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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Diese Offenbarung betrifft einen Heckwischer für ein Kraftfahrzeug.
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Es ist bekannt, dass Kraftfahrzeuge ein Heckfenster aufweisen, das als Teil eines Heckverschlusses ausgebildet ist. Bei beispielsweise Sport-Utility-Fahrzeugen (SUVs), Heckklappen-Fahrzeugen und Minivans beinhalten Heckfenster allgemein einen Heckwischer, der ausgelegt ist, um sich über das Heckfenster zu bewegen, um Wasser und Schmutz zu entfernen.
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KURZDARSTELLUNG
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Ein Heckwischer für ein Kraftfahrzeug gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem einen Wischerarm, der einen überspritzten Metallstab beinhaltet.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform des vorstehenden Heckwischers ist der Metallstab entlang seiner Länge gekrümmt, wenn er sich in einer Ruheposition befindet, und der Metallstab ist in Richtung auf die Ruheposition vorgespannt.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Heckwischer beinhaltet ein erstes Ende des Wischerarms ein erstes Verbindungsteil, das ausgelegt ist, um den Wischerarm mit einem Wischerblatt zu verbinden.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Heckwischer ist das erste metallische Verbindungsteil ein Stift.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Heckwischer beinhaltet ein zweites Ende des Wischerarms gegenüber dem ersten Ende ein zweites Verbindungsteil, das ausgelegt ist, um den Wischerarm mit einer drehbaren Welle zu verbinden, das zweite Verbindungsteil besteht aus einem metallischen Material und der Wischerarm ist durch ein Überspritzen, welches den Metallstab und das zweite Verbindungsteil beinhaltet, bereitgestellt.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Heckwischer beinhaltet das zweite metallische Verbindungsteil Nuten, die ausgelegt sind, um in Keile der drehbaren Welle einzugreifen.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Heckwischer ist der Metallarm mit einem Polymermaterial überspritzt.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Heckwischer beinhaltet das Polymermaterial 10 Gew.-% bis 50 Gew.-% Glasfasern.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Heckwischer ist das Polymermaterial Polybutylenterephthalat.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Heckwischer ist der Metallstab aus Aluminium hergestellt.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Heckwischer ist der Heckwischer ausgelegt, um ein Heckfenster des Kraftfahrzeugs zu wischen.
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Ein Kraftfahrzeug gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem ein Heckfenster und einen Wischer, der ausgelegt ist, um das Heckfenster zu wischen. Der Wischer, der einen Wischerarm beinhaltet, der einen überspritzten Metallstab aufweist, und der Metallstab spannen den Wischer gegen das Heckfenster vor.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform des vorstehenden Kraftfahrzeugs ist der Metallstab mit einer Krümmung entlang seiner Länge ausgebildet, wenn er sich in einer Ruheposition befindet, und ein Kontakt zwischen dem Wischer und dem Heckfenster bewegt den Metallstab aus der Ruheposition.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorgenannten Kraftfahrzeuge umfasst das Fahrzeug ferner eine drehbare Welle, die ausgelegt ist, um den Wischer relativ zu dem Heckfenster zu drehen. Der Wischerarm beinhaltet ferner ein erstes Verbindungsteil, das erste Verbindungsteil besteht aus einem metallischen Material, und der Wischerarm ist durch ein Überspritzen, das den Metallstab und das erste Verbindungsteil beinhaltet, bereitgestellt. Das erste Verbindungsteil ist mit der drehbaren Welle verbunden.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorgenannten Fahrzeuge beinhaltet der Wischer ein Wischerblatt, das mit einem zweiten Verbindungsteil des Wischerarms verbunden ist.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorgenannten Fahrzeuge bewirkt die Bewegung des Metallstabes aus der Ruheposition, dass der Wischer eine Belastung von etwa 18 Gramm Kraft pro Zentimeter der Länge des Wischerblattes auf das Heckfenster ausübt.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Kraftfahrzeuge ist der Metallarm mit Polybutylenterephtalat überspritzt, das 10 Gew.-% bis 50 Gew.-% Glasfasern beinhaltet.
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Ein Verfahren gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem das Ausbilden einen Wischerarmes durch Überspritzen eines Metallstabes.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform des vorstehenden Verfahrens ist der Metallstab gerollt, um dem Metallstab eine Krümmung entlang seiner Länge bereitzustellen.
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In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren ist der Wischerarm durch Überspritzen des Metallstabes und eines Verbindungsteils zum Verbinden des Wischerarms mit einer drehbaren Welle ausgebildet.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Rückansicht eines Kraftfahrzeugs, das einen Heckwischer beinhaltet.
- 2 veranschaulicht einen beispielhaften Heckwischer.
- 3 veranschaulicht das Detail eines Verbindungsteils zwischen einem Wischerarm und einem Wischerkopf.
- 4 ist ein Ablaufdiagramm zur Darstellung eines Beispielverfahrens zum Ausbilden eines Heckwischers.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Diese Offenbarung betrifft einen Heckwischer für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Ausbilden desselben. In dieser Offenbarung beinhaltet der Heckwischer einen Wischerarm, der einen überspritzten Metallstab beinhaltet. Der Metallstab ist ein federbelasteter Stab und spannt den Wischerarm gegen ein Heckfenster des Fahrzeugs vor. Daher ist der Wischerarm mit einer einzelnen überspritzten Komponente bereitgestellt, was die Anzahl der Komponenten in dem Wischerarm senkt. Dies wiederum führt zu geringeren Kosten und einer/m einfacheren Herstellung und Zusammenbau.
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Mit Bezug auf die Zeichnungen ist 1 eine perspektivische Rückansicht eines Kraftfahrzeugs 10, das als Sport-Utility-Fahrzeug (SUV) dargestellt ist, welches eine Heckklappenanordnung 12 beinhaltet. Auch wenn 1 ein SUV darstellt, ist diese Offenbarung nicht auf SUVs beschränkt und erstreckt sich auf andere Fahrzeuge, einschließlich unter anderem Minivans und Heckklappen-Fahrzeuge.
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In diesem Beispiel beinhaltet die Heckklappenanordnung 12 eine Heckklappe 14, die zwischen einer vollständig offenen Position und einer geschlossenen Position drehbar ist, um selektiv eine Öffnung, die in einer Rückseite einer Fahrzeugkarosserie 16 definiert ist, zu öffnen beziehungsweise zu schließen. Die Heckklappe 14 ist schwenkbar an der Fahrzeugkarosserie 16 in der Nähe einer oberen Kante der Heckklappe 14 montiert. Wie in dieser Offenbarung verwendet, betrifft die Fahrzeugkarosserie 16 den Rahmen (einschließlich Säulen) und die Verkleidung des Fahrzeugs 10.
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Die Heckklappenanordnung 12 beinhaltet ebenfalls ein Heckfenster 18, dass in diesem Beispiel ein Klappfenster ist. Das Heckfenster 18 ist in diesem Beispiel drehbar zwischen einer vollständig offenen und geschlossenen Position, um selektiv einen Abschnitt der Öffnung, die an der Rückseite der Fahrzeugkarosserie 16 definiert ist, freizulegen. Wie die Heckklappe 14 ist das Heckfenster 18 schwenkbar an der Fahrzeugkarosserie 16 in der Nähe einer oberen Kante des Heckfensters 18 montiert. Zwar ist in 1 ein Klappfenster dargestellt, es versteht sich jedoch, dass diese Offenbarung sich auf Fahrzeuge erstreckt, die keine Klappfenster beinhalten. Das Fahrzeug 10 kann beispielsweise ein Heckfenster 18 beinhalten, das zum Beispiel relativ zu der Heckklappe 14 oder der Fahrzeugkarosserie 16 befestigt ist.
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Das Fahrzeug 10 beinhaltet einen Heckwischer 20, der ausgelegt ist, um sich quer über das Heckfenster 18 zu bewegen und Wasser, Eis, Schnee und andere Rückstände davon zu befreien. Mit Bezug auf 2 beinhaltet der Wischer 20 einen Wischerarm 22, einen Wischerkopf 24, der mit dem Wischerarm 22 verbunden ist, und ein Wischerblatt 26, das mit dem Wischerkopf 24 verbunden ist. Es versteht sich, dass bestimmte Aspekte des Wischerarms 20 nur zu Veranschaulichungszwecken in den Figuren vergrößert dargestellt sind.
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Der Wischerarm 22 weist ein erstes Ende 28 auf, das ausgelegt ist, um sich mit einer drehbaren Welle zu verbinden, die ausgelegt ist, um den Wischer 20 zu drehen. Der Wischerarm 22 beinhaltet ferner ein zweites Ende 30, das sich gegenüber dem ersten Ende 28 befindet und mit dem Wischerkopf 24 über ein Verbindungsteil 32 verbunden ist.
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In dieser Offenbarung ist der Wischerarm 22 durch eine einzelne überspritzte Komponente bereitgestellt. Überspritzen ist der Prozess des Hinzufügens von Material über bereits bestehende Stücke oder Teile unter Verwendung eines Formgebungsprozesses. Das Ergebnis ist eine integrierte Komponente, welche das ursprüngliche Stück oder die ursprünglichen Stücke und das zusätzliche Material, das durch den Überspritzprozess hinzugefügt wird, beinhaltet.
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Der Wischerarm 22 in dieser Offenbarung wird durch Überspritzen von mindestens einer bereits bestehenden Komponente bereitgestellt. Der Wischerarm 22 beinhaltet insbesondere einen überspritzten Metallstab 34. Der Metallstab 34 ist derart ausgebildet, dass er entlang seiner Länge gekrümmt ist. Daher weist der Metallstab 34 eine Krümmung auf, wenn er sich in einer Ruheposition befindet, in der keine äußeren Kräfte auf den Metallstab 34 aufgebracht werden. In diesem Beispiel weist der Metallstab 34 einen allgemein rechteckigen Querschnitt auf. In einem weiteren Beispiel ist der Metallstab 34 in seinem Querschnitt nicht rechteckig. Der Metallstab 34 kann beispielsweise durch eine Struktur, wie beispielsweise „Musikdraht“ oder „Klavierdraht“ bereitgestellt sein, die aus einem gehärteten, kohlenstoffreichen Stahl, der als Federstahl bekannt ist, hergestellt ist.
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2 zeigt den Metallstab 34 in einer Ruheposition. In 2 ist der Metallstab 34 gekrümmt und folgt einem konstanten Krümmungsradius R, der einen Ausgangspunkt O auf einer Seite des Wischers 22 aufweist, der das Heckfenster 18 des Fahrzeugs 10 berührt. In 2 befindet sich das Wischerblatt 26 zwischen dem Ausgangspunkt O und dem Wischerarm 22. Diese Offenbarung ist nicht auf Metallstäbe beschränkt, die einen konstanten Krümmungsradius aufweisen, und erstreckt sich auf andere Wischerarme mit Metallstäben, die zu dem Heckfenster eines Fahrzeugs hin gekrümmt sind.
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Wenn der Wischer 20 an dem Fahrzeug 10 montiert ist, berührt das Heckfenster 18 direkt das Wischerblatt 26 und bewegt den Wischerarm 22 in eine Richtung D1 vom Heckfenster 18 weg. In einem Beispiel bewegt das Heckfenster den Wischerarm 22, sodass der Metallstab 34 im Wesentlichen gerade ist und sich nicht mehr in der Ruheposition aus 2 befindet. Die Vorspannung des Metallstabes 34 in Richtung auf die Ruheposition drückt jedoch den Wischerarm 22 und wiederum das Wischerblatt 26 in die Richtung D2 zu dem Heckfenster 18 hin.
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Die Vorspannung des Metallstabes 34 stellt einen direkten Kontakt zwischen dem Wischerblatt 26 und dem Heckfenster 18 bereit, der ausreichend ist, damit der Wischer 20 das Heckfenster 18 entsprechend reinigen kann. In einem Beispiel ist der Metallstab 34 angeordnet, sodass der Wischer 20 eine Belastung von etwa 18 g Kraft (etwa 0,04 lbf) Zentimeter der Länge des Wischerblatts 26 auf das Heckfenster 18 ausübt.
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In einem Beispiel ist der Metallstab 34 aus Aluminium hergestellt. Diese Offenbarung erstreckt sich auf andere Materialarten, die allerdings andere metallische oder nicht metallische Materialien beinhalten. In demselben Beispiel ist der Rest des Wischerarms 22, der mit 36 markiert ist, durch ein Polymermaterial bereitgestellt. Das Polymermaterial kann insbesondere Polybutylenterephtalat (manchmal als PBT abgekürzt) sein. Das Polymermaterial kann alternativ oder zusätzlich ein faserverstärktes Polymermaterial sein, das zwischen 10 - 50 Gew.-% Glasfasern beinhaltet.
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In der Ausführungsform aus 2 ist der Wischerarm 22 mit zwei zusätzlichen, bereits bestehenden Komponenten zusätzlich zu dem Metallstab 34 überspritzt. Wie in 3 dargestellt, beinhaltet der Wischerarm 22 insbesondere ein erstes Verbindungsteil 38, dass ausgelegt ist, um den Wischerarm 22 mit dem Wischerkopf 24 und wiederum mit dem Wischerblatt 26 zu verbinden. In diesem Beispiel ist das erste Verbindungsteil 38 ein Stift und kann aus Kunststoff hergestellt und während des Überspritzprozesses ausgebildet werden. Alternativ kann das erste Verbindungsteil 38 aus einem metallischen Material hergestellt sein und kann überspritzt sein.
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Das erste Verbindungsteil 38 ist ausgelegt, um sich mit dem Wischerkopf 24 über ein geschlitztes Verbindungsteil 40 zu verbinden. Das geschlitzte Verbindungsteil 40 kann aus Kunststoff ausgebildet sein oder kann ein metallisches Material sein. Das erste Verbindungsteil 38 und das geschlitzte Verbindungsteil 40 stellen zusammen das Verbindungsteil 32 bereit. Das geschlitzte Verbindungsteil 40 kann zum Beispiel eine Arretierung oder eine Klemme beinhalten, die ausgelegt sind, um den Eingriff mit dem ersten Verbindungsteil 38 beizubehalten. Es versteht sich, dass diese Offenbarung nicht auf die Einzelheiten des ersten Verbindungsteils 38 und des geschlitzten Verbindungsteils 40 beschränkt ist. Es versteht sich ferner, dass das geschlitzte Verbindungsteil 40 in den Wischerarm 22 integriert sein kann und dass der Wischerkopf 24 einen Stift beinhalten kann.
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Der Wischerarm 22 aus 2 ist ebenfalls mit einem zweiten Verbindungsteil 42 überspritzt, das ausgelegt ist, um den Wischerarm 22 mit einer drehbaren Welle einer Betätigungseinrichtung zu verbinden, die ausgelegt ist, um den Wischer 20 zu drehen. Die drehbare Welle kann an dem Fahrzeug 10 an einer zu dem Heckfenster 18 benachbarten Stelle montiert sein. Das zweite Verbindungsteil 42 ist allgemein zylinderförmig mit einer zentralen Bohrung, die ausgelegt ist, um die drehbare Welle in Eingriff zu bringen, und ist um eine Achse A herum definiert. Die Achse A verläuft im Wesentlichen senkrecht zu der Länge des Wischerarms 22 und der Länge des Metallstabs 34. Das zweite Verbindungsteil 42 kann aus einem metallischen Material bestehen und kann Merkmale beinhalten, die ausgelegt sind, um die drehbare Welle in Eingriff zu bringen. In einem Beispiel beinhaltet die drehbare Welle Keile, und das zweite Verbindungsteil 42 beinhaltet Nuten, die ausgelegt sind, um die Keile aufzunehmen.
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Auch wenn in dieser Offenbarung der Wischerarm 22 durch ein Überspritzen von drei bereits bestehenden Stücken bereitgestellt ist, versteht es sich, dass der Wischerarm 22 durch ein Überspritzen, das nur den Metallstab 34 beinhaltet, bereitgestellt werden kann. Der Wischerarm 22 kann alternativ beispielsweise mit dem Wischerkopf 24 einstückig ausgebildet sein, was den Bedarf für das erste Verbindungsteil 38 eliminiert. Ferner kann der Wischerarm 22 ohne Verwendung eines zweiten Verbindungsteils 42 mit der drehbaren Welle verbunden sein.
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4 ist ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines beispielhaften Verfahrens 44 zum Ausbilden des Wischerarms 22. Wie allgemein oben erwähnt, wird der Wischerarm 22 durch Überspritzen des Wischerarms 22 mit mindestens einem bereits bestehenden Stück ausgebildet. In der Ausführungsform aus 2 wird der Wischerarm 22 durch Überspritzen des Metallstabes 34, des ersten Verbindungsteils 38 und des zweiten Verbindungsteils 42 ausgebildet.
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Der Metallstab 34 stellt den Wischerarm 22 und wiederum den Wischer 20 mit einer Vorspannung in Richtung auf die Ruheposition des Metallstabes 34 bereit. In dem Verfahren 44 wird der Metallstab 44 mit einer Krümmung bei 46 ausgebildet. In einem Beispiel ist der Metallstab 34 gerollt, um den Metallstab 34 mit der Krümmung bereitzustellen. Die Krümmung des Metallstabes 34 bewirkt, dass der Wischer 20 ein angemessenes Kraftniveau auf das Heckfenster 18 ausübt.
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Bei 48 sind der Metallstab 34, das erste Verbindungsteil 38 und das zweite Verbindungsteil 42 in einem Formhohlraum bereitgestellt. Der Formhohlraum ist geformt, um der Form des Wischerarms 22 zu entsprechen. Bei 50 sind der Metallstab 34, das erste Verbindungsteil 38 und das zweite Verbindungsteil 42 mit dem Material überspritzt, das den Rest 36 des Wischerarms 22 bereitstellt, zum Beispiel unter Verwendung eines Spritzgussprozesses. Wie oben erwähnt, kann das Überspritzmaterial ein Polymermaterial sein. Da das Polymer innerhalb des Formhohlraums abkühlt, haftet es an dem Metallstab 34, dem ersten Verbindungsteil 38 und dem zweiten Verbindungsteil 42, um eine einzelne, überspritzte Komponente mit einer Form, die zum Beispiel der in 2 veranschaulichten Form entspricht, bereitzustellen. Auch wenn ein Beispielverfahren 44 hierin beschrieben wurde, erstreckt sich diese Offenbarung auf andere Verfahren zum Bilden des Wischerarms 22. Wie oben erwähnt, kann der Wischerarm 22 insbesondere das erste Verbindungsteil 38 und das zweite Verbindungsteil 42 ausschließen.
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Es versteht sich, dass Ausdrücke wie „etwa“, „im Wesentlichen und „im Allgemeinen“ nicht als Ausdrücke mit grenzenloser Bedeutung gedacht sind und im Einklang damit interpretiert werden sollten, wie der Fachmann diese Ausdrücke interpretiert.
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Obwohl die verschiedenen Beispiele die spezifischen in den Darstellungen gezeigten Komponenten aufweisen, sind Ausführungsformen dieser Offenbarung nicht auf diese besonderen Kombinationen beschränkt. Es ist möglich, einige der Komponenten oder Merkmale eines der Beispiele in Kombination mit Merkmalen oder Komponenten eines anderen der Beispiele zu verwenden.
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Dem Durchschnittsfachmann ist ersichtlich, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft und nicht einschränkend sind. Das heißt, dass Modifikationen dieser Offenbarung in den Geltungsbereich der Patentansprüche fallen. Dementsprechend sollten die folgenden Patentansprüche genau gelesen werden, um ihren eigentlichen Geltungsbereich und Inhalt zu erkennen.
