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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft ein Gebläse und insbesondere ein Radiallaufrad des Gebläses. Die Erfindung betrifft auch Elektrogeräte wie beispielsweise Staubsauger oder Händetrockner, in denen ein solches Gebläse verwendet wird.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Als ein wesentliches Bauteil eines Händetrockners hat ein Gebläse ein Radiallaufrad und einen Motor für den Antrieb des Laufrads. Das Laufrad bewegt Luft, so dass ein unter Druck gesetzter Luftstrom gebildet wird, der über einen Luftauslass ausströmt. Bei Händetrocknern und Staubsaugern wird in der typischen Weise mit ein Zentrifugalgebläse verwendet, das einen Lufteinlass und einen dezentralen Luftauslass hat.
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Es wird auf 1 Bezug genommen. Ein übliches Radiallaufrad hat eine Basisplatte 10, eine Abdeckplatte 20 und eine Flügelanordnung 30, die zwischen der Basisplatte 10 und der Abdeckplatte 20 vorgesehen ist. Eine Motorwellen-Befestigungsöffnung 101 ist in einer zentralen Position der Basisplatte 10 gebildet. Ein Lufteinlass 201 ist in einer zentralen Position der Abdeckplatte 20 gebildet. Die Flügelanordnung 30 umfasst eine Vielzahl von gekrümmten Flügeln 301, die ringförmig angeordnet sind. Ein Abdeckplattenbefestigungsbereich 302 und ein Basisplattenbefestigungsbereich (nicht gezeigt) erstrecken sich jeweils von einer Oberseite (in der Nähe der Abdeckplatte) und einer Unterseite (in der Nähe der Basisplatte) jedes gekrümmten Flügels 301 nach außen. Die Abdeckplatte 10 und die Basisplatte 20 haben jeweils rechteckförmige Flügelbefestigungsöffnungen 202 und Flügelbefestigungsöffnungen (nicht gezeigt), die jeweils den Abdeckplattenbefestigungsbereichen 302 und den Basisplattenbefestigungsbereichen (nicht gezeigt) entsprechen.
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Ein Nachteil des üblichen Gebläses ist, dass das Zentrifugallaufrad bekanntlich bricht, wenn die Motordrehzahl hoch ist, insbesondere höher als 33000 U/min. Grundsätzlich entstehen Risse in der Abdeckplatte, die sich von den Befestigungsöffnungen 202 in der Nähe des Lufteinlasses 201 ausbreiten. Die Risse führen zu einem Ausfall des Zentrifugallaufrads, wodurch die Lebensdauer des Gebläses herabgesetzt wird.
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ÜBERSICHT
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Es wird daher ein Radiallaufrad mit längerer Lebensdauer gewünscht.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Radiallaufrad angegeben, umfassend: eine Basisplatte mit einer Vielzahl von Flügelbefestigungsbereichen, deren jeder eine Vielzahl von Flügelbefestigungsöffnungen aufweist; eine Abdeckplatte, die einen Lufteinlass definiert, wobei die Abdeckplatte und die Basisplatte unter Bildung eines vorgegebenen Zwischenraums einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die Abdeckplatte eine Vielzahl von Flügelbefestigungsbereichen aufweist; und eine Flügelanordnung, die zwischen der Basisplatte und der Abdeckplatte fest montiert ist, wobei die Flügelanordnung eine Vielzahl von gekrümmten Flügeln aufweist, die um den Lufteinlass angeordnet sind, wobei jeder Flügel zwischen einem entsprechenden der Flügelbefestigungsbereiche der Basisplatte und einem entsprechenden der Flügelbefestigungsbereiche der Abdeckplatte festgelegt ist, wobei jeder Flügel eine erste Seite in der Nähe der Abdeckplatte und eine zweite Seite in der Nähe der Basisplatte hat, wobei Abdeckplattenbefestigungsbereiche von der ersten Seite vorspringen und Basisplattenbefestigungsbereiche von der zweiten Seite vorspringen; wobei jeder der Flügelbefestigungsbereiche der Abdeckplatte eine Vielzahl von ersten Befestigungsöffnungen aufweist, die außerhalb eines Bereichs in der Nähe des Lufteinlasses angeordnet sind, wobei die ersten Befestigungsöffnungen die Form eines regelmäßigen Polygons, eine elliptische Form oder eine Kreisform aufweisen und wobei die Abdeckplattenbefestigungsbereiche jedes Flügels eine Vielzahl von ersten Befestigungsvorsprüngen aufweist, die in die Vielzahl von ersten Befestigungsöffnungen eingreifen.
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Vorzugsweise haben die ersten Befestigungsvorsprünge eine runde oder eine quadratische Form.
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Vorzugsweise hat jeder Flügelbefestigungsbereich der Abdeckplatte ferner mindestens eine zweite Befestigungsöffnung, die innerhalb eines Bereiches in der Nähe einer Außenkante der Abdeckplatte angeordnet ist, wobei die zweite Befestigungsöffnung eine rechteckige Form hat und wobei die Abdeckplattenbefestigungsbereiche jedes Flügels ferner mindestens einen zweiten Befestigungsvorsprung für den Eingriff mit mindestens einer zweiten Befestigungsöffnung aufweisen.
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Vorzugsweise jeder zweite Befestigungsvorsprung rechteckförmig ist wobei in der Mitte einer Außenseite des Rechtecks eine Ausnehmung gebildet ist.
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Vorzugsweise beträgt die Anzahl der ersten Befestigungsvorsprünge der Abdeckplattenbefestigungsbereiche jedes Flügels das Drei- bis Zehnfache der Anzahl des mindestens einen zweiten Befestigungsvorsprungs.
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Vorzugsweise beträgt eine Summe der Anzahl von ersten Befestigungsvorsprüngen und der Anzahl des mindestens einen zweiten Befestigungsvorsprungs für die Abdeckplattenbefestigungsbereiche jedes Flügels mindestens zehn.
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Vorzugsweise haben die Basisplattenbefestigungsbereiche jedes Flügels eine Vielzahl von Befestigungsvorsprüngen, und jeder Befestigungsvorsprung ist rechteckförmig, wobei in der Mitte einer Außenseite des Rechtecks eine Ausnehmung gebildet ist.
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Vorzugsweise hat die Flügelbefestigungsöffnung der Basisplatte eine rechteckige Form.
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Vorzugsweise ist die Anzahl von Flügelbefestigungsöffnungen jedes Flügelbefestigungsbereichs der Basisplatte kleiner als die Anzahl von ersten Befestigungsöffnungen jedes Flügelbefestigungsbereichs der Abdeckplatte.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Gebläse angegeben, umfassend einen Motor und das vorstehende Radiallaufrad, das durch den Motor angetrieben wird.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Elektrogerät angegeben, umfassend: ein Außengehäuse mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung und ein Gebläse wie vorstehend beschrieben, das in dem Außengehäuse montiert ist.
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Vorzugsweise ist das Gerät ein Händetrockner oder ein Staubsauger.
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In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind die Flügelbefestigungsöffnungen der Abdeckplatte in der Nähe des Lufteinlasses derart konfiguriert, dass sie eine Kreisform oder die Form eines regelmäßigen Polygons aufweisen, wodurch Spannungskonzentrationen an den Flügelbefestigungsöffnungen der Abdeckplatte vermindert oder sogar eliminiert werden, wodurch sich die Festigkeit der Abdeckplatte erhöht. Dadurch wird ein Ausfall des Radiallaufrads aufgrund von Spannungsrissen unter hohen Drehgeschwindigkeiten des Laufrads wirksam verhindert und führt zu einer deutlich höheren Lebensdauer des Gebläses.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr anhand eines Beispiels beschrieben, wobei auf die anliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Identische Strukturen, Elemente oder Teile, die in mehr als einer Zeichnungsfigur erscheinen, sind in sämtlichen Figuren, in denen sie erscheinen, grundsätzlich identisch gekennzeichnet. Die Dimensionen von Komponenten und Merkmalen sind im Hinblick auf eine übersichtliche Darstellung gewählt und sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Die Figuren sind nachstehend aufgelistet.
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines üblichen Radiallaufrads für den Einsatz in einem Gebläse;
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2 ist eine perspektivische Ansicht eines Radiallaufrads mit einer größeren Festigkeit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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3 ist eine perspektivische Ansicht eines Verstärkungsrings des Zentrifugallaufrads von 2;
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4 zeigt eine Flügelanordnung des Laufrads von 2;
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5 zeigt einen einzelnen Flügel der Flügelanordnung von 4;
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6 ist eine Ansicht der Basisplatte des Laufrads von 2;
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7 zeigt die an der Basisplatte von 6 montierte Flügelanordnung von 4;
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8 ist eine schematische Darstellung eines Gebläses für den Einsatz in einem Gerät wie beispielsweise ein Händetrockner;
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9 zeigt einen Händetrockner gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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10 zeigt einen Staubsauger gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ein Radiallaufrad gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die 2 bis 7 beschrieben. Das Radiallaufrad hat eine Basisplatte 10, eine Abdeckplatte 20 und eine Flügelanordnung 30, die zwischen der Basisplatte 10 und der Abdeckplatte 20 vorgesehen ist. Die Abdeckplatte 20 bildet eine Lufteinlass 21 an einer zentralen Position der Abdeckplatte 20.
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Die Basisplatte 10, die Abdeckplatte 20 und die Flügelanordnung 30 sind vorzugsweise sämtlich aus einem Metallmaterial, idealerweise aus Aluminiummaterial, hergestellt.
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Die Flügelanordnung 30 hat eine Vielzahl von gekrümmten Flügeln 31, die rund um den Lufteinlass 21 ringförmig angeordnet sind. Die Basisplatte 10 hat eine Vielzahl von Flügelbefestigungsbereichen. Jeder Flügelbefestigungsbereich erstreckt sich entlang einer Schraubenlinie nach außen, zur Festlegung eines entsprechenden Flügels 31. Ähnlich hat auch die Abdeckplatte 20 eine Vielzahl von Flügelbefestigungsbereichen. Jeder Flügelbefestigungsbereich der Abdeckplatte 20 erstreckt sich entlang einer Schraubenlinie nach außen, zur Festlegung eines entsprechenden Flügels 31. Ähnlich enthält die Abdeckplatte 20 ebenfalls eine Vielzahl von Flügelbefestigungsbereichen. Jeder Flügelbefestigungsbereich der Abdeckplatte 20 erstreckt sich entlang einer Schraubenlinie nach außen, zur Festlegung eine entsprechenden Flügels 31.
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Insbesondere springt eine Vielzahl von Abdeckplattenbefestigungsbereichen 32 und eine Vielzahl von Basisplattenbefestigungsbereichen 33 von einer Oberseite (in der Nähe der Abdeckplatte) und von einer Unterseite (in der Nähe der Basisplatte) jedes gekrümmten Flügels 31 vor. Jeder Flügelbefestigungsbereich der Abdeckplatte 20 und jeder Flügelbefestigungsbereich der Basisplatte 10 hat jeweils entsprechende Flügelbefestigungsöffnungen 22 und Flügelbefestigungsöffnungen 12. Vorzugsweise dienen Nietverbindungen zur Festlegung der Flügel 31 an der Basisplatte 10 und an der Abdeckplatte 20 durch eine Verformung der Befestigungsbereiche 32, 33 festzulegen.
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In der vorliegenden Ausführungsform hat jeder Flügelbefestigungsbereich der Abdeckplatte 20 eine Vielzahl von ersten Befestigungsöffnungen 221 und eine Vielzahl von zweiten Befestigungsöffnungen 222. Die ersten Befestigungsöffnungen 221 sind kreisförmig und sind außerhalb des Lufteinlasses 21 angeordnet. Die zweiten Befestigungsöffnungen 222 sind rechteckförmig und sind in Bereichen verteilt, die an die äußere Umfangskante der Abdeckplatte angrenzen. Die Abdeckplattenbefestigungsbereiche 32 jedes Flügels haben eine Vielzahl von ersten Befestigungsvorsprüngen 321, die in die ersten Befestigungsöffnungen 221 eingreifen, und eine Vielzahl von zweiten Befestigungsvorsprüngen 322, die in die zweiten Befestigungsöffnungen 222 eingreifen.
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Die ersten Befestigungsöffnungen 221 der Abdeckplatte 20 sind kreisförmig, wodurch die Spannungskonzentration eliminiert wird, die bei den üblichen rechteckförmigen Öffnungen an Ecken auftritt. Die Festigkeit der Abdeckplatte 20 wird dadurch erhöht, so dass die Platte nicht sehr schadensanfällig ist, wodurch die Lebensdauer des Radiallaufrads erhöht wird. Es versteht sich, dass die ersten Befestigungsöffnungen 221 auch die Form eines regelmäßigen Vielecks aufweisen können, zum Beispiel die eines Quadrats, oder elliptisch sein können, um die Spannungskonzentration zu verringern.
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In der vorliegenden Ausführungsform hat jeder Flügelbefestigungsbereich der Abdeckplatte 20 zehn Befestigungsöffnungen.
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Die Anzahl von ersten Befestigungsöffnungen 221 beträgt acht, und die Anzahl von zweiten Befestigungsöffnungen 222 beträgt zwei. Dementsprechend haben die Abdeckplattenbefestigungsbereiche 32 an der Oberseite jedes gekrümmten Flügels 31 zehn Befestigungsvorsprünge. Die Anzahl von ersten Befestigungsvorsprüngen beträgt acht, und die Anzahl von zweiten Befestigungsvorsprüngen beträgt zwei. Es versteht sich, dass die Anzahl von ersten Befestigungsöffnungen 221 und zweiten Befestigungsöffnungen 222 jedes Flügelbefestigungsbereichs ein anderer Wert sein kann. Vorzugsweise beträgt die Anzahl von ersten Befestigungsöffnungen 221 jedes Flügelbefestigungsbereichs das Drei- bis Zehnfache der Anzahl von zweiten Befestigungsöffnungen 222. Entsprechend beträgt die Anzahl von ersten Befestigungsvorsprüngen der Abdeckplattenbefestigungsbereiche jedes Flügels das Drei- bis Zehnfache der Anzahl von zweiten Befestigungsvorsprüngen.
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Vorzugsweise entsprechen Größe und Form der ersten Befestigungsvorsprünge 321 der Größe und Form der ersten Befestigungsöffnungen 221. Zum Beispiel können die ersten Befestigungsvorsprünge 321 rund oder quadratisch ausgebildet sein. Der zweite Befestigungsvorsprung 322 ist rechteckförmig, wobei in der Mitte einer Außenseite des Rechtecks eine Ausnehmung gebildet ist. Beim Vernieten werden die ersten Befestigungsvorsprünge 321 und die Enden der zweiten Befestigungsvorsprünge zum Sichern der Flügel an der Abdeckplatte 20 verformt, nachdem die ersten Befestigungsvorsprünge 321 durch die ersten Befestigungsöffnungen 221 und die zweiten Befestigungsvorsprünge 322 durch die zweiten Befestigungsöffnungen 222 hindurchgeführt wurden.
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Die Flügelbefestigungsöffnungen 12 der Basisplatte 10 sind rechteckförmig. Die Basisplattenbefestigungsbereiche 33 der Flügel 31 umfassen Vorsprünge, die rechteckförmig sind, wobei in der Mitte der Außenseite des Rechtecks eine Ausnehmung gebildet ist. Beim Vernieten werden die Enden der Vorsprünge der Basisplattenbefestigungsbereiche 33 verformt, um den Flügel an der Basisplatte 20 zu sichern.
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Wahlweise kann die Anzahl der Basisplattenbefestigungsbereiche 33 an der Unterseite jedes gekrümmten Flügels 31 und der entsprechenden Flügelbefestigungsöffnungen 12 vier betragen. Das heißt, die Anzahl von Befestigungsvorsprüngen der Abdeckplattenbefestigungsbereiche 32 jedes gekrümmten Flügels 31 ist größer als die Anzahl von Vorsprüngen der Basisplattenbefestigungsbereiche 33.
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Verglichen mit dem üblichen Laufrad sind die Flügelbefestigungsöffnungen (d. h. die ersten Befestigungsöffnungen) der Abdeckplatte in der Nähe des Lufteinlasses derart konfiguriert, dass sie eine Kreisform, eine elliptische Form oder die Form eines regelmäßigen Polygons haben, und die Anzahl der Flügelbefestigungsöffnungen ist bei vorliegender Erfindung größer. Dadurch wird auf wirksame Weise verhindert, dass das Radiallaufrad aufgrund hoher Motordrehzahlen bricht. Die Lebensdauer des Gebläses wird folglich deutlich verlängert.
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8 zeigt schematisch ein Gebläse 400 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches für ein Elektrogerät wie ein Händetrockner oder ein Staubsauger geeignet ist. Das Gebläse hat ein Radiallaufrad 410 wie vorstehend beschrieben und einen Elektromotor 420 für den Antrieb des Radiallaufrads 410. Das Gebläse ist in einem Außengehäuse des Geräts montiert. Das Außengehäuse hat eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung. Während des Betriebs des Gebläses dreht der Motor 410 das Radiallaufrad 410, um einen Luftstrom zu erzeugen.
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Das erfindungsgemäß bereitgestellte Gebläse kann als Gebläse eines Händetrockners oder eines Staubsaugers verwendet werden.
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Es wird auf 9 Bezug genommen. Das Gehäuse des Händetrockners 500 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat eine Einlassöffnung (nicht gezeigt) und Auslassöffnungen 510, 520. Das Radiallaufrad und sein Motor (nicht gezeigt) sind in dem Außengehäuse montiert. Unter der Antriebskraft des Motors erzeugt das Radiallaufrad Luftströme 522 mit hoher Geschwindigkeit, die über ihre entsprechenden Auslassöffnungen ausströmen.
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Es wird auf 10 Bezug genommen. Das Gehäuse eines Staubsaugers 600 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat einen Hauptkörper 608, eine obere Abdeckung 603, die an dem Hauptkörper 608 montiert ist, und Räder 602, die an der Unterseite des Hauptkörpers 608 montiert sind. Der Hauptkörper 608 hat eine Einlassöffnung 601. Das Radiallaufrad und sein Motor sind in einer durch den Hauptkörper 608 und die obere Abdeckung 603 definierten Kammer montiert. Wenn das Radiallaufrad durch den Motor angetrieben wird, erzeugt es einen Unterdruck- oder Saugbereich in dem Gehäuse, so dass Staub von außen über die Einlassöffnung 601 in den Staubsauger eingesaugt wird.
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Es versteht sich, dass das Zentrifugallaufrad und das Zentrifugalgebläse, die durch vorliegende Erfindung bereitgestellt werden, auch in anderen Arten von Elektrogeräten verwendet werden können.
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Verben wie ”umfassen”, ”aufweisen”, ”enthalten” und ”haben” sowie deren Abwandlungen in der Beschreibung und in den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung sind in einem einschließenden Sinne zu verstehen. Sie geben an, dass das genannte Element oder Merkmal vorhanden ist, schließen jedoch nicht aus, dass noch weitere Elemente oder Merkmale vorhanden sind.
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Bestimmte Merkmale der Erfindung, die der Klarheit halber im Zusammenhang mit separaten Ausführungsformen beschrieben wurden, können auch in nur einer Ausführungsform kombiniert sein. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die der Kürze halber in einer Ausführungsform beschrieben wurden, ebenso separat oder in geeigneten Unterkombinationen vorhanden sein.
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Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar. Der Fachmann wird erkennen, dass innerhalb des Rahmens der Erfindung, der durch die anliegenden Ansprüche definiert ist, verschiedene weitere Modifikationen möglich sind.
