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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Ablaufrinne in einem hinteren Schweller eines Pickups.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Pickups sind Kraftfahrzeuge mit einem hinteren offenen oberen Ladebereich, der oftmals als eine Laderaumwanne mit einer Ladefläche bezeichnet wird. Pickups sind hauptsächlich deshalb beliebt, weil die Ladefläche ermöglicht, dass das Fahrzeug auf viele verschiedene Arten und Weisen benutzt werden kann, einschließlich des Beförderns verschiedener Arten von Frachten und Ziehens verschiedener Anhängertypen. Herkömmlicherweise werden die meisten Karosseriestrukturen an Pickups aus Stahllegierungen gebildet. Dank jahrelanger Erfahrung haben Pickup-Designer gelernt, wie Stahlkarosserieteile für Lastwagen, die den verschiedenen anspruchsvollen Anwendungen von Pickups standhalten, konstruiert werden können. Das derzeitige regulatorische und wirtschaftliche Umfeld hat die Wichtigkeit einer kraftstoffeffizienteren Pickupherstellung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung oder Verbesserung der Funktionalität und Dauerhaltbarkeit erhöht. Eine Art und Weise der Verringerung des Kraftstoffverbrauchs eines Fahrzeugs, insbesondere im unbeladenen Zustand, ist die Verringerung des Fahrzeugstrukturgewichts.
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Aluminiumlegierungen weisen typischerweise ein höheres Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht auf als Stahllegierungen. Folglich bietet die Ersetzung von Stahl durch Aluminium die Möglichkeit einer Gewichtsreduzierung. Allerdings ist der Elastizitätsmodul von Aluminium im Allgemeinen niedriger als der Elastizitätsmodul von Stahl. Außerdem funktionieren Herstellungstechniken und Verfahren zum Verbinden von Teilen, die für Stahlteile gut funktionieren, für das gleiche Teil aus Aluminium möglicherweise nicht gut. Aufgrund dieser und anderer Differenzen führt eine einfache Materialersetzung nicht unbedingt zu einem akzeptablen Design.
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Aluminiumlegierungen werden im Allgemeinen durch eine vierstellige Zahl identifiziert, wobei die erste Stelle typischerweise das Hauptlegierungselement identifiziert. Bei der Beschreibung einer Reihe von Aluminiumlegierungen basierend auf dem Hauptlegierungselement können auf die erste Zahl drei x (groß oder klein geschrieben) oder drei Nullen folgen. Zum Beispiel sind die Hauptlegierungselemente in der Aluminiumlegierung der Serie 6xxx (oder 6000) Magnesium und Silicium, während das Hauptlegierungselement der Serie 5xxx Magnesium und für die Serie 7xxx Zink ist. Zusätzliche Zahlen, die durch den Buchstaben „x“ (oder Nullen) in der Serienbezeichnung angegeben sind, definieren die genaue Aluminiumlegierung. Zum Beispiel weist eine 6061er Aluminiumlegierung eine Zusammensetzung von 0,4–0,8 % Silicium, 0–0,7 % Eisen, 0,15–0,4 % Kupfer, 0–0,15 % Mangan, 0,8–1,2 % Magnesium, 0,04–0,35 % Chrom, 0–0,25 % Zink und 0–0,15 % Titan auf. Andere Legierungen stellen andere Kompromisse hinsichtlich Festigkeit, Härte, Verarbeitbarkeit und anderer Eigenschaften bereit.
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Außerdem können die folgenden fünf grundlegenden Zustandsbezeichnungen für Aluminiumlegierungen verwendet werden: F – wie gefertigt, O – geglüht, H – kaltverfestigt, T – wärmebehandelt und W – wie abgeschreckt (zwischen Lösungswärmebehandlung und künstlicher oder natürlicher Alterung). Der Zustandsbezeichnung folgt eine ein- oder zweistellige Zahl zur weiteren Abgrenzung. Zum Beispiel wurde Aluminium mit einer T6-Zustandsbezeichnung lösungswärmebehandelt und künstlich gealtert, jedoch nach der Lösungswärmebehandlung nicht kaltverformt (oder nur derart, dass die Kaltverformung in den Materialeigenschaften nicht erkennbar ist).
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KURZDARSTELLUNG
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Fahrzeug eine Pickup-Laderaumwanne aus Aluminium mit einem hinteren Ende und einer Unterseite. Ein Schweller ist mechanisch mit der Pickup-Laderaumwanne gekoppelt. Der Schweller weist eine obere Oberfläche auf, die der Unterseite gegenüberliegt und zu dem hinteren Ende der Laderaumwanne benachbart ist. Der Schweller weist eine Ablaufrinne auf, die in der oberen Oberfläche ausgebildet ist.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst ein hinterer Schweller für einen Pickup einen im Allgemeinen vertikalen Seitenabschnitt und einen oberen Abschnitt, der sich im Allgemeinen horizontal von dem Seitenabschnitt erstreckt. Der obere Abschnitt weist eine obere Oberfläche auf, die konfiguriert ist, unterhalb einer Unterseite einer Ladefläche des Pickups zu liegen und dieser gegenüberzuliegen. Die obere Oberfläche des oberen Abschnitts definiert eine Ablaufrinne, die sich mindestens teilweise dadurch erstreckt.
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Gemäß noch einer anderen Ausführungsform umfasst eine Schweller- und Ladeflächenanordnung für einen Pickup eine im Wesentlichen horizontale Ladeflächenplatte und einen Schweller. Die Ladeflächenplatte weist eine Unterseite und eine hintere Oberfläche auf, die sich im Allgemeinen quer von der Ladeflächenplatte erstreckt. Der Schweller weist einen im Wesentlichen vertikalen Seitenabschnitt und einen oberen Abschnitt auf, der sich quer von dem Seitenabschnitt erstreckt. Der obere Abschnitt ist mit der Unterseite der Ladeflächenplatte gekoppelt, um den Seitenabschnitt mit der hinteren Oberfläche der Ladeflächenplatte im Wesentlichen auszurichten. Der obere Abschnitt weist eine obere Oberfläche auf, die eine Rille unterhalb des Elektrotauchlack-Ablauffluids weg von einer äußeren Oberfläche des Seitenabschnitts definiert.
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In einer beliebigen der obigen Ausführungsformen kann die Ablaufrinne eine Rille, einen Schnitt oder Schlitz entlang der Länge des Schwellers aufweisen, der sich entlang der Breite der Ladefläche erstreckt. Mehrere Löcher oder Öffnungen sind an beabstandeten Positionen in der Rille ausgeschnitten. Die Rille und die Löcher in der Ablaufrinne tragen dazu bei, dass abgelaufenes Wasser von der äußeren sichtbaren Oberfläche des Seitenabschnitts des Schwellers gelenkt wird. Die Löcher können in Positionen ausgeschnitten sein, die mindestens teilweise direkt über einer hinteren Oberfläche des Seitenabschnitts des Schwellers liegen, sodass Flüssigkeit durch die Ablaufrinne aus den Löchern und entlang der hinteren Oberfläche des Schwellers herabgeführt werden kann.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Pickups mit einer Laderaumwanne und einer Ladefläche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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2 ist eine perspektivische Ansicht einer Laderaumwanne des Pickups, die eine Ladefläche aufweist, die benachbart zu einem hinteren Schweller befestigt ist.
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3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Teilansicht einer Schweller- und Ladeflächenanordnung, die die Ladefläche und den Schweller getrennt darstellt.
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4 ist eine Draufsicht der Hinterseite der Laderaumwanne, die die Ladefläche über dem Schweller darstellt.
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5 ist eine getrennte Draufsicht des Schwellers.
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6 ist eine Querschnittsansicht der Ladefläche über dem Schweller entlang einer Ablauföffnung in einer Rille, die an dem Schweller ausgebildet ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind hierin beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten aufzuzeigen. Daher sind spezifische hierin offenbarte strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern nur als repräsentative Grundlage, um einen Fachmann verschiedene Anwendungen der Ausführungsformen zu lehren. Wie der Fachmann verstehen wird, können verschiedene Merkmale, die mit Bezug auf eine der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu ergeben, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben werden. Die Kombinationen von dargestellten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
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1 stellt einen Pickup 10 mit vielen strukturellen Elementen dar, die aus Aluminium gefertigt sind. Der Pickup 10 weist eine Pickup-Laderaumwanne 12 auf, die sich hinter einem Fahrgastraum 14 des Lastwagens befindet. Die Laderaumwanne 12 weist eine Ladefläche 16 mit einer offenen und freiliegenden Oberseite auf, wenngleich die Ladefläche in anderen Ausführungsformen von oben abgedeckt ist. Eine Heckklappe 18 ist an ihrer Unterseite eingehängt, um Zugang zu der oberen Oberfläche der Ladefläche 16 bereitzustellen. Wenn sie geöffnet ist, können die Heckklappe 18 und die obere Oberfläche der Ladefläche 16 koplanar sein, um eine flache Ladeoberfläche bereitzustellen.
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Viele der Komponenten des Pickups 10 können aus Aluminium gefertigt sein. Die Laderaumwanne 12 und die Ladefläche 16 des Lastwagens sind keine Ausnahme und können aus Aluminium der 6000er Serie hergestellt sein. Falls diese Materialwahl für die Ladefläche 16 getroffen wird, können zusätzliche Verstärkungsstrukturen bereitgestellt sein, um die Festigkeit und Steifigkeit der Ladefläche 16 zu unterstützen. Diese Verstärkungsstrukturen können auch aus Aluminium der 6000er Serie hergestellt sein. Bestimmte Konfigurationen dieser Verstärkungsstrukturen bieten dem Aluminiumlastwagen 10 eine Festigkeit, die mit derjenigen typischer Lastwagen vergleichbar ist, die hauptsächlich aus Stahl hergestellt sind.
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Nach Bilden der Aluminiumladeraumwanne 12 (in 2 getrennt dargestellt) kann diese einem Elektrotauchlackierverfahren zum Aufbringen von Lack unterzogen werden. Während des Elektrotauchlackierverfahrens wird die Laderaumwanne 12 in einen Behälter mit flüssigem Lack eingetaucht, der mit einer elektrischen Ladung zugeführt wird. Die elektrische Spannung, die an den Lack angelegt wird, bewirkt, dass die kolloidalen Teilchen in dem Lack wandern, kondensieren und an der Laderaumwanne 12 anhaften. Dieses Verfahren ermöglicht, dass alle Oberflächen (Oberseite, Unterseite, Seiten usw.) der Laderaumwanne 12 mit einer stark haftenden Lackschicht abgedeckt werden. Andere Elektrotauchlackierverfahren werden innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung in Betracht gezogen; zum Beispiel kann die Laderaumwanne 12 (und nicht die Flüssigkeit) mit der elektrischen Ladung zugeführt werden.
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Nach Auftragen des Lacks wird die Laderaumwanne 12 dann angehoben und aus dem Lackbehälter entnommen. Nachdem die Laderaumwanne 12 den Lackbehälter verlassen hat, kann überschüssiger Lack entfernt werden und erneut in den Behälter abtropfen gelassen werden, sodass der Lack für eine nachfolgende Anwendung recycelt wird. Die Laderaumwanne 12 wird dann in einen Hochtemperaturbackofen gegeben, um den Lack zu härten. Allerdings kann sich eine geringe Menge von flüssigen Fluidrückständen, die an der Laderaumwanne 12 eingefangen werden, schnell aufheizen und sieden, was zu erheblicher Tropfenbildung führt.
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Zum Beispiel weist die Laderaumwanne 12 unter Bezugnahme auf 2 bis 6 einen hinteren Schweller 22 auf, der mit der Unterseite der Ladefläche 16 verbunden ist. Genauer ist der hintere Schweller 22 im Allgemeinen „U“-förmig und weist einen oberen Abschnitt oder ein Element 24 auf, das im Allgemeinen horizontal in Bezug auf die Ladefläche ist und sich mit einem Seitenabschnitt oder Element 25 schneidet, das sich im Allgemeinen vertikal erstreckt. Das obere Element 24 weist eine obere Oberfläche 26, die ausgelegt ist, mit der Unterseite der Ladefläche in einer gegenüberliegenden Beziehung gekoppelt oder verbunden zu werden, und eine entgegengesetzte untere Oberfläche 27 auf. Die Kopplung kann durch Schweißen, Nieten, Verschrauben oder anderweitig erfolgen, um den Schweller direkt oder indirekt mit der Ladefläche zu verbinden. Das Seitenelement 25 weist eine äußere Oberfläche 28 zur Hinterseite des Lastwagens auf, die von der Hinterseite des Lastwagens sichtbar sein kann. Eine entgegengesetzte innere Oberfläche 29 weist zur Vorderseite des Lastwagens.
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Die obere Oberfläche 26 des Schwellers 22 kann im Allgemeinen planar und flach sein, wohingegen die Ladefläche 16 mehrere Wellenformen oder Rillen aufweisen kann, die zur Steifigkeit der Ladefläche 16 beitragen. Während des Elektrotauchlackierverfahrens können sich nach Entnehmen der Laderaumwanne 12 aus dem Lackbehälter Rückstände von flüssigem Lack ansammeln und zwischen der Unterseite der Ladefläche 16 und der oberen Oberfläche 26 des Schwellers 22 oder in andere Bereiche tropfen. Dieser angesammelte Lack, der unkontrolliert zurückbleibt, kann sich seinen Weg hinab zu sichtbaren Oberflächen der Laderaumwanne 12 wie der äußeren Oberfläche 28 des Schwellers 22 bahnen und herunterlaufen, sodass unansehnliche Läufer hinterlassen werden, die hart werden und aushärten.
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Wie nachstehend unter Bezugnahme auf 4 bis 6 beschrieben wird, ist der Schweller 22 mit einem Abfluss (z. B. Ablaufrinne 30) ausgebildet, um die Führung und die Entfernung von Lackrückständen von sichtbaren Oberflächen der Laderaumwanne 12 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu ermöglichen.
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4 zeigt eine Draufsicht der Rückseite der Ladefläche 16 mit dem Schweller 22, der an der Hinterseite und/oder Unterseite der Ladefläche 16 befestigt ist. Wie am besten in 5 zu sehen ist, in der die obere Oberfläche 26 des Schwellers 22 getrennt dargestellt ist, ist der Schweller 22 derart ausgebildet, dass er eine Ablaufrinne 30 in der oberen Oberfläche 26 des Schwellers 22 aufweist. Die Ablaufrinne 30 erstreckt sich entlang der Länge des Schwellers 22 und erstreckt sich in einigen Ausführungsformen entlang der gesamten Länge des Schwellers 22. Die Ablaufrinne 30 kann eine Rille aufweisen, die sich mindestens teilweise durch das obere Element 24 und zu der unteren Oberfläche 27 erstreckt. Wenn sie zusammengebaut ist, befindet sich die Ablaufrinne 30 direkt unterhalb der Ladefläche 16, wobei sich das obere Element 24 in einer gegenüberliegenden Beziehung zu der unteren Oberfläche der Ladefläche 16 befindet. In ähnlicher Weise ist die äußere Oberfläche 28 des Seitenelements 25 im Allgemeinen koplanar zu einer Endoberfläche der Ladefläche 16, sodass eine glatte Oberfläche dazwischen bereitgestellt wird. Während die Laderaumwanne 12 angehoben und aus dem Lackbehälter entnommen wird, kann sich überschüssiger Lack in der Ablaufrinne 30 unterhalb der Ladefläche 16 ansammeln.
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Die Ablaufrinne 30 weist auch ein oder mehrere Ablauflöcher 34 auf. Die Ablauflöcher 34 können Öffnungen sein, die in dem Schweller 22 an beabstandeten Positionen entlang der Ablaufrinne 30 ausgestanzt, ausgeschnitten oder anderweitig darin ausgebildet sind. Wie in 3 zu sehen ist, kann die Rille der Ablaufrinne 30 an Positionen, an denen sich die Ablauflöcher 34 befinden, breiter werden. Während sich der flüssige Lack in der Ablaufrinne 30 ansammelt, ermöglichen die Ablauflöcher 34, dass der flüssige Lack entlang der inneren Oberfläche 29 (und nicht der sichtbaren äußeren Oberfläche 28) des Schwellers 22 herabtropft. Somit wird angesammelter flüssiger Lack derart gelenkt, dass er sich sammelt und an Oberflächen der Laderaumwanne 12 herabtropft, die für eine Person, die hinter dem Pickup 10 steht, nicht sichtbar sind.
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6 zeigt eine Querschnittsansicht des Schwellers 22 unterhalb der Ladefläche 16 durch eines der Ablauflöcher 34 in der Ablaufrinne 30. Man wird verstehen, dass, wenngleich ein Raum zwischen der Ladefläche 16 und der oberen Oberfläche 26 vorhanden ist, dieser Raum zu Darstellungszwecken vergrößert ist, um den Strömungsweg von Lack hervorzuheben, der zwischen der Ladefläche 16 und dem Schweller 22 nach Entnahme aus dem Elektrotauchlackierbehälter eingefangen ist. Die Rinne 30 kann sich in einem hinteren Bereich der oberen Oberfläche 26 näher zu dem Seitenelement 25 als zur Vorderseite des Schwellers 22 befinden. Wie dargestellt, kann sich der eingefangene Lack in der Rinne 30 sammeln und zu einem oder mehreren der Ablauflöcher 34 fließen. Die Ablauflöcher 34 können von einer Position direkt über dem Seitenelement 25 im Allgemeinen versetzt angeordnet sein (z. B. zur Vorderseite des Lastwagens). Dadurch wird ermöglicht, dass der Lack an der inneren Oberfläche 29 des Seitenelements 25 des Schwellers 22 herabtropft, wobei gleichzeitig verhindert wird, dass der Lack an der sichtbaren äußeren Oberfläche 28 des Seitenelements 25 herabtropft. Während der Lack erwärmt und gehärtet wird, können Läufer nur entlang der nach innen weisenden Oberflächen des Schwellers und/oder der Ladefläche sowie an Bereichen vorhanden sein, die für eine Person, die hinter dem Pickup 10 steht, nicht sichtbar sind.
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Wenngleich oben beschriebene Ausführungsformen einen Pickup betreffen, wird man verstehen, dass die strukturellen Merkmale der vorliegenden Offenbarung mit anderen Fahrzeugen wie zum Beispiel SUV (Sports Utility Vehicles), Lieferwagen usw. benutzt werden können. Wenngleich hierin eine Laderaumwanne beschrieben ist, wird man gleichermaßen verstehen, dass Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auch auf einen Pickup mit flacher Ladefläche ohne Laderaumwanne angewendet werden können.
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Man wird auch verstehen, dass sich Ausdrücke wie „horizontal“ und „vertikal“ auf eine Bodenoberfläche eines voll montierten Fahrzeugs beziehen sollen. Zum Beispiel ist das Seitenelement in Bezug auf den Boden vertikal, wenn der Schweller an der Ladefläche befestigt ist. Natürlich können die Ausdrücke „horizontal“ und „vertikal“ vor der Montage an dem Pickup andere relative Bedeutungen annehmen.
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Wenngleich vorstehend Ausführungsbeispiele beschrieben sind, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben, die von den Ansprüchen erfasst sind. Die in der Spezifikation verwendeten Begriffe sind beschreibende und nicht einschränkende Begriffe und man wird verstehen, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Geist und den Schutzbereich der Offenbarung zu verlassen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die nicht ausdrücklich beschrieben oder dargestellt sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen als vorteilhaft oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen gemäß dem Stand der Technik in Bezug auf eine oder mehrere erwünschte Eigenschaften bevorzugt beschrieben wurden, wird der Durchschnittsfachmann erkennen, dass eine oder mehrere Eigenschaften oder Merkmale beeinträchtigt werden können, um gewünschte Systemattribute zu erzielen, die von der jeweiligen Anwendung und Umsetzung abhängen. Diese Attribute können einschließen, sind jedoch nicht beschränkt auf: Kosten, Festigkeit, Strapazierfähigkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Gebrauchsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, einfache Montage usw. Die hierin beschriebenen Ausführungsformen, die in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen des Standes der Technik beschrieben sind, liegen nicht außerhalb des Schutzbereichs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
