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Verwandte Anmeldung
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Diese Anmeldung betrifft und beansprucht Prioritätsvorteile der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/363 493 mit dem Titel „Filteranordnung”, welche am 12. Juli 2010 eingereicht wurde, und der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/380 479 mit dem Titel „Filteranordnung”, welche am 7. September 2010 eingereicht wurde und welche beide hier durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen werden.
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Gebiet der Ausführungsformen der Erfindung
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen allgemein eine Filteranordnung, und insbesondere eine Rückschlagventil-Filteranordnung.
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Hintergrund
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Verschiedene Fahrzeuge enthalten ein Antiblockier-Bremssystem (ABS)/Antischlupfregelung/Fahrzeugstabilitäts-Steuermodul, oder eine ABS/Hydrauliksteuereinheit (HCU). Die meisten, wenn nicht alle, der ABS/HCUs haben mehrfache Isolationspatronen, welche funktionsmäßig mit den Rädern verbunden sind. Zum Beispiel weist ein Standardautomobil vier Isolationspatronen auf, wobei jede der Isolationspatronen (isolation cartridge) mit einem jeweiligen Rad funktionsmäßig verbunden ist.
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Jede Isolationspatrone ermöglicht, dass Bremsflüssigkeit während des normalen Fahrzeugbetriebs von einem Hauptzylinder zu den Bremsen strömt. Während des normalen Betriebs ist die Patrone offen, während eines ABS-Ereignisses schließt sich die Patrone jedoch, um den Hauptzylinder von den Bremsen zu isolieren. Das Schließen der Patrone verhindert, dass das Rad blockiert.
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1 zeigt eine axiale Querschnittsansicht einer Steuerfilteranordnung 10. Die Anordnung 10 ist typischerweise in einer Isolationspatrone enthalten. Während des Betriebs strömt Bremsflüssigkeit zuerst durch einen Einlassfilter 12. Der Einlassfilter 12 ist ausgelegt zu verhindern, dass Verunreinigungen eine kritische Öffnung verstopfen und die Oberfläche der Anordnung abdichten. Die Flüssigkeit strömt dann durch eine zentrale Öffnung 14 der Anordnung 10. Gleichzeitig drängt das Einlassfluid auch eine Steuerkugel 16 gegen eine abgewinkelte Dichtungsfläche 18, welche einen Teil einer Bohrung 19 begrenzt.
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Im allgemeinen muss die Dichtungsfläche 18 robust genug sein, dass sie verhindert, dass jegliches Bremsfluid an der Steuerkugel 16 vorbei ausläuft, wenn der Fluiddruck die Steuerkugel gegen die Dichtungsfläche 18 drückt.
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Wie in 1 dargestellt, ist ein Stößel in einer Stößelbohrung 20 positioniert. Der Stößel ist im allgemeinen ein zylindrischer Kunststoffstab, welcher über der zentralen Öffnung 14 schließt. Wenn der Stößel schließt, ist der Bremsflüssigkeitsdruck hoch. Die Einlassseite der Anordnung kann Drücken um 350 Bar (5075 psi) widerstehen müssen, wenn der Stößel sich in der geschlossenen Position befindet. Der Druck drängt die Steuerkugel 16 gegen die abgewinkelte Dichtungsfläche 18.
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Es wurde jedoch herausgefunden, dass die Herstellung einer Anordnung mit einer akzeptablen Dichtungsfläche an allen Teilen schwierig ist. Das Dichtungsmaterial besteht typischerweise aus einem Material, welches in der Lage ist, dem Bremsflüssigkeitsdruck zu widerstehen, welcher an die Innenwände der Anordnung angelegt wird. Wenn ein Teil jedoch geformt wird, ist es schwierig zu steuern, wie die Kohle- oder Glasfasern des Materials sich ausrichten. Deshalb können die Fasern sich möglicherweise so ausrichten, dass sie einen Leckpfad an bestimmten Teilen erzeugen, während sie an anderen Teilen keinen Leckpfad verursachen.
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Zusammenfassung der Ausführungsformen der Erfindung
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Gewisse Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung liefern eine Rückschlagventil-Filteranordnung, welche ausgelegt ist, in einer Isolationspatrone eines ABS-Systems verwendet zu werden. Die Anordnung weist einen Hauptkörper und einen separaten und unterschiedlichen Bohrungseinsatz auf.
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Der Hauptkörper ist aus einem ersten Material gebildet und enthält eine innere Rückschlagventilbohrung. Der Bohrungseinsatz ist aus einem zweiten Material gebildet, welches sich von dem ersten Material unterscheidet. Der Bohrungseinsatz ist über einer Fläche der inneren Rückschlagventilbohrung befestigt. Der Bohrungseinsatz ist so ausgelegt, dass er mit einer Steuerkugel dichtend in Eingriff gelangt.
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Das erste Material kann ein erster Kunststoff sein, während das zweite Material ein zweiter Kunststoff sein kann.
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Der Bohrungseinsatz kann einen Einsatzkörper aufweisen, welcher der Oberfläche der inneren Rückschlagventilbohrung entspricht. Der Einsatzkörper begrenzt einen zentralen Kanal mit einer Öffnung, welche sich an einen abgeschrägten Zwischenteil anschließt, welcher sich an einen Abschnitt mit reduziertem Durchmesser anschließt.
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Der Bohrungseinsatz kann einen Einsatzkörper aufweisen, welcher einen zentralen Kanal begrenzt, welcher eine Öffnung aufweist, sich direkt an einen Abschnitt mit verringertem Durchmesser anschließt.
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Gewisse Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung liefern ein Verfahren zum Bilden einer Rückschlagventil-Filteranordnung einer Isolationspatrone eines Antiblockier-Bremssystems. Das Verfahren weist das Einspritzen eines ersten Materials in eine erste Form auf, Bilden eines Bohrungseinsatzes durch das Einspritzen eines ersten Materials in eine erste Form. Der Bohrungseinsatz wird dann aus der ersten Form entfernt und in einer zweiten Form für einen Hauptkörper platziert. Ein Filtersieb wird an einem geeigneten Ort in der zweiten Form platziert. Ein zweites Material wird dann in die zweite Form eingeführt, wobei der Bohrungseinsatz und das Filtersieb darin eingebettet sind.
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Gewisse Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung liefern auch ein Verfahren zum Bilden einer Steuerfilteranordnung einer Isolationspatrone eines Antiblockier-Bremssystems Das Verfahren weist das Einspritzen eines ersten Materials in eine erste Form auf, Bilden eines Hauptkörpers durch das Einspritzen eines ersten Materials in eine erste Form, Entfernen des Hauptkörpers aus der ersten Form, Positionieren eines maskierenden Elements über einer Gesamtheit des Hauptkörpers mit Ausnahme von mindestens einem Abschnitt einer inneren Bohrung des Hauptkörpers, Befestigen einer zweiten Form an dem mindestens einen Abschnitt der inneren Bohrung des Hauptkörpers, Einspritzen eines zweiten Materials in die zweite Form, und Bilden eines Bohrungseinsatzes durch das Einspritzen eines zweiten Materials in die zweite Form. Das Verfahren kann auch das Entfernen des maskierenden Elementes aus dem Hauptkörper einschließen und Entfernen der zweiten Form.
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Kurze Beschreibung einiger Ansichten der Zeichnungen
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1 zeigt eine axiale Querschnittsansicht einer Steuerfilteranordnung.
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2 zeigt eine isometrische Draufsicht auf eine Filteranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt eine Vorderansicht einer Filteranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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4 zeigt eine Draufsicht auf eine Filteranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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5 zeigt eine axiale Querschnittsansicht einer Filteranordnung längs der Linie 5-5 von 4 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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6 zeigt eine axiale Querschnittsansicht eines Bohrungseinsatzes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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7 zeigt eine Nahaufnahme einer Querschnittsansicht eines Bohrungseinsatzes, welcher in einer Filteranordnung befestigt ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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8 zeigte eine Nahaufnahme einer Querschnittsansicht eines Bohrungseinsatzes, welcher in einer Filteranordnung befestigt ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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9 zeigt ein Flussdiagramm eines Herstellungsverfahrens einer Filteranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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10 zeigt ein Flussdiagramm eines Herstellungsverfahrens einer Filteranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Bevor die Ausführungsformen der Erfindung detailliert erläutert werden, sollte es klar sein, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Konstruktionsdetails und die Anordnungen der Komponenten beschränkt ist, welche in der folgenden Beschreibung dargelegt oder in den Zeichnungen dargestellt sind. Die Erfindung ist zu anderen Ausführungsformen in der Lage und kann auf verschiedene Arten ausgeübt oder ausgeführt werden. Es sollte auch klar sein, dass die hier verwendete Ausdrucksweise und Terminologie zum Zweck der Beschreibung sind und nicht als beschränkend betrachtet werden sollten. Die Verwendung hier von „einschließend”, „aufweisend” und Variationen davon sollen bedeuten, dass die danach aufgeführten Gegenstände und Äquivalente davon sowie zusätzliche Gegenstände und Äquivalente davon umfasst werden sollen.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung
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2 und 3 zeigen isometrische Drauf- bzw. Vorderansichten einer Filteranordnung 30 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Filteranordnung 30 ist so ausgelegt, dass sie zum Beispiel ein Teil einer Isolationspatrone einer ABS/HCU ist. Die Filteranordnung 30 kann aus einem geformten Kunststoff gebildet sein.
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Die Filteranordnung 30 weist einen Hauptkörper 32 auf, welcher aus mit 20% Kohlenstoff-gefülltem Polyamid (PA) 6/6 gebildet sein kann. So wurde herausgefunden, dass dieses Material dem Hauptkörper 32 die Fähigkeit verleiht, hohen Fluiddrücken zu widerstehen.
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Der Hauptkörper 32 weist eine Basis 34 auf, welche eine zylindrische Wand 36 trägt mit einem oberen Rand 38, welcher eine mit einer Ausnehmung versehene Kammer 40 bildet.
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4 zeigt eine Draufsicht auf die Filteranordnung 30. Wie in 4 dargestellt, ist eine innere obere Wand 42 in der zylindrischen Wand 36 begrenzt unterhalb des Randes 38. Ein Stößel in einer Bohrung 44 (im folgenden Stößel 44) ist über einer zentralen Öffnung gebildet (nicht zu sehen), während eine Rückschlagventilbohrung 46 radial von der zentralen Öffnung entfernt angeordnet ist.
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5 zeigt eine axiale Querschnittsansicht der Filteranordnung 30 längs einer Linie 5-5 von 4 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 5 dargestellt, ist der Stößel 44 über einer zentralen Öffnung 50 positioniert.
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Zusätzlich ist ein Bohrungseinsatz 52 über einer Innenfläche 54 der Rückschlagventilbohrung 46 befestigt. Der Bohrungseinsatz 52 wird während des Formungsverfahrens des Hauptkörpers 32 eingefügt. So definiert der Bohrungseinsatz 52 eine Dichtungsfläche über der inneren Fläche 54. Das heißt, der Bohrungseinsatz 52 überlagert die Fasern der inneren Oberfläche 54 der Rückschlagventilbohrung 46.
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6 zeigt eine axiale Querschnittsansicht des Bohrungseinsatzes 52. Der Bohrungseinsatz 52 ist so gebildet, dass er über die Innenfläche 54 der Rückschlagventilbohrung 46 passt. Der Bohrungseinsatz 52 weist eine Basis 56 auf, welche integral in einer nach oben ragenden Wand 58 ausgebildet ist, welche wiederum integral mit einem zurückgesetzten Ansatz 60 ausgebildet ist, welcher wiederum integral mit einer Kappe 62 ausgebildet ist. Ein zentraler Kanal 64 ist durch den Bohrungseinsatz 52 hindurch gebildet. Eine breite Öffnung 66 ist an einem unteren Ende des Kanals 64 definiert. Die Öffnung 66 steht in Verbindung mit einem abgeschrägten Zwischenabschnitt 68, welcher den Kanal 64 zu einem oberen Abschnitt 70 hin mit reduziertem Durchmesser beschränkt. Wie in 6 dargestellt ist der Durchmesser der Öffnung 66 größer als der des Zwischenabschnitts 68. Ferner ist der Durchmesser des Zwischenabschnitts 68 größer als der des oberen Abschnitts 70. Auf diese Weise gelangt eine Steuerkugel, welche in der Öffnung 66 gehalten wird, nicht in den oberen Abschnitt 70 des Kanals 64.
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Im Gegensatz zum Hauptkörper 32 (in den 2–5 dargestellt) ist der Bohrungseinsatz 52 aus ungefülltem PA 6/6 hergestellt. Es wurde herausgefunden, dass ungefülltes PA 6/6 eine größere Dichtungsfähigkeit bietet als das zu 20% mit Kohlenstoff gefüllte PA 6/6, welches den Hauptkörper 32 bildet. Daher ist die durch den Bohrungseinsatz 52 definierte Dichtungsfläche besser in der Lage, Lecks zu verhindern als eine Anordnung ohne den Bohrungseinsatz 52, während der Hauptkörper 32 aus dem festeren mit 20% Kohlenstoff gefüllten PA 6/6 gebildet ist, welches in der Lage ist, hohen Fluiddrücken zu widerstehen.
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7 zeigt eine Nahansicht einer Querschnittsansicht des Bohrungseinsatzes 52, welcher in der Filteranordnung 30 befestigt ist. Wie dargestellt, drängt der Fluiddruck eine Steuerkugel 72 in den Sitz gegen den Zwischenabschnitt 68, welcher die Dichtungsfläche zwischen der Steuerkugel 72 und dem Bohrungseinsatz 52 bildet. Der Durchmesser der Steuerkugel 72 ist größer als der Durchmesser des oberen Abschnitts 70 des Kanals 64. So lagert der Fluiddruck die Steuerkugel 72 gegen den Zwischenabschnitt 68 des Bohrungseinsatzes 52, wodurch jegliche Lecks zwischen der äußeren Fläche der Steuerkugel 72 und dem Zwischenabschnitt 68 des Bohrungseinsatzes verhindert werden.
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8 zeigt eine Nahansicht einer Querschnittsansicht eines Bohrungseinsatzes 80, welcher in einer Filteranordnung 82 befestigt ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Bohrungseinsatz 80 ist ähnlich wie der Bohrungseinsatz 52, mit der Ausnahme, dass er so bemessen ist, dass er in die Bohrung 84 der Anordnung 82 passt. In ähnlicher Weise weist der Bohrungseinsatz 80 einen Kanal 86 auf mit einer breiten Öffnung 88. Ein hohler Bolzen 90 erstreckt sich von einem oberen Abschnitt 92 des Kanals 86 nach unten. Bei erhöhtem Fluiddruck wird eine Steuerkugel 94 in den Bolzen 90 gedrängt, ist aber nicht in der Lage durch ihn hindurch zu gelangen.
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9 zeigt ein Flussdiagramm eines Herstellungsverfahrens einer Filteranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei 100 wird der Hauptkörper der Anordnung aus zu 20% mit Kohlenstoff gefülltem PA 6/6 gebildet. Das zu 20% mit Kohlenstoff gefüllte PA 6/6 kann in eine erste Form eingespritzt werden. Wenn das eingespritzte Material abkühlt, wird die erste Form entfernt, um den Hauptkörper zu ergeben.
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Bei 102 wird eine Abschirmung oder ein anderes maskierendes Mittel über allen Teilen des Hauptkörpers positioniert mit Ausnahme des Bereichs, in welchem der Bohrungseinsatz angeordnet werden soll. Dann wird eine Überform oder zweite Form an dem nicht abgeschirmten Bereich bei 104 befestigt. Eine andere Einspritzeinheit kann dann das ungefüllte PA 6/6 in die Überform bei 106 einspritzen, wodurch der Bohrungseinsatz definiert wird. Nachdem das eingespritzte Material abgekühlt ist, werden die Abschirmung und die Überform bei 108 entfernt. Auf diese Weise kann eine Filteranordnung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gebildet werden.
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10 zeigt ein Flussdiagramm eines Herstellungsverfahrens einer Filteranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei 120 wird ungefülltes PA 6/6 in eine erste Form eingespritzt, um einen Bohrungseinsatz zu bilden. Sobald das ungefüllte PA 6/6 abkühlt und aushärtet, wird der Bohrungseinsatz aus der ersten Form entfernt.
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Bei 122 wird der Bohrungseinsatz dann an einer geeigneten Stelle einer zweiten Form positioniert, welche dazu verwendet wird, einen Hauptkörper der Anordnung zu begrenzen. Bei 124 wird ein Filtersieb an der geeigneten Stelle in der zweiten Form platziert. Bei 125 kann mit 20% Kohlenstoff gefülltes PA 6/6 in die zweite Form eingespritzt werden, welche den Bohrungseinsatz und das Filtersieb darin eingebettet hat. Nachdem das mit Kohlenstoff gefüllte PA 6/ abkühlt und aushärtet, wird der Hauptkörper mit dem eingebetteten Bohrungseinsatz entfernt.
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Daher liefern die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Filteranordnung und ein Verfahren zur Bildung derselben, welche einen Hauptkörper aufweist, welcher aus zu 20% mit Kohlenstoff gefülltem PA 6/6 gebildet ist, und einen separaten und unterschiedlichen Bohrungseinsatz, welcher aus ungefülltem PA 6/6 gebildet ist. Wie oben erörtert, wird der Bohrungseinsatz auf eine innere Oberfläche eines Bohrungskanals des Hauptkörpers aufgeformt. Folglich begrenzt der durch den Bohrungseinsatz gebildete Kanal die tatsächliche Dichtungsfläche der Anordnung.
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Der Großteil der Anordnung ist aus dem mit 20% Kohlenstoff gefüllten PA 6/6 gebildet, um Festigkeit zu gewährleisten, während ein kleiner Abschnitt, welcher mindestens einen Abschnitt einer Rückschlagventilbohrung in dem Hauptkörper überlagert, mit dem Bohrungseinsatz überformt wird, welcher aus ungefülltem PA 6/6 gebildet ist. Wie oben erwähnt, liefert das ungefüllte PA 6/6 eine größere Dichtungsfähigkeit als das mit 20% Kohlenstoff gefüllte PA 6/6.
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Im Gegensatz zu herkömmlichen Rückschlagventil-Filteranordnungen liefern Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein System und ein Verfahren zum Bilden einer Rückschlagventilfilteranordnung, welche eine Dichtungsfläche aufweist, welche beständig Lecks über eine lange Zeitdauer verhindert.
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Während verschiedene räumliche und Richtungsbergriffe, wie oben, unten, untere, mittlere, seitlich, horizontal, vertikal, vorne und ähnliches verwendet werden können, um Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu beschreiben, sollte es klar sein, dass solche Begriffe nur mit Bezug auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausrichtungen verwendet werden. Die Ausrichtungen können umgekehrt, gedreht oder anderweitig geändert werden, so dass ein oberer Teil ein unterer Teil ist, und umgekehrt, horizontal vertikal wird und ähnliches.
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Variationen und Modifikationen des Vorstehenden liegen um Umfang der vorliegenden Erfindung. Es ist klar, dass die hier offenbarte und definierte Erfindung sich auf alle alternativen Kombinationen von zwei oder mehr der einzelnen Merkmale erstreckt, welche im Text und/oder den Zeichnungen erwähnt wurden oder daraus offensichtlich sind. Alle diese unterschiedlichen Kombinationen stellen verschiedene alternative Aspekte der vorliegenden Erfindung dar. Die hier beschriebenen Ausführungsformen erläutern die besten bekannten Arten zur Ausübung der Erfindung und versetzen andere Fachleute in die Lage, die Erfindung anzuwenden. Die Ansprüche sollen so ausgelegt werden, dass sie alternative Ausführungsformen in dem durch den Stand der Technik erlaubten Maß einschließen.
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Verschiedene Merkmale der Erfindung sind in den folgenden Ansprüchen dargelegt.
