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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft Luftfilter, die in Gebäuden eingesetzt werden. Im Spezielleren betrifft die Erfindung Filter vom Kartuschentyp, die einen Rahmen mit einem in dem Rahmen angeordneten beutelartigen Filtergewebe aufweisen, die als eine Einheit verwendet werden können, die quer in einen Luftkanal oder dergleichen eingesetzt werden soll.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ventilatoren oder Gebläse werden zusammen mit Luftführungsleitungen verwendet, um Luft in einem Raum oder einem Bereich eines Gebäudes umzuwälzen. Das Gebläse zieht in der Regel Luft von innerhalb des Raums durch eine Luftrückleitung ein und drückt die Luft anschließend über einen Luftzufuhrkanal in den Raum zurück. Um die Luft zu erwärmen oder zu kühlen, kann das Gebläse die Luft auch über einen Wärmetauscher anziehen oder drücken.
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Um zu verhindern, dass sich Staub an verschiedenen Ausrüstungsteilen und an den Leitungen stromabwärts des Gebläses in der Luftrückleitung sammelt, können benachbart zu dem Gebläse Filter installiert werden. Filter erzeugen einen Druckabfall, der die Luftströmungsmenge verringert. Um den Druckabfall zu minimieren wird die Querschnittsfläche des Filters für gewöhnlich erhöht, indem Falten in das Filtergewebe integriert werden, indem der Filter in einem Winkel relativ zu dem Kanal installiert wird, oder indem der Filter als ein länglicher Beutel gebildet wird, der sich der Länge nach in dem Luftkanal erstreckt.
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Alle Filter müssen von Zeit zu Zeit in Übereinstimmung mit dem Wartungszyklus des Gebäudes gereinigt oder ausgetauscht werden. Gebrauchte Luftkanalfilter, wie etwa Kartuschenfilter, werden für gewöhnlich entsorgt und durch neue ersetzt. Je nach Anzahl der Kanäle und Gebläse und deren Größe kann die Anzahl von Ersatzkartuschen in einem Wartungszyklus von einem bis zu mehreren hundert variieren. Ein typischer Filter besteht in der Regel aus einem haltbaren Metall- oder Kunststoffrahmen mit Zwischenstegen, die Schlitze in einer Richtung über den Rahmen bilden. In diesen Schlitzen werden Filtergewebebeutel zwischen den Zwischenstegen oder auf andere Art in gefalteter Weise befestigt.
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Wenn ein Kartuschenfilter entsorgt wird, wird auch der Rahmen aus Metall (oder Kunststoff) weggeworfen. Dies stellt natürlich eine Verschwendung von Ressourcen dar. Einzelne Filterbeutel sind in der Regel nicht dazu vorgesehen, von den Rahmen abgenommen zu werden, und sind durch beliebige Mittel von unten an den Rahmen befestigt. So werden die Rahmen durch den Staub, Schmutz und fettige Substanzen ((z. B. in einer Küche) verschmutzt, die in einer Rückleitung mitströmen, und somit müssten sie ohnehin mit entfernt werden.
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Somit herrscht Bedarf für Verbesserungen bei solchen Wartungsarbeiten, um eine Lösung für das Filterabfallproblem zu finden und das Ausmaß an Arbeit zu verringern, die zur Durchführung der Filterwechsel notwendig ist.
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Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, diese Probleme weitgehend zu lösen oder abzumildern. Die Erfindung ist durch die Darlegungen in den beigefügten Ansprüchen gekennzeichnet.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Filteranordnung bereitgestellt, die umfasst:
- — einen Rahmen mit einer oberen und einer unteren Seite und inneren und äußeren Rändern, wobei die inneren Ränder des Rahmens eine Öffnung definieren,
- — einen beutelartigen Einsatz aus einem Filtermaterial, der einen offenen oberen Abschnitt und zumindest einen geschlossenen unteren Abschnitt aufweist,
- — ein erstes Band eines Befestigungselements, das an dem äußeren Rand des Rahmens angebracht ist und um den äußeren Umfang des Rahmens herum verläuft;
- — ein zweites Band eines Befestigungselements, das an dem oberen Abschnitt des Einsatzes angebracht ist.
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Der Einsatz ist so angeordnet, dass er in die Öffnung des Rahmens passt, wobei der offene obere Abschnitt über den Rahmen gefaltet wird, um zumindest zum Teil die obere Seite des Kartuschen Filter Rahmens abzudecken. Das erste zweite Band ist an das erste Befestigungselement-Band angepasst, um eine versiegelte Verbindung an dem äußeren Rand des Rahmens zu bilden, wenn die Bänder vollständig miteinander in Eingriff stehen.
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Das strukturelle Element „Band“ wird hier verwendet, um ein beliebiges längliches Befestigungselement zu beschreiben, das dazu dienen soll, eine versiegelte Verbindung zwischen zwei separaten, zusammenpassenden Teilen eines Befestigungselements zu bilden. Das Wort Band soll somit in seinem breitesten Sinn verstanden werden, als ein anbringbarer Träger eines Befestigungselements oder als ein integraler Teil des Befestigungselements selbst. Es wird eine Reihe solcher beispielhaften Bänder offenbart, doch ist dem Fachmann klar, dass jedes beliebige längliche Befestigungselement auf die beanspruchte Weise verwendet werden kann, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen.
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In einigen Ausführungsformen ist der Rahmen mit parallelen Zwischenstegen über die Öffnung versehen, die Schlitze über die Öffnung definieren. Der Einsatz kann dann mehrere Beutel aufweisen, die auf gefaltete Weise ausgebildet sind, mit einem gemeinsamen oberen Abschnitt und separaten geschlossenen unteren Abschnitten. Jeder Beutel kann dann so angeordnet werden, dass er in einen entsprechenden Schlitz passt.
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In einigen anderen Ausführungsformen kann der Rahmen mit einem Gitter aus Zwischenstegen über die Öffnung versehen sein, die eine Reihe von Schlitzen definieren. In solchen Fällen kann der Einsatz mit mehreren Beuteln gebildet werden, die zum Beispiel spitze und geschlossene untere Abschnitte und einen gemeinsamen offenen oberen Abschnitt aufweisen.
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Jeder Beutel ist dann so konzipiert, dass er in einen Schlitz passt. Auch eine wabenartige Struktur des Gitters kann in Betracht gezogen werden.
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In einigen Ausführungsformen ist das erste Band eine erste Hälfte eines Reißverschluss-Befestigungselements, und das zweite Band ist eine zweite Hälfte eines Reißverschluss-Befestigungselements. Der Einsatz ist so angeordnet, dass er in den Rahmen passt, wobei der offene obere Abschnitt über den Rahmen gefaltet wird, um zumindest zum Teil die obere Seite des Rahmens abzudecken. Die erste und die zweite Hälfte des Reißverschluss-Befestigungselements können aufeinander abgestimmt sein, so dass sie ein versiegelbares Reißverschluss-Befestigungselement bilden, wenn an einem Schiebeelement, das an einer der beiden Hälften des Reißverschluss-Befestigungselements vorgesehen ist, gezogen wird. Ein Stifteinsatz an einer von der ersten und zweiten Hälfte des Reißverschluss-Befestigungselements wird in ein Schiebeelement in der jeweils anderen Hälfte des Reißverschluss-Befestigungselements eingeführt, um das versiegelbare Reißverschluss-Befestigungselement zu bilden.
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In einigen Ausführungsformen ist das erste Band eine erste Hälfte eines Klettverschluss-Befestigungselements und das zweite Band ist eine zweite Hälfte des Klettverschluss-Befestigungselements. Wenn der Einsatz so in dem Rahmen angeordnet wird, dass der offene obere Abschnitt über den Rahmen gefaltet wird, überlappt das zweite Band das erste Band, um eine versiegelte Verbindung zu bilden, wenn das zweite Band auf das erste Band gepresst wird.
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In einigen Ausführungsformen weist der Rahmen die Gestalt eines Rechtecks oder eines Quadrats auf, doch sind natürlich auch andere Gestalten möglich, etwa ein Kreis. Der Rahmen ist vorzugsweise aus einem steifen Material hergestellt, wie etwa Holz, Metall oder einem Polymermaterial. Es können jedoch auch flexible Materialien verwendet werden, wenn die Steifigkeit, die notwendig ist, um die Filteranordnung in Position zu halten, durch andere Mittel bereitgestellt wird.
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In einigen Ausführungsformen sind die Zwischenstege über die Öffnung, welche die Schlitze definieren, Stege, die an dem Rahmen durch beliebige Befestigungsmittel angebracht sind, wie etwa Nageln, Kleben, Schweißen, oder zum Beispiel durch beliebige Klipp- oder Rastmittel. Alternativ können der Rahmen und die Zwischenstege in einem Herstellungsprozess einteilig und aus demselben Material wie der Rahmen hergestellt werden.
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Die Erfindung bietet beträchtliche Vorteile. Abgesehen von dem naheliegenden Vorteil, dass wiederverwendbare Rahmen für die Filteranordnung bereitgestellt werden, sind die Rahmen auch stets sauber, da zumindest die obere Seite des Rahmens stets durch das Filtermaterial bedeckt wird.
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Filteranordnungen, bei denen der Rahmen aus Holz besteht, können so auf umweltfreundliche Weise entsorgt werden, entweder durch Recycling, oder sie können verbrannt werden. Rahmen, die aus anderen Materialien bestehen, können ebenfalls leicht recycelt werden, da der Filtereinsatz abnehmbar ist.
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Es ist keine Befestigung von einzelnen Filterbeuteln erforderlich, der gesamte Filtereinsatz wird einfach oben auf den Rahmen platziert und mit einem Reißverschluss gesichert.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine Filteranordnung nach dem Stand der Technik;
- 2 zeigt einen beispielhaften Rahmen einer Filteranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 3 zeigt einen beispielhaften Einsatz einer Filteranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 4 zeigt einen ersten Schritt zur Bildung einer erfindungsgemäßen Filteranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 5 zeigt einen zweiten Schritt zur Bildung einer erfindungsgemäßen Filteranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
- 6 zeigt eine fertige Filteranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 7 zeigt eine fertige Filteranordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
- 8 zeigt den Rahmen einer Filteranordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In 1 ist eine Filteranordnung 1 nach dem Stand der Technik dargestellt, mit einem Rahmen 2, Zwischenstegen 4 und mit einem Filterbeutel 3, der zwischen jedem Schlitz, der durch die Zwischenstege 4 oder an den Rändern durch einen Zwischensteg 4 und den Rahmen 2 gebildet wird, angebracht ist. Die Luftströmungsrichtung verläuft von der oberen Seite des Rahmens 2 nach unten zu den Beuteln, und die filtrierte Luft tritt aus dem Filter durch die Böden der Beutel 3 aus.
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In 2 ist ein quadratisch geformter Rahmen 6 einer Filteranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Rahmen 6 weist eine obere Seite 7a, äußere Ränder 7b, innere Ränder 7c und eine untere Seite 7d (nicht gezeigt) auf. Die inneren Ränder 7d definieren eine Öffnung, die Zwischenstege 8 über die Öffnung aufweist, welche ihrerseits drei Schlitze A, B und C definieren. Natürlich ist die Anzahl der Schlitze je nach Größe, Bedingungen und Anforderungen der Filteranordnung ein Designkriterium und kann von einem bis zu einer beliebigen Anzahl nach oben variieren. Ebenfalls dargestellt ist eine erste Hälfte 9 eines Reißverschluss-Befestigungselements, wobei dessen Band an der äußeren Seite 7b des Rahmens 6 angebracht ist und um den Umfang des Rahmens herum verläuft. Die Hälfte 9 des Reißverschluss-Befestigungselements ist in dieser beispielhaften Ausführungsform mit einem Schiebeelement 10 versehen.
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In 3 ist ein beutelartiger Einsatz 11 aus einem Filtermaterial. Der Einsatz weist einen offenen oberen Abschnitt 14 auf, den sich mehrere Beutel teilen, die auf gefaltete Weise ausgebildet sind, in diesem Fall die drei Beutel 12. Eine zweite Hälfte 13 eines Reißverschlusses ist mit seinem Band an dem oberen Abschnitt 14 des Einsatzes angebracht und umgibt diesen. Das Material des Einsatzes hängt von der Anwendung ab und kann somit aus einer Reihe von Materialien bestehen, wie etwa Papier, Baumwolle, Polyester, etc.
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Ein Einsatz gemäß 3 kann so angeordnet werden, dass er in eine Öffnung des Rahmens gemäß 2 auf solche Weise passt, dass sein offener oberer Abschnitt die gesamte obere Seite 7a des Rahmens abdeckt, wenn er über den Rahmen gefaltet wird. Das zweite Band ist an das erste Befestigungselement-Band angepasst, um eine versiegelte Verbindung an dem äußeren Rand 7b des Rahmens zu bilden, wenn die Bänder vollständig miteinander in Eingriff stehen.
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In 4 ist ein erster Schritt zur Bildung der erfindungsgemäßen Filteranordnung dargestellt. Ein Einsatz 11 wird, wie in 3 dargestellt, in der Richtung des Pfeils durch einen Rahmen 6 hindurch platziert. In diesem Beispiel besetzt jeder Beutel 12 des Einsatzes 11 einen der Schlitze A — C in 2.
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In 5 ist ein zweiter Schritt zur Bildung der erfindungsgemäßen Filteranordnung dargestellt, in welchem der Einsatz 11 so in einen Rahmen 6 eingesetzt wird, dass ein Rand des oberen Einsatzabschnittes 14 über den Rahmen 6 gefaltet wird, dass er vollständig die obere Seite 7a des Rahmens in 2 über den gesamten Weg bis zu dem äußeren Rand 7b des Rahmens bis zu dem Reißverschluss bedeckt. Die erste und zweite Hälfte 9, 13 des Reißverschluss-Befestigungselement sind aneinander auf herkömmliche Weise angepasst, so dass sie ein verschließbares Reißverschluss-Befestigungselement bilden, wenn das Schiebeelement 10 zugezogen wird, das in einer von der ersten und zweiten Hälfte des Reißverschluss-Befestigungselements vorgesehen werden kann.
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Wie üblich kann die Anpassung der ersten und zweiten Hälfte 9, 13 miteinander durch einen Stifteinsatz 15 an einer von der ersten und zweiten Hälfte des Reißverschluss-Befestigungselements bewirkt werden, der dann in das Schiebeelement 10 in der jeweils anderen Hälfte des Reißverschluss-Befestigungselements eingesetzt wird.
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In 6 ist eine fertiggestellte erfindungsgemäße Filteranordnung 16 dargestellt, in welcher das Schiebeelement 10 um den oberen Abschnitt 14 des Einsatzes 11 herum gezogen wurde und so der Reißverschluss geschlossen wurde, der durch die erste und die zweite Hälfte 9, 13 gebildet wird. Wie zu sehen ist, sind die Oberseite des Rahmens 6 und die Zwischenstege 8 nun durch den Einsatz 11 abgedeckt.
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In 7 ist eine Filteranordnung 17 mit einem Einsatz 20 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Hier ist ein erstes Band 18 eine erste Hälfte eines Klettverschluss-Befestigungselements, d. h., eines Velcro®-Befestigungselements, und ein zweites Band 19 ist eine zweite Hälfte eines Velcro®-Befestigungselements. Auf eine ähnliche Weise wie in den 2 bis 6 dargestellt, wird der Einsatz 20 so angeordnet, dass er in einen Rahmen passt, wobei ein offener oberer Abschnitt über den Rahmen gefaltet wird, so dass er die obere Seite des Rahmens abdeckt. Die Hälften des Klettverschluss-Bandes überlappen sich dann an der äußeren Seite des Rahmens, um eine versiegelte Verbindung zu bilden, wenn das zweite Band 19 gegen das erste Band 18 gepresst wird.
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In 8 ist ein quadratisch geformter Rahmen 24 einer Filteranordnung gemäß einer weiteren vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Rahmen 24 weist eine obere Seite 21 und Zwischenstege 22 und 23 auf, die ein Gitter über die Öffnung des Rahmens definieren. Das Gitter definiert eine Reihe von Schlitzen 25 (hier neun Schlitze). Ein Einsatz (nicht gezeigt), der mit mehreren Beuteln gebildet ist und einen gemeinsamen offenen oberen Abschnitt und separate geschlossene untere Abschnitte aufweist, kann dann in den Rahmen 24 eingesetzt werden, mit einem Beutel in jedem der Schlitze 25.
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Es sollte klar sein, dass die Ausführungsformen der offenbarten Erfindung nicht auf die hierin offenbarten besonderen Strukturen, Verfahrensschritte oder Materialien beschränkt sind, sondern sich auch auf deren Äquivalente erstrecken, wie sie dem Fachmann auf den relevanten Fachgebieten bekannt sein werden. Ferner sollte auch klar sein, dass die hier verwendete Terminologie rein zur Beschreibung bestimmter Ausführungsformen dient und nicht als Einschränkung gedacht ist.
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Wenn in dieser Beschreibung auf eine Ausführungsform oder ein Ausführungsbeispiel Bezug genommen wird, bedeutet dies, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, die im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Daher bezieht sich das Vorkommen des Ausdrucks „in einer Ausführungsform“ an verschiedenen Stellen in dieser Beschreibung nicht notwendigerweise immer auf dieselbe Ausführungsform. Wird mit einem Begriff wie z. B. „ungefähr“ oder „im Wesentlichen“ Bezug auf einen numerischen Wert genommen, so gilt auch der exakte numerische Wert als offenbart.
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Wie hier verwendet, kann eine Vielzahl von Gegenständen, Strukturelementen, Kompositionselementen und/oder Materialien der Einfachheit halber in einer gemeinsamen Liste aufgeführt werden. Diese Listen sind jedoch so auszulegen, als ob jedes Element der Liste einzeln als ein separates und einzigartiges Element identifiziert würde. Daher sollte ohne gegenteilige Angaben kein einzelnes Element allein auf der Grundlage des Vorkommens in einer gemeinsamen Gruppe einer solchen Liste als faktisches Äquivalent eines anderen Elements derselben Liste ausgelegt werden. Darüber hinaus kann hierin auf verschiedene Ausführungsformen und Beispiele der vorliegenden Erfindung zusammen mit Alternativen für die verschiedenen Komponenten davon Bezug genommen werden. Es sollte klar sein, dass diese Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen nicht als faktische Äquivalente voneinander zu verstehen sind, sondern als separate und autonome Beispiele für die vorliegende Erfindung zu betrachten sind.
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Darüber hinaus können die beschriebenen Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften auf beliebige geeignete Weise in einer oder mehreren Ausführungsformen kombiniert werden. In der Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details angegeben, wie z. B. Beispiele für Rahmen, Schlitze, Befestigungselemente, Formen etc., um ein umfassendes Verständnis von Ausführungsformen der Erfindung zu ermöglichen. Der Fachmann auf dem relevanten Gebiet wird jedoch erkennen, dass die Erfindung auch ohne eines oder mehrere der spezifischen Details oder mit anderen Verfahren, Komponenten, Materialien, etc. praktisch ausgeführt werden kann. In anderen Fällen sind gut bekannte Strukturen, Materialien oder Vorgänge nicht im Detail angeführt oder beschrieben, um zu verhindern, dass Aspekte der Erfindung in den Hintergrund geraten.
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Während die vorstehenden Beispiele die Prinzipien der vorliegenden Erfindung in einer oder mehreren besonderen Anwendungen veranschaulichen, wird es für den Fachmann klar sein, dass zahlreiche Modifikationen in Form, Verwendung und Details der Implementierung möglich sind, ohne erfinderisch tätig zu sein oder von den Prinzipien und Konzepten der Erfindung abzuweichen.
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Dementsprechend wird die Erfindung ausschließlich durch die nachfolgend dargelegten Patentansprüche begrenzt.
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Die Verben „umfassen“ und „beinhalten“ werden in diesem Dokument als umfangsoffene Einschränkungen verwendet, welche die Existenz von weiteren, nicht ausdrücklich angeführten Merkmalen weder ausschließen noch voraussetzen. Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Merkmale sind untereinander frei kombinierbar, außer dies wird ausdrücklich ausgeschlossen.
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Darüber hinaus sollte klar sein, dass die Verwendung von „ein/e/r/s“, also einer Singularform, innerhalb dieses Dokuments die Mehrzahl nicht ausschließt.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Zumindest einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden gewerbliche Anwendung auf dem Gebiet der Filter.
