Oberfläche der Reinigungsflüssigkeit CL und der oberen Wand 20 des Behälters 12. Der Auslassstutzen 32 und eine eventuelle Leitung/ eine Röhre/ ein Rohr 16, die bzw. das mit dem Flüssigkeitsreservoir 120 verbunden ist, ist zweckmäßigerweise weit über der Oberfläche der Reinigungsflüssigkeit CL in dem Behälter 12 angeordnet. Somit wird sichergestellt, dass dem Reservoir nur gefilterte Luft zugeführt wird.
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Die Röhre 14 erstreckt sich zweckmäßigerweise von der oberen Wand 20 des Behälters 12 in Richtung auf die untere Wand 22. Die Röhre 14 kann sich somit im Wesentlichen parallel zu den Seitenwänden 24', 24" des Behälters 12 erstrecken. Die Röhre 14 umfasst zweckmäßigerweise einen Röhreneinlass 42 und einen Röhrenauslass 44. Der Röhreneinlass 42 steht in Fluidkommunikation mit der Umgebungsluft, und der Röhrenauslass 44 ist im Innern des Behälters 12 in der Reinigungsflüssigkeit CL angeordnet. Der Röhrenauslass 44 ist zweckmäßigerweise weit unter der Oberfläche der Reinigungsflüssigkeit CL angeordnet. Der Röhrenauslass 44 kann neben der unteren Wand 22 des Behälters 12 angeordnet sein. Die Röhre 14 kann beispielsweise ein Gummischlauch, ein Rohr oder dergleichen sein.
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Die Reinigungsflüssigkeit CL ist zweckmäßigerweise durchsichtig. Somit kann man sehen, wann die Reinigungsflüssigkeit CL so verunreinigt ist, dass sie durch neue Reinigungsflüssigkeit CL zu ersetzen ist. Die Reinigungsflüssigkeit kann Wasser, Harnstoff, Glykol oder eine beliebige andere Flüssigkeit sein. Der Behälter 12 kann derart konfiguriert sein, dass die Reinigungsflüssigkeit CL im Innern des Behälters 12 von außerhalb des Behälters 12 zu sehen ist. Der Behälter 12 kann somit durchsichtig sein, oder der Behälter 12 kann ein durchsichtiges Fenster umfassen.
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Die Filteranordnung 10 kann ferner Mittel (nicht gezeigt) umfassen, um die Umgebungsluft in der Reinigungsflüssigkeit CL während einer vorbestimmten Zeit festzuhalten. Somit kann die Filteranordnung 10 Mittel umfassen, um sicherzustellen, dass die Blasen, die durch die Umgebungsluft erzeugt werden, einen längeren vorbestimmten Weg durch die Reinigungsflüssigkeit CL hindurch zurücklegen. Die Mittel, um die Umgebungsluft während einer vorbestimmten Zeit in der Reinigungsflüssigkeit festzuhalten, können Ablenkbleche, Drosselklappen oder Wände sein, welche die Blasen in eine gewisse Richtung leiten.
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Die Filteranordnung 10 kann auch Mittel (nicht gezeigt) umfassen, um die Größe der erzeugten Blasen in der Reinigungsflüssigkeit CL zu reduzieren. Somit wird eine größere Menge von kleinen Blasen durch die Reinigungsflüssigkeit CL hindurch gegeben, und dadurch vergrößert sich die Gesamtfläche zwischen der Luft und der Reinigungsflüssigkeit CL. Das Filtern der verunreinigten Umgebungsluft wird dadurch verbessert. Die Mittel zum Reduzieren der Größe der erzeugten Blasen in der Reinigungsflüssigkeit CL können ein Gitter, das über dem Röhrenauslass 44 angeordnet ist, eine Trennwand mit einer Mehrzahl von Öffnungen oder dergleichen sein.
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4 bildet schematisch eine Filteranordnung 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ab. Die Filteranordnung 10 kann konfiguriert sein, wie in 3 offenbart. Bei dieser Ausführungsform umfasst die Filteranordnung 10 ferner eine Ablenkvorrichtung 50, die im Innern des Behälters 12 angeordnet ist, um sicherzustellen, dass der Röhrenauslass 44 in die Reinigungsflüssigkeit CL eingetaucht ist, wenn der Behälter 12 gekippt wird. Die Ablenkvorrichtung 50 ist somit geeignet, um sicherzustellen, dass der Röhrenauslass 44 unter der Oberfläche der Reinigungsflüssigkeit CL liegt, auch wenn der Behälter 12 gekippt oder bewegt wird. Somit wird sichergestellt, dass die verunreinigte Umgebungsluft immer durch die Reinigungsflüssigkeit CL hindurch gegangen ist, wodurch ein zuverlässiges und richtiges Filtern sichergestellt wird.
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Die Ablenkvorrichtung 50 kann einen Zylinder umfassen, der die Röhre 14 im Innern des Behälters 12 umgibt, wobei der Zylinder 50 mindestens eine Öffnung 52 in seiner Hüllenoberfläche aufweist. Der Zylinder 50 kann eine Mehrzahl von Öffnungen 52 umfassen, die über die Hüllenoberfläche verteilt sind, wie in der Figur gezeigt. Der Zylinder 50 kann somit perforiert sein. Dadurch wird sichergestellt, dass die Reinigungsflüssigkeit CL in den Zylinder 50 eintreten kann, und somit dass der Röhrenauslass 44 von Reinigungsflüssigkeit CL umgeben ist. Der Zylinder 50 kann sich im Wesentlichen ganz von der oberen Wand 20 des Behälters 12 bis zur unteren Wand 22 erstrecken. Die mindestens eine Öffnung 52 in der Hüllenoberfläche ist zweckmäßigerweise derart positioniert, dass ein minimaler Pegel von Reinigungsflüssigkeit CL im Innern des Zylinders 12 über dem Röhrenauslass 44 liegt. Der Zylinder 50 kann Kunststoff oder Stahl umfassen.
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5 bildet schematisch eine Filteranordnung 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ab. Die Filteranordnung kann konfiguriert sein, wie in 3 und 4 offenbart. Bei dieser Ausführungsform weist der Röhrenauslass 44 einen kleineren Durchmesser als der Rest der Röhre 14 auf. Die Röhre 14 weist somit ein spitz zulaufendes Ende 46 im Innern des Behälters 12 auf. Somit werden kleinere Blasen erzeugt, und die Luftströmung durch den Röhrenauslass 44 nimmt zu. Die Röhre 14 kann eine Düse umfassen, die am Ende im Innern des Behälters 12 angeordnet ist, wobei der Röhrenauslass 44 der Auslass der Düse ist. Mit kleineren Blasen nimmt der Flächeninhalt zwischen der Luft und der Reinigungsflüssigkeit CL zu, und das Filtern der verunreinigten Umgebungsluft verbessert sich.
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6 bildet schematisch eine Filteranordnung 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ab. Die Filteranordnung 10 kann konfiguriert sein, wie in 3, 4 und 5 offenbart. Bei dieser Ausführungsform umfasst die Filteranordnung 10 eine Ventilvorrichtung 60, die in Fluidkommunikation mit der Umgebungsluft und dem Innern des Behälters 12 angeordnet ist. Die Ventilvorrichtung 60 ist zweckmäßigerweise konfiguriert, um sich in einer offenen Position zu befinden, wenn sich der Druck in dem Behälter 12 unter einen vorbestimmten Schwellenwert verringert hat. Die Ventilvorrichtung 60 ist somit zweckmäßigerweise konfiguriert, um sich in einer geschlossenen Position zu befinden, wenn der Druck in dem Behälter 12 über dem vorbestimmten Schwellenwert liegt. In der offenen Position kann Umgebungsluft über die Ventilvorrichtung 60 in den Behälter 12 eintreten. In der geschlossenen Position kann keine Umgebungsluft in den Behälter 12 eintreten. Die Ventilvorrichtung 60 ist eine Sicherheitsvorrichtung, die sicherstellt, dass im Innern des Behälters 12 immer Luft für das Flüssigkeitsreservoir 120 verfügbar ist. Die Ventilvorrichtung 60 kann ein pneumatisches Rückschlagventil, wie etwa ein Kugelventil oder dergleichen, sein. Die Ventilvorrichtung 60 ist zweckmäßigerweise derart konfiguriert, dass sie automatisch in die geschlossene Position zurückkehrt, wenn der Druck in dem Behälter 12 über den vorbestimmten Schwellenwert angestiegen ist.
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Die Ventilvorrichtung 60 kann ferner konfiguriert sein, um sich in einer offenen Position zu befinden, wenn der Druck in dem Behälter 12 über einem maximalen Schwellenwert liegt. Somit kann die Ventilvorrichtung 60 konfiguriert sein, um sich in einer offenen Position zu befinden, wenn es einen gewissen Überdruck in dem Behälter 12 gibt. Wenn das Flüssigkeitsreservoir 120 mit einer neuen Flüssigkeit L befüllt wird, wird die Luft im Innern des Reservoirs 120 somit über die Ventilvorrichtung 60 in dem Behälter 12 abgelassen. Alternativ umfasst die Filteranordnung 10 eine getrennte Überdruckventilvorrichtung, die konfiguriert ist, um sich in einer offenen Position zu befinden, wenn der Druck in dem Behälter 12 über einem maximalen Schwellenwert liegt, wie hier beschrieben.
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7 bildet schematisch eine Filteranordnung 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ab. Die Filteranordnung 10 kann konfiguriert sein, wie in 3, 4, 5 und 6 offenbart. Bei dieser Ausführungsform umfasst die Filteranordnung 10 mehr als einen Auslass 44, um die Luft in verschiedenen Richtungen in die Reinigungsflüssigkeit CL zu verteilen. Die Röhre 14 kann einen Verteilungsteilabschnitt 70 an dem Ende umfassen, das im Innern des Behälters 12 positioniert ist. Der Verteilungsteilabschnitt 70 kann sich im Wesentlichen waagerecht erstrecken. Der Verteilungsteilabschnitt 70 ist zweckmäßigerweise eine Leitung mit zwei Auslässen 44, und zwar einem an jedem Ende der Leitung. Alternativ umfasst der Verteilungsteilabschnitt 70 zwei Leitungen, die als Kreuz oder Pluszeichen angeordnet sind, wodurch sie vier Auslässe 44 aufweisen, die in verschiedene Richtungen gerichtet sind. Der Verteilungsteilabschnitt 70 kann am Rest der Röhre 14 drehbar angeordnet sein. Der Verteilungsteilabschnitt 70 kann eine strömungsgünstige Form aufweisen, wie etwa einen elliptischen Querschnitt, um den Widerstand beim Drehen in der Reinigungsflüssigkeit CL zu reduzieren. Durch das Drehen des Verteilungsteilabschnitts 70 verteilen sich die Blasen und somit die Verunreinigungen besser in der Reinigungsflüssigkeit CL.
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Die vorstehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird zur Erläuterung und Beschreibung bereitgestellt. Sie ist nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder um die Erfindung auf die beschriebenen Varianten einzuschränken. Zahlreiche Änderungen und Variationen werden natürlich für den Fachmann ersichtlich sein. Die Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um die Grundsätze der Erfindung und ihre praktischen Anwendungen möglichst gut zu erklären, und um es dadurch Fachleuten zu ermöglichen, die Erfindung für diverse Ausführungsformen und mit den diversen Änderungen, die für die beabsichtigte Verwendung angemessen sind, zu verstehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2015135956 A1 [0004]
- US 5912368 A [0004]
