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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz von Gebäudefassaden und/oder Gebäudeöffnungen.
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Im Zuge des Klimawandels ist immer häufiger mit Unwettererscheingungen wie Starkregen, Wirbelstürmen und/oder Überschwemmungen zu rechnen. Treten derartige Phänomene auf, so sind immer gefährliche Begleiterscheinungen, wie bspw. Windgetragene, projektilartige Objekte oder gar die Explosionen von Gefahrgütern möglich.
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Um Innenräume von Gebäuden, und damit auch die darin befindlichen Menschen, vor derartigen Einflüssen und Begleiterscheinungen zu schützen, sind aus dem Stand der Technik beispielsweise die folgenden Lösungen bekannt.
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Gegenstand in
US 2007/0227084 A1 ist ein Gebäudefenster- und/oder Gebäudetürladen zum Schutz gegen Wind und windgetragene Fremdkörper. Dieser Schutz besteht aus einer nicht starren Platte aus beschichtetem wasserdichtem Polyester, einer starren Polycarbonatplatte und einer zweiten Platte aus nicht starrem Material aus einem hochzugfestem Polyesterfasernetz, die alle in Schichten montiert und durch starre Schienen mit einer an das Fenster und die Türen angrenzenden Gebäudestruktur verbunden sind. Wenn die Fensterläden nicht in Gebrauch sind, können die nicht starren Platten aufgerollt oder zusammengefaltet und gelagert werden.
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US 6,209,263 B1 beschreibt ein Hurrikan-Fensterladensystem zur schnellen und einfachen Installation von Hurrikan-Fensterläden ohne die Verwendung einer Leiter. Das Hurrikan-Rollladensystem umfasst eine obere Montagehülse, die an ein Gebäude geschraubt werden kann, Montagebügel zur Verbindung mit der oberen Montagehülse und eine Abdeckplattenbaugruppe, die in die Montagehülse eingesetzt und mit der Montagehalterung verschraubt werden kann, wobei die Abdeckplattenbaugruppe mit dem Gebäude verbunden wird, um ein Fenster des Gebäudes abzudecken.
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US 2006/0070305 A1 beschreibt pneumatische Hurrikan-Verschlüsse für Gebäudefensteröffnungen. Diese Verschlüsse sind dazu bestimmt, ein Fenster oder eine Tür in einem Gebäude oder einer anderen Struktur vorübergehend abzudecken. Die Fensterläden haben einen leichten, starren Rahmen, der die Öffnungen umgibt und auf am Gebäude angebrachten Befestigungselementen montiert wird. Längliche pneumatische Schläuche sind mit Rahmenschienen verbunden und überspannen den Raum zwischen den Schienen, um die Öffnung zu schützen. Die Rahmen können an Ort und Stelle verriegelt werden, um ein unbeabsichtigtes Entfernen zu verhindern, sobald sie einmal an ihrem Platz sind. Die Rahmen und die entleerten Schläuche können bis zum Herannahen eines Sturms gelagert werden. Zu diesem Zeitpunkt können die Rahmen am Gebäude befestigt und die Schläuche aufgeblasen werden, um die Öffnungen zu schützen.
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US 6,779,582 B2 beschreibt ein Hurrikan-Fensterladensystem mit Ziehharmonika-Faltfensterläden basierend auf der mathematischen Beziehung zwischen der entfalteten Länge des Fensterladens, der gestapelten oder gefalteten Länge des Fensterladens und der Größe einer Öffnung in einem Bauwerk. Die Beziehung führt zu einem Verschlusssystem, das unterschiedlich große Öffnungen mit der geringsten Anzahl von Verschlussbaugruppen und ohne überflüssige Baugruppen aufweist.
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Die Systeme im Stand der Technik sind nur schwer zu konfektionieren und erfordern ein hohes Maß an Planung und Fertigungsaufwand. Trotz dessen sind keine beliebigen Geometrien formbar. So sind bspw. große und flächige Glasfassaden durch übliche Systeme nicht herstellbar. Häufig kommen sperrige Aufnahmeeinrichtungen zur Befestigung der Schutzeinrichtungen in Frage, welche den Montageaufwand zusätzlich erhöhen und ein Hindernis bilden, um beschädigte Schutzeinrichtungen zu reparieren bzw. auszutauschen. Des Weiteren weisen die vorhandenen Schutzsysteme nur eine geringe Lichtdurchlässigkeit auf, was im Falle eines Stromausfalls während eines Sturms äußerst nachteilig ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine individuelle Unwetterschutzeinrichtung bereitzustellen.
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Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs sowie durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausführungen sind Gegenstand der jeweils rückbezogenen Unteransprüche.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz von Gebäudefassaden und/oder Gebäudeöffnungen vor Unwettereinflüssen und/oder Explosionen, wobei um eine flächige Abdeckung mit umlaufenden Schmalflächen ein als Profil umlaufendes und segmentiertes Rahmenelement ausgebildet ist. Im Sinne der Erfindung ist ein Rahmenelement dabei aus mindestens zwei Teilelemente ausgebildet. Erfindungsgemäß ist das Rahmenelement bzw. sind die Teilelemente, welche das Rahmenelement formen, mindestens teilweise aus Nachgiebigkeitsmaterial gefertigt. Erfindungsgemäß ist das Rahmenelement bzw. dessen Teilelemente an Schmalflächen der flächigen Abdeckung umlaufend um die flächige Abdeckung angeordnet und die Anordnung erfolgt um die plattenförmige Abdeckung entlang der Schmalflächen.
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Im Sinne der Erfindung sind die einzelnen Teilelemente gegenseitig durch verschiedenste Befestigungsmittel gegeneinander und/oder aneinander fixiert Das Rahmenelement umhüllt somit mit seinen Teilelementen die flächige Abdeckung entlang der Schmalflächen. Zur Formung des Rahmenelementes sind die einzelnen Teilelemente zur gegenseitigen Befestigung durch verschiedenste Befestigungsmittel, gegeneinander und/oder aneinander, ausgebildet. Erfindungsgemäß weist mindestens eines der Teilelemente und/oder die flächige Abdeckung Einrichtungen zur Befestigung auf oder an einer weiteren Fläche auf. Im Sinne der Erfindung ist die Vorrichtung aus Rahmenelement und flächiger Abdeckung dadurch zur Montage vor Gebäudefassaden und/oder Gebäudeöffnungen ausgebildet.
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Als Unwettereinflüsse werden im Folgenden und im Wesentlichen Wetterereignisse verstanden, welche in der Lage sind, mittelbar und unmittelbar Schäden an ihrer Umgebung zu verursachen. Dies umfasst, ohne darauf zu beschränken, Wirbelstürme, Hagelstürme und Starkregenereignisse. Des Weiteren sind auch die Objekte, welche durch ebendiese Stürme getragen werden mit umfasst. Zusätzlich werden auch Flut oder Hochwasserereignisse zu den Unwettereinflüssen gezählt.
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Eine flächige Abdeckung umfasst im Folgenden neben ebenen Flächen auch gekrümmte Flächen, welche die Oberflächen von Volumenkörpern oder Segmente der Oberfläche von Volumenkörpern bilden. Volumenkörper sind hierbei bspw. - ohne darauf beschränkt zu sein - Kugeln, Zylinder, Kegel, Polyeder sowie Kombinationen daraus.
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Das erfindungsgemäße Nachgiebigkeitsmaterial ist im Verhältnis zum Material der flächigen Abdeckung um mindestens 20% nachgiebiger, vorzugsweise um mindestens 40%, noch weiter bevorzugt um mindestens 60% und höchst bevorzugt um mindestens 80% nachgiebiger als das Material der flächigen Abdeckung. Die Nachgiebigkeit wird dabei als Maß der Zusammendrückung verstanden, die ein Materialwürfel mit einer Kantenlänge von 1cm bei planer Auflage erfährt, wenn er von einem Fallgewicht mit 1 kg und in Bezug auf die Würfeloberfläche paralleler Berührungsfläche aus einer Fallhöhe von 10cm beaufschlagt wird.
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Um diese flächigen Abdeckungen ist das Rahmenelement angeordnet, mindestens ein Rahmenelement und mindestens eine flächige Abdeckung bilden ein Schutzelement.
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In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird mindestens ein Teilelement des als Profil umlaufenden Rahmenelements teilweise aus einem Nachgiebigkeitsmaterial und aus einem Verstärkungsmaterial gebildet. Somit können vorteilhaft die Steifigkeit und Festigkeit die Rahmenelemente der jeweiligen Umgebung angepasst werden, in denen der Unwetterschutz zu Anwendung kommt. So wird, beispielsweise ohne darauf zu beschränken, in Gegenden mit häufigen Starkregenereignissen ein hohes Maß an Nachgiebigkeitsmaterial in Verwendung gebracht, um eine möglichst flächige Verbindung von Rahmenelementen und der Gebäudefassade zu erzielen, an welcher das Schutzelement anzubringen ist.
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In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird die plattenförmige oder flächige Abdeckung aus einem Material gebildet, welches eine höhere Härte als der expandierten Kunststoff aufweist.
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Dabei ist zur Beurteilung und zum Vergleich der Härten der flächigen Abdeckung und des Rahmenelementes bzw. seiner Teilelemente ein und dasselbe Verfahren zur Härtebestimmung für beide Vergleichsgegenstände anzuwenden.
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Dies ist vorteilhaft, da auf diesem Wege beispielsweise die kinetische Energie windgetragener Objekte, welche gegen diese Abdeckung stoßen nicht vollumfänglich als Deformationsarbeit an der flächigen Abdeckung verrichtet wird. Vielmehr wird ein Teil der Energie bei dem übertragenden Kraftstoß in die elastische Verformung des Rahmenelementes investiert. Somit können mit einem geringeren Materialaufwand höhere Fertigkeiten bei Stößen gegenüber einer vergleichbaren starren Ausführung realisiert werden.
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Derartige Platten sind beispielsweise, aber nicht ausschließlich, Verbundplatten aus Polykarbonaten und anderen Kunststoffen, Sandwichplatten oder Wabenverbundplatten.
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In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weist mindestens eine Fläche, welche der plattenförmigen Abdeckung abgewandt ist, Einrichtungen zur unmittelbaren gegenseitigen Halterung und/oder gegenseitigen Befestigung auf. Als abgewandt zählen hierbei Flächen, welche nicht durch die Schmalflächen der flaschenförmigen Abdeckung bedeckt sind.
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Beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, weist ein Abschnitt auf der Oberfläche eines Teilelementes des Rahmenelements die Nut einer Schwalbenschwanzführung auf, wobei ein anderes Teilelement die zugehörig passende Feder einer Schwalbenschwanzführung aufweist. Somit sind diese Elemente unmittelbar durch Ineinanderschieben miteinander Fixierbar ausgebildet. Dies ist vorteilhaft, da auf diese Weise um eine flächige Abdeckung verschiedene Teilelemente mit unterschiedlicher Nut/Feder Anordnung angebracht werden können und somit ein Verbund mehrerer Schutzelemente gefertigt werden kann.
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In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weist mindestens eine Fläche, welche der plattenförmigen Abdeckung abgewandt ist, Einrichtungen zur mittelbaren gegenseitigen Halterung und/oder Befestigung auf. Beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, weist ein Abschnitt auf der Oberfläche aller Teilelementes des Rahmenelements die Nut einer Schwalbenschwanzführung auf. Dabei ist die Nut fluchtend ausgebildet, sodass beim Verbinden der Teilelemente zum Rahmenelement eine durchgängige Nut der Schwalbenschwanzführung ausgebildet ist. In diese Nut kann nun ein separates Federelement eingebracht werden, welches als zwei gespiegelte Querschnitte der Feder einer Schwalbenschwanzführung entspricht. Dieses Federelement ist somit eine Einrichtung zur mittelbaren Befestigung von Teilelementen. Dies ist vorteilhaft, da somit der Fertigungsaufwand und der Montageaufwand verringert wird. So können einzelne Schutzelemente durch die Verwendung der Federelemente zu einem größeren Schutzelement kombiniert werden.
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In Ausführungsformen der Erfindung weist die Vorrichtung Elemente zur mittelbaren und/oder unmittelbaren Verbindung von Rahmenelementen auf. Somit können vorteilhaft Sollbruchstellen in die Rahmenelemente der Schutzelemente eingebracht werden, um weitere Möglichkeiten zur Energieabsorption der Schutzelemente zu realisieren. Dies ist beispielsweise durch eineparallele Anordnung einzelner Schutzelemente notwendig, die ebenfalls zur Kombination größerer Schutzelementen gereichen. Vorteilhaft kann auf diese Weise individuell auf die Schutzbedürftigkeit der jeweiligen Gebäudeabschnitte reagiert und die jeweiligen Schutzelemente angepasst werden.
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In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weist mindestens ein Abschnitt des als Profil umlaufenden Rahmenelements ein Dichtelement auf, welches zur wasserdichten Dichtung zwischen mindestens zwei Rahmenelementen ausgebildet ist. Auf diese Weise lassen sich wasserdichte Schutzelemente fertigen, welche aus mindestens zwei Einzelschutzelementen gebildet werden. Dies ist vorteilhaft, da auf diese Weise Abflussrinnen für aufkommendes Regenwasser durch die Verkettung mehrerer Rahmenelemente bzw. deren Teilelemente ausgebildet werden kann. Dies wirkt sich wiederum positiv auf die Vielfalt in den Anwendungsbereichen und die abzuwehrenden Unwetterereignisse aus.
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In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weist mindestens ein Abschnitt des als Profil umlaufenden Rahmenelements ein Dichtelement auf, welches zur wasserdichten Dichtung zwischen mindestens einem Rahmenelement und einer Gebäudewand ausgebildet ist.
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Beispielsweise, aber nicht darauf beschränkt, ist dieses Dichtelement aus einem Nachgiebigkeitsmaterial, welches im Querschnitt als Feder einer Schwalbenschwanzführung ausgeführt ist. Diese Ausführung wird in die Nut der Rahmenelemente eingebracht und ist so formschlüssig mit dem Schutzelement verbunden. Durch die Befestigungsmittel zwischen Gebäudewand und Rahmenelement wird das aus dem Rahmenelement hervorstehende Nachgiebigkeitsmaterial gegen die Gebäudewand gedrückt. Durch den aufgewendeten Druck schmiegt sich das Nachgiebigkeitsmaterial an die Gebäudewand an
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In Ausführungsformen der Erfindung ist der Kunststoff des Rahmenelementes bzw. der Teilelemente ausgewählt wobei der Kunststoff bevorzugt ausgewählt ist aus Polystyrol, Polyethylen, Polyurethan und/oder Polypropylen und oder aus Gemischen daraus.
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In Ausführungsformen der Erfindung ist das Verbundmaterial des Rahmenelementes bzw. der Teilelemente ausgewählt aus Gemischen verschiedener Materialien. Beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, sei eine Kombination aus Naturfasern mit einem geeignet hohen Anteil einer Kautschukmischung zum Erreichen der gewünschten Nachgiebigkeit ebenso denkbar wie ein metallischer Rahmen, auf welchen mittels eines Klebstoffes das Nachgiebigkeitsmaterial aufgebracht wird um die erfindungsgemäße Nachgiebigkeit zu erreichen.
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In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist die flächige Abdeckung ausgewählt aus Sandwichplatten, Hohlkammerplatten, Metallschaumplatten und/oder Wabenverbundplatten wobei die bevorzugten Materialien der flächigen Abdeckung ausgewählt sind aus Verbundwerkstoffen, Glasfaser, Carbonfaser, Naturfaser, Aluminiumschaum, faserverstärktem Kunststoff und/oder Gemischen daraus.
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In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist das gewählte Material der flächigen Abdeckung lichtdurchlässig. Dies ist vorteilhaft, da so selbst bei einem unwetterbedingten Stromausfall zumindest tagsüber ein Mindestmaß an Innenraumbeleuchtung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Schutzwirkung gegen Unwettereinflüsse gewährleistet ist.
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In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird die Vorrichtung zum Schutz von Gebäudefassaden und/oder Gebäudeöffnungen, insbesondere Fenstern und/oder Türen, vor Unwettereinflüssen und/oder Explosionen, insbesondere vor Sturm, vor sturmgetragenen Objekten und/oder vor Hochwasser sowie dessen Treibgut verwendet. Zusätzlich wird die Vorrichtung als Schutz von Gebäudefassaden und/oder Gebäudeöffnungen, insbesondere von Fenstern und/oder Türen, vor Explosionsdruckwellen verwendet.
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Zur Realisierung der Erfindung ist es auch zweckmäßig, die vorbeschriebenen Ausführungsformen und Merkmale der Ansprüche zu kombinieren.
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele und zugehöriger Figuren eingehender erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele sollen dabei die Erfindung beschreiben ohne diese zu beschränken.
- 1 zeigt dabei schemenhaft ein Prinzip verschiedener Ansichten eines vollständig zusammengesetzten Schutzelements. Durch 90° Eckelemente und Linearelemente wird die flächige Abdeckung umschlossen. Die flächige Abdeckung ist hierbei schraffiert dargestellt. Die Schenkelseiten des Eckelementes (105) sind in diesem Beispiel in Richtung der Gesamthöhe des Schutzelemente (103) und in Richtung der Breite des Schutzelementes (101) identisch.
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Dabei ist zu beachten, dass durch Zuschnitt der jeweiligen Längen der Teilelemente (104) jede beliebige Kantenlänge umhüllt werden kann.
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In einem Ausführungsbeispiel wird ein Schutzelement für eine Fassadenöffnung einer Breite von 1 m und einer Höhe von 1,2 m wie folgt ausgestaltet. Eine eben-flächige und rechteckige Abdeckung nach der Art eines Sandwich-Panels aus glasfaserverstärktem Polypropylen mit den Maßen 1090 mm Breite, 1446 mm Höhe und 25 mm Dicke, wird von einem Rahmen bestehend aus 14 Teilelementen umlaufend umschlossen. Jedes Teilelement ist dabei aus expandiertem Polypropylen gefertigt. Neben den 4 Teilelementen, welche die 90°-Ecken des Rechtecks einhüllen werden 10 Teilelemente in linearer Ausführung verwendet. Dabei weist je ein Element der 4 Eckelemente eine Schenkellänge von 230 mm und je ein Element der 6 Linearelemente eine Fertigungslänge von 450 mm auf. Des Weiteren sind je 2 der Linearelemente zum Erreichen der korrekten Höhe auf ein Längenmaß von 332 mm zugeschnitten und je zwei weitere der Linearelemente sind zum Erreichen der korrekten Breite auf ein Längenmaß von 426 mm zugeschnitten.
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Das Schutzelement weist im zusammengesetzten Zustand eine Gesamtbreite von 1336 mm und eine Gesamthöhe von 1692 mm auf. Die Maximaldicke des Schutzelementes beträgt 120 mm. In die Seitenwände der Teilelemente sind jeweils Vertiefungen eingelassen, welchedie Nut eines Schwalbenschwanzprofils realisieren. Im zusammengesetzten Zustand wird so entlang der Längen und Breiten des Schutzelementes die Möglichkeit zur Gebäudebefestigung durch ein entsprechendes Gegenstück-ausgebildet als Feder eines Schwalbenschwanzprofils - gegeben. Die Verbindung der Teilelemente untereinander wird durch Stifte realisiert, welche in Bohrungen eingesetzt sind, welche im Querschnitt der Profile ersichtlich sind.
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Bezugszeichenliste
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- 101
- Gesamtbreite eines Schutzelements
- 102
- Gesamtdicke eines Schutzelements
- 103
- Gesamthöhe eines Schutzelements
- 104
- Länge eines Teilelements
- 105
- Schenkellänge eines 90°-Eckelements
- 106
- Breite eines Teilelements
- 107
- Vertiefung als Nut für Befestigungsmittel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2007/0227084 A1 [0004]
- US 6209263 B1 [0005]
- US 2006/0070305 A1 [0006]
- US 6779582 B2 [0007]
