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Diese Anmeldung wird am 6. Oktober 2017 als eine internationale PCT-Anmeldung eingereicht und beansprucht die Priorität der am 6. Oktober 2016 eingereichten vorläufigen
US-Patentanmeldung mit der Ifd. Nummer 62/404,913 mit dem Titel „FILTER ELEMENT“, auf die hier in ihrer Gesamtheit Bezug genommen wird.
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Filterelement, beispielsweise ein Luftfilterelement zum Filtern eines Fluids, beispielsweise einen Filter für die Einlassluft eines Verbrennungsmotors.
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Das US-Patent
US-7,267,706 offenbart einen Luftfilter zur Reinigung von Verbrennungsluft für einen Verbrennungsmotor, der einen im Wesentlichen metallfreien Filtereinsatz umfasst, der einen Hohlzylinder bildet, der an den axialen Endseiten des Filtermediums des Filtereinsatzes angeordnete Endscheiben aufweist, wobei ein Ende ein Griffelement, das sich axial von dem Filterelement weg erstreckt, aufweist und die andere Endscheibe als Hohlzylinder mit einer konzentrischen, radial wirkenden, elastischen Flachdichtung konstruiert ist.
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Filterelemente sind in einem Filtergehäuse positioniert. Das Griffelement der
US 7,267,706 weist den Nachteil auf, dass es sich in der Länge des Filterelements erstreckt, wodurch die zur Verfügung stehende Länge für das Aufbringen des Filtermediums reduziert wird. Für eine vorbestimmte Gehäuselänge ist somit das Medienausmaß im Vergleich zu einem ähnlichen Element, das keinen derartigen Griff umfasst, reduziert. Das offenbarte Griffelement ist darüber hinaus starr und nicht verformbar. Die Herstellung dieser Elemente ist relativ kostspielig, da eine Reihe von Folgearbeitsschritten durchgeführt werden müssen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Griffelement während der Wartung unbeabsichtigt mit Hindernissen interagieren kann.
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Es besteht weiterhin Bedarf an verbesserten Prozessen und zugehörigen Vorrichtungen in der Industrie.
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Es wird ein Filterelement offenbart, das ein Filtermedium, wobei das Filterelement eine erste Endkappe an einem ersten axialen Ende umfasst, wobei die Endkappe eine Endfläche des Filterelements definiert, umfasst und ferner ein rückfederndes Zugmittel (oder eine rückfedernde Zuganordnung oder einen rückfedernden Griff oder eine rückfedernde Vorrichtung) zum Lösen des Filterelements von einem entsprechenden Filtergehäuse umfasst.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsformen erstreckt sich das Zugmittel nicht über die Endfläche hinaus.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsformen ist die Endfläche eine im Wesentlichen planare Fläche.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsformen ist das Zugmittel vollkommen unter der planaren Endfläche positioniert. Bei alternativen Ausführungsformen liegt eine obere Fläche des Zugmittels an der planaren Endfläche an.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsformen definiert das Filtermedium ein Innenvolumen des Filterelements und das Zugmittel ist zumindest zum Teil oder komplett in dem Innenvolumen enthalten.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsformen ist das Filtermedium in der Endkappe an einem ersten Ende des Filtermediums eingebettet. Dies kann das Ergebnis eines Überspritzungsprozesses sein.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsformen ist die Endfläche parallel zu einer planaren Fläche, die von einem entsprechenden axialen Ende des Filtermediums in der ersten Endkappe definiert wird.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsformen ist die planare Endfläche senkrecht auf einer Symmetrieachse des Filtermediums ausgerichtet.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsformen ist das Zugmittel derart angeordnet und ausgeführt, dass sich das Zugmittel bei Durchführung eines Ziehvorgangs an dem Zugmittel, z. B. mit einer zum Lösen des Filterelements aus einer Dichtungsposition in einem Gehäuse geeigneten Kraft, zumindest zum Teil über die (z. B. planare) Endfläche erstreckt. Gemäß bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Zugmittel mindestens eine Zuglasche oder mindestens einen Griffabschnitt, die bzw. der sich senkrecht zur axialen Richtung des Filterelements erstreckt.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsformen ist das Zugmittel ein integraler Teil der ersten Endkappe, wobei die erste Endkappe ein flexibles Material umfasst, in dem ein axialer Endabschnitt des Filtermediums eingebettet ist. Gemäß bevorzugten Ausführungsformen besteht die Endkappe, einschließlich des Zugmittels, aus einem derartigen flexiblen Material und wird vorzugsweise in einem einzigen Schritt ausgebildet.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsformen umfassen die erste Endkappe und das Zugmittel Polyurethan (PU; z. B. schäumbares oder nicht schäumbares) und/oder thermoplastisches Elastomer (TPE) und/oder ein anderes geeignetes Material, das dem Fachmann bekannt ist, oder bestehen daraus. Kautschuk und Silikon können auch als geeignete Materialien eingesetzt werden.
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Gemäß alternativen Ausführungsformen ist die erste Endkappe mit Ausnahme des Zugmittels starr. Beispielsweise kann die erste Endkappe aus einem Hartkunststoff hergestellt sein und kann eine Zuglasche umfassen, die aus einem elastisch verformbaren Material, wie z. B. einem thermoplastischen Elastomer, hergestellt ist.
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Die Endkappe aus Kunststoff kann beispielsweise mit den Medien und, falls vorhanden, Innen- und/oder Außenverkleidungen dicht verklebt, beispielsweise geleimt oder vergossen, sein.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Filterelement ferner eine Innenverkleidung und/oder eine Außenverkleidung, die das Filtermedium umgeben und stützen, wobei ferner ein axialer Endabschnitt der Innen- und/oder der Außenverkleidung in der ersten Endkappe eingebettet sind. Beispielsweise können die Innenverkleidung, die Außenverkleidung und das Filtermedium an einer gemeinsamen planaren Fläche anliegen.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Zugmittel eine Greifstruktur, die in einer Vertiefung in der Endfläche der ersten Endkappe angeordnet ist. Beispielsweise kann sich die Vertiefung in das Innenvolumen, z. B. von der planaren Endfläche der Endkappe, erstrecken.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Zugmittel mindestens eine vorkragende Zuglasche oder einen vorkragenden Griffabschnitt, die bzw. der in der Vertiefung in der ersten Endkappe angeordnet ist.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsformen sind die Vertiefung und die vorkragende(n) Zuglasche(n) derart ausgeführt und angeordnet, dass sie gestatten, dass ein Finger unter die vorkragende Lasche in der Vertiefung greift, wie z. B. ein durchschnittlicher Daumen oder Zeigefinger eines erwachsenen Mannes. Vorzugsweise ist die vorkragende Zuglasche ferner dazu ausgeführt, das Anlegen einer Zugkraft an das Filterelement, die größer als die zum Lösen des Filterelements von dem Gehäuse erforderliche Kraft ist, d. h. zum Aufbrechen der von der anderen/zweiten Endkappe, die an einem zweiten axialen Ende positioniert ist, mit dem Gehäuse gebildeten Abdichtung, zu gestatten. Gemäß bevorzugten Ausführungsformen umfasst die Zuglasche einen nach innen ausgerichteten oder konkaven bogenförmigen Bereich, der zusammen mit der Innenseitenwand der Vertiefung eine Öffnung definiert, die das Durchführen eines Fingers bei Bewegung in eine Ziehposition unter der vorkragenden Lasche gestattet.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsformen ist eine obere Fläche der Zuglasche im Wesentlichen parallel zu der planaren Endfläche der ersten Endkappe oder liegt in dieser.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsformen umfasst eine Fläche der Greifstruktur, z. B. der Zuglasche, z. B. eine obere und/oder untere Fläche davon, Antirutschmerkmale.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Filterelement ferner einen ersten Satz von mindestens drei Vertiefungen in einer radialen Außenfläche der ersten Endkappe, die sich axial von der Endfläche auf eine Höhe über der jeweiligen Endfläche des Filtermediums hinaus erstrecken. Die Vertiefungen können regelmäßig, beispielsweise in konstanten Winkelabständen, angeordnet sein. Die Vertiefungen liegen vorzugsweise mit ihrer sich radial am weitesten nach innen erstreckenden Fläche an der Außenfläche der Außenverkleidung an.
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Die erste Endkappe ist vorzugsweise geschlossen, d. h. sie gestattet nicht, dass Fluid, beispielsweise Luft, von dem Abschnitt der ersten Endkappe in den Innenhohlraum eindringt.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Filterelement ferner einen zweiten Satz von mindestens drei Vertiefungen in einer radialen Außenfläche der ersten Endkappe, die sich axial von der Endfläche erstrecken und an der jeweiligen Endfläche des Filtermediums anliegen.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Filterelement ferner eine zweite Endkappe an einem axialen Ende gegenüber der ersten Endkappe, wobei die zweite Endkappe ein Dichtungsmittel, wie z. B. eine Dichtung oder Flachdichtung, umfasst und zur Abdichtung gegen einen Fluidkanal in einem Gehäuse ausgeführt ist. Die zweite Endkappe ist vorzugsweise offen. Sie kann eine elastische Flachdichtung, die radial und/oder axial wirkt, umfassen. Anders ausgedrückt kann die Dichtung eine radial gerichtete Komponente aufweisen, z. B. kann sie radial beispielsweise nach innen oder nach außen gerichtet sein. Sie kann auch eine axial gerichtete Komponente aufweisen oder eine axial gerichtete Dichtung sein.
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Bei einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Filteranordnung offenbart, die ein Gehäuse und ein Filterelement nach einer der Ausführungsformen des ersten Aspekts, das in dem Gehäuse angeordnet ist, umfasst, wobei das Gehäuse keinen lateralen Zugang zu dem Filterelement bei Wartung des Elements gestattet.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsformen ist das Medium rohrartig. Beispielsweise kann es eine Zylinderform oder eine konische Hüllfläche umfassen.
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Das Filterelement kann beispielsweise ein Hauptfilterelement oder ein Sicherheitselement in einem Lufteinlasssystem für einen Motor sein.
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In einem Beispiel der Offenbarung umfasst das Filterelement ein Filtermedium, das sich zwischen einem ersten axialen Ende und einem zweiten axialen Ende erstreckt, eine erste Endkappe, die an dem ersten axialen Ende des Filtermediums angeordnet ist und sich zwischen einem Basisende und einem distalen Ende erstreckt, und einen rückfedernden Griff, der in der ersten Endkappe ausgebildet ist und bezüglich eines Restabschnitts der ersten Endkappe elastisch auslenkbar ist, wobei der rückfedernde Griff zum Lösen des Filterelements von einem entsprechenden Filtergehäuse vorgesehen ist.
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In einem Beispiel der Offenbarung ist der rückfedernde Griff zwischen dem Basisende und dem distalen Ende der ersten Endkappe positioniert, wenn sich der rückfedernde Griff in einem Ruhezustand befindet.
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In einem Beispiel der Offenbarung ist mindestens ein Abschnitt des rückfedernden Griffs in einem Innenvolumen, das von dem Filtermedium definiert wird, positioniert.
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In einem Beispiel der Offenbarung erstreckt sich mindestens ein Abschnitt des rückfedernden Griffs über das distale Ende der ersten Endkappe hinaus, wenn sich der rückfedernde Griff in einem ausgelenkten Zustand befindet.
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In einem Beispiel der Offenbarung sind die Endkappe und der rückfedernde Griff aus einem Polyurethanmaterial gebildet. In einigen Beispielen sind die Endkappe und der rückfedernde Griff aus Kautschuk oder Silikon gebildet.
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In einem Beispiel der Offenbarung umfasst das Filterelement zusätzlich eine Innenverkleidung und/oder eine Außenverkleidung, die das Filtermedium umgeben und stützen.
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In einem Beispiel ist ferner ein axialer Endabschnitt der Innen- und/oder Außenverkleidung in der ersten Endkappe eingebettet.
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In einem Beispiel der Offenbarung ist der rückfedernde Griff mit einem Antirutschmerkmal an einer ersten Seite und/oder einer zweiten Seite des rückfedernden Griffs versehen.
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In einem Beispiel der Offenbarung umfasst der rückfedernde Griff einen Basisabschnitt und einen vorkragenden Griffabschnitt, wobei der Basisabschnitt die erste Endkappe mit dem vorkragenden Griffabschnitt verbindet.
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In einem Beispiel der Offenbarung ist der vorkragende Griffabschnitt dahingehend von der ersten Endkappe beabstandet, zu gestatten, dass ein Finger zwischen den vorkragenden Griffabschnitt und die erste Endkappe greift.
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In einem Beispiel der Offenbarung umfasst der rückfedernde Griff mehrere radial angeordnete rückfedernde Griffe.
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In der folgenden Beschreibung werden vielfältige zusätzliche Aspekte angeführt. Die Aspekte beziehen sich auf individuelle Merkmale und auf Kombinationen aus Merkmalen. Es versteht sich, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung lediglich beispielhaft und erläuternd sind und die weitläufigen erfinderischen Konzepte, auf denen die hier offenbarten Beispiele basieren, nicht einschränken.
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Die beiliegenden Zeichnungen, die hier integriert sind und einen Teil der Beschreibung darstellen, veranschaulichen einige Aspekte der vorliegenden Offenbarung. Es folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen:
- 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Filterelements gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Filterelements gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
- 3 ist eine auseinandergezogene Ansicht der in 2 dargestellten Ausführungsform.
- 4 ist eine Draufsicht der ersten Endkappe der in 2 dargestellten Ausführungsform.
- 5 ist eine Querschnittsansicht der in 1 und 2 veranschaulichten Ausführungsformen.
- 6 ist ein Detail der Querschnittsansicht von 5.
- 6A ist ein Detail der Querschnittsansicht von 5, das das rückfedernde Zugmittel des Filterelements in einem ausgelenkten Zustand zeigt.
- 7a veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einer perspektivischen Ansicht.
- 7b ist eine Querschnittsansicht der in 7a dargestellten Ausführungsform.
- 8 ist eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der Offenbarung, wobei zwei Zugmittel an einer geschlossenen Endkappe vorgesehen sind.
- 9 ist eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der Offenbarung, wobei vier Zugmittel an einer geschlossenen Endkappe vorgesehen sind.
- 10 ist eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der Offenbarung, wobei vier Zugmittel an einer geschlossenen Endkappe vorgesehen sind.
- 11 ist eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der Offenbarung, wobei zwei Zugmittel an lediglich einer Hälfte der geschlossenen Endkappe vorgesehen sind.
- 12 ist eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der Offenbarung, wobei zwei Zugmittel an einer geschlossenen Endkappe vorgesehen sind, wobei die Zugmittel voneinander und der Mitte der Endkappe weg weisen.
- 13 ist eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der Offenbarung, wobei vier Zugmittel an einer geschlossenen Endkappe vorgesehen sind und sich einen gemeinsamen Stützring teilen.
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Verschiedene Beispiele werden mit Bezug auf die Zeichnungen genauer beschrieben, wobei übereinstimmende Bezugszeichen über die verschiedenen Ansichten hinweg übereinstimmende Teile und Anordnungen darstellen. Die Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsformen beschränkt nicht den Schutzumfang der hier anhängigen Ansprüche. Darüber hinaus sollen jegliche Beispiele, die in der vorliegenden Beschreibung angeführt werden, nicht einschränkend sein und lediglich einige der vielen möglichen Beispiele für die anhängigen Ansprüche anführen. Es wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen übereinstimmende Bezugszeichen über die verschiedenen Figuren hinweg übereinstimmenden oder ähnlichen Komponenten entsprechen.
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Die vorliegende Offenbarung wird mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen und mit Bezug auf gewisse Zeichnungen beschrieben, jedoch ist die Offenbarung nicht darauf, sondern lediglich durch die Ansprüche, beschränkt. Die beschriebenen Zeichnungen sind lediglich schematisch und nicht einschränkend. In den Zeichnungen kann zu Veranschaulichungszwecken die Größe einiger Elemente übertrieben und nicht maßstabsgerecht gezeichnet sein. Die Abmessungen und die Relativabmessungen entsprechen nicht zwangsweise realen Verkleinerungen zur praktischen Umsetzung der Offenbarung.
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Des Weiteren werden die Begriffe „erster“, „zweiter“, „dritter“ und dergleichen in der Beschreibung und in den Ansprüchen verwendet, um zwischen ähnlichen Elementen zu unterscheiden, und nicht zwangsweise zum Beschreiben einer sequenziellen oder chronologischen Reihenfolge. Die Begriffe sind unter geeigneten Umständen austauschbar, und die Ausführungsformen der Offenbarung können in anderen Sequenzen als jenen, die hier beschrieben oder veranschaulicht werden, ablaufen.
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Darüber hinaus werden die Begriffe „oberer“, „unterer“, „über“, „unter“ und dergleichen in der Beschreibung und den Ansprüchen zu Beschreibungszwecken und nicht zwangsweise zum Beschreiben relativer Positionen verwendet. Die so verwendeten Begriffe sind unter geeigneten Umständen austauschbar, und die hier beschriebenen Ausführungsformen der Offenbarung können in anderen Ausrichtungen als jenen, die hier beschrieben oder dargestellt werden, ablaufen.
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Weiterhin sind die verschiedenen Ausführungsformen, obgleich sie als „bevorzugt“ bezeichnet werden, als beispielhafte Arten und Weisen, in denen die Offenbarung implementiert werden kann, anstatt als Beschränkung des Schutzumfangs der Offenbarung aufzufassen.
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1 und 2 sind perspektivische Ansichten eines Filterelements 1 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die in 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Bezug auf 1 beschriebenen Ausführungsform lediglich im Vorhandensein von Vertiefungen 23 und 22, die näher erläutert werden. 3 ist eine auseinandergezogene Ansicht der in 2 dargestellten Ausführungsform.
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Das Filterelement 1 ist rohrartig. Es umfasst ein Filtermedium 5, das einen Zylinder definiert, der sich zwischen einem ersten und einem zweiten axialen Ende 5a, 5b erstreckt. Das Filtermedium definiert ein Innenvolumen 7. Das Filtermedium 5 kann als eine beliebige Art von Medien, wie z. B. herkömmlicherweise in Filterelementen verwendeten Medien, vorgesehen sein. Beispielhafte Medien umfassen plissierte Medien, nicht plissierte Medien (wie z. B. Vliesmedien), geriffelte Medien und Mehrschichtlaminat. Die Form kann konisch oder eine beliebige andere Form, die ein Innenvolumen entlang einer Längsachse definiert, sein. Eine Außenverkleidung 4 ist um das Filtermedium 5 herum vorgesehen und stützt das Filtermedium 5 von außen, dies ist jedoch nicht notwendig. Eine Innenverkleidung 6 ist zum Stützen des Filtermediums 5 von innen vorgesehen, dies ist jedoch nicht unbedingt notwendig. In einigen Beispielen ist keine Verkleidung vorgesehen. In einigen Beispielen ist lediglich eine Innenverkleidung 6 vorgesehen. In einigen Beispielen ist lediglich eine Außenverkleidung 5 vorgesehen. Das Filterelement 1 umfasst eine erste Endkappe 2 an einem ersten axialen Ende 5a des Filtermediums 5. Bei einem Aspekt erstreckt sich die Endkappe 2 zwischen einem Basisende 2b und einem ersten distalen Ende 2a und definiert eine Endfläche 200. Das Filterelement 1 umfasst des Weiteren eine zweite Endkappe 3 an einem zweiten gegenüberliegenden axialen Ende 5b des Filtermediums 5. Die erste Endkappe 2 umfasst ferner ein rückfederndes Zugmittel 21 (z. B. einen Zugabschnitt, eine Lasche 211 mit einer Stütze 210 oder einen rückfedernden Griff 210/211) zum Lösen des Filterelements von einem entsprechenden Filtergehäuse (nicht dargestellt). Hier erstreckt sich das Zugmittel 21 nicht über das erste distale Ende 2a oder die Endfläche 200, die vorzugsweise planar ist (siehe 5, 200 P), hinaus. In dem gezeigten Beispiel liegt das Zugmittel 21 an der planaren Endfläche 200 an. Alternativ dazu kann das Zugmittel 21 komplett unter der planaren Endfläche 200 positioniert sein, so dass sich das distale Ende 2a über das Zugmittel 21 hinaus erstreckt. Vorzugsweise ist die Endfläche 200 parallel zu einer planaren Fläche, die von einem entsprechenden axialen Ende 5a des Filtermediums 5 definiert wird. Vorzugsweise ist die planarer Endfläche senkrecht auf einer Symmetrieachse des Filters 1 oder des Filtermediums 5 ausgerichtet, wie dargestellt wird.
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Bei dieser Ausführungsform definiert das Filtermedium 5 ein Innenvolumen 7 des Filterelements und das Zugmittel 21 ist zum Teil in dem Innenvolumen 7 enthalten. Das Zugmittel kann auch komplett in dem Innenvolumen 7 enthalten sein. Das Filtermedium 5 ist in der ersten Endkappe 2 an einem ersten Ende des Filtermediums 5 eingebettet.
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Bei den dargestellten Ausführungsformen ist das Zugmittel 21 ein integraler Teil der ersten Endkappe 2, wobei die erste Endkappe 2 ein flexibles nicht starres Material umfasst, in dem ein axialer Endabschnitt des Filtermediums 5 eingebettet ist.
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Dies kann das Ergebnis eines Produktionsprozesses sein, der als Vergussprozess bekannt ist, wobei ein geeignetes Material, wie z. B. Polyurethan oder ein thermoplastisches Elastomermaterial, in ein Formwerkzeug aufgebracht wird. Kautschuk und Silikon können auch als geeignete Materialien eingesetzt werden. Nach diesem Schritt werden das Filtermedium 5 und optional die Verkleidungen 4 und 6 in das Polyurethan oder das thermoplastische Elastomer eingesetzt, bevor es härtet oder trocknet, wobei die erste Endkappe 2 definiert wird.
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Das Zugmittel 21 oder der rückfedernde Griff 210, 211 oder die Lasche 210, 211 ist derart angeordnet und ausgeführt, dass, wenn ein Ziehvorgang an dem Zugmittel durchgeführt wird, sich das Zugmittel 21 (oder der Griffabschnitt oder die Lasche 211) im Wesentlichen elastisch verformt oder auslenkt und sich zumindest zum Teil über der Ebene 200P, die von der planaren Endfläche 200 definiert wird, erstreckt, wie schematisch bei Bezugszeichen 21a in 6A gezeigt wird. In dieser Position kann dann eine Zugkraft, die zum Lösen des Filterelements 1 aus einer Dichtungsposition in einem Gehäuse geeignet ist, angelegt werden. Die Tatsache, dass das Zugmittel 21 (z. B. der Griffabschnitt oder die Lasche 211) rückfedernd ist, bewirkt, dass es sich bei Freigabe zurück nach innen bewegt und keine wesentliche Gesamtverformung des Zugmittels 21 während dieses Prozesses erfolgt. Das Filterelement behält dabei ein unbenutztes Erscheinungsbild. Da das Zugmittel rückfedernd ist, bleibt es nicht in einem verformten Zustand, in dem es von der ersten Endkappe weg ragt. Somit wird die unerwünschte Interaktion mit Hindernissen im Motorbereich oder Wartungsraum reduziert.
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Die Rückfederung des Zugmittels 2 ist auch im Hinblick auf den bevorzugten Herstellungsprozess gemäß der Beschreibung im vorigen Abschnitt wichtig. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass bei Einsatz eines geeigneten Materials, z. B. Polyurethan oder ähnlicher Materialien, wie z. B. Kautschuk oder Silikon, das Zugmittel integral mit dem Rest der ersten Endkappe 2 ausgebildet werden kann. Wenn das Zugmittel als ein Griff oder eine Zuglasche 210, 211, der bzw. die eine vorkragende Komponente oder einen vorkragenden Abschnitt 211, der sich beispielsweise in einer zur axialen Richtung des Filterelements im Wesentlichen senkrechten Richtung erstreckt, aufweist, ausgeführt ist, gestattet die Rückfederung/Flexibilität des Materials das Lösen der ersten Endkappe 2 aus dem Formwerkzeug ohne Beschädigung der Endkappe/des Zugmittels, selbst wenn der radial vorkragende Abschnitt zunächst in dem Formwerkzeug eingehakt ist.
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Vorzugsweise ist das Zugmittel 21, beispielsweise ein vorkragender Griffabschnitt oder eine vorkragende Zuglasche 211 und eine Basis oder Stütze 210, in einer Vertiefung 20 in der Endfläche 200 der ersten Endkappe 2 angeordnet. Beispielsweise kann sich die Vertiefung 20, z. B. von der planaren Endfläche 200 der Endkappe 2, beispielsweise gemäß der Darstellung in 4 in das Innenvolumen 7 erstrecken.
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Darüber hinaus hat sich herausgestellt, dass das Zugmittel 21 oder der rückfedernde Griff 210, 211 oder die Lasche 210, 211 ohne Weiteres eine ausreichende taktile Fläche mit ausreichender Festigkeit bereitstellen, die einem Bediener das ausreichende Ergreifen und Ziehen des Filterelements aus einem Gehäuse ermöglicht, ohne dass zusätzliche Greifmerkmale, wie z. B. eine Fingergreifausnehmung oder -lücke, die durch einen Abschnitt des Zugmittels 21 oder des rückfedernden Griffs 210, 211 oder der Lasche 210, 211 hindurch verlaufen, erforderlich sind. Somit erfordert das offenbarte Zugmittel 21 keine zusätzlichen Komponenten, wie z. B. Ringstrukturen oder Durchführungen, wodurch gestattet wird, dass das Zugmittel 21 aus einem einzigen Material einstückig mit der Endkappe 2 ausgebildet wird.
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Die zweite Endkappe 3 an einem axialen Ende gegenüber der ersten Endkappe ist mit einem Dichtungsmittel, wie z. B. einer Dichtung oder Flachdichtung, versehen und ist zur Abdichtung gegen einen Fluidkanal in einem Gehäuse ausgeführt. Die zweite Endkappe ist vorzugsweise offen und weist eine Filterauslass/-einlassöffnung 30 auf. Die zweite Endkappe 3 weist eine Endfläche, beispielsweise eine planare Endfläche 300, die an eine Ebene 300P angrenzt, auf. Die Dichtung kann eine radial gerichtete Komponente aufweisen, z. B. kann sie radial beispielsweise nach innen oder nach außen gerichtet sein. Sie kann des Weiteren eine axial gerichtete Komponente aufweisen oder eine axial gerichtete Dichtung sein. Im Falle einer radialen Dichtung müssen axial gerichtete Vorsprünge 32 und Nuten 33 in der Innen- und Außenfläche der Flachdichtung aufgrund der Ausrichtungsmerkmale in dem Formwerkzeug vorliegen. Die zweite Endkappe kann durch eine ähnliche Vergussmethode wie bei der ersten Endkappe ausgebildet werden und kann ähnliche Materialien, wie beispielsweise PU oder TPE, umfassen.
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Die Vertiefung 20 und der vorkragende Griffabschnitt oder die vorkragende(n) Zuglasche(n) und Stütze(n) 211, 210 sind derart ausgeführt und angeordnet, dass sie gestatten, dass ein Finger unter die vorkragende Lasche 211 in der Vertiefung 20 greift, wie z. B. ein durchschnittlicher Daumen oder Zeigefinger eines erwachsenen Mannes. Vorzugsweise ist die vorkragende Zuglasche 211 ferner dazu ausgeführt, das Anlegen einer Zugkraft an das Filterelement, die größer als die zum Lösen des Filterelements von dem Gehäuse erforderliche Kraft ist, d. h. zum Aufbrechen der von der anderen/zweiten Endkappe 3, die an einem zweiten axialen Ende positioniert ist, gebildeten Abdichtung, zu gestatten. Gemäß bevorzugten Ausführungsformen umfasst die Zuglasche 211 einen nach innen ausgerichteten oder konkaven bogenförmigen Bereich 213, der zusammen mit der Innenseitenwand der Vertiefung eine Öffnung 202 definiert, die das Durchführen eines Fingers bei Bewegung in eine Ziehposition unter der vorkragenden Lasche gestattet.
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Eine Fläche der Greifstruktur, z. B. der Zuglasche, z. B. eine obere und/oder untere Fläche davon, kann Antirutschmerkmale 212, die den Griff der Finger an dem Zugmittel/der Lasche 21 verbessern, umfassen. Wie gezeigt wird, umfassen die Antirutschmerkmale 212 mehrere voneinander beabstandete Rippen. Andere geeignete Antirutschmerkmale umfassen Riffelung, Vertiefungen und Vorsprünge.
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Die erste Endkappe 2 ist vorzugsweise geschlossen, d. h. sie gestattet nicht, dass Fluid, beispielsweise Luft, von der Seite der ersten Endkappe in den Innenhohlraum eindringt.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen gemäß der Darstellung in 2, 3 und 4 umfasst das Filterelement ferner einen ersten Satz von mindestens drei, in diesem Fall sechs, Vertiefungen 23 in einer radialen Außenfläche der ersten Endkappe 2, die sich axial von der Endfläche 200 auf eine Höhe über der jeweiligen Endfläche des Filtermediums 5 hinaus erstrecken. Diese Vertiefungen können das Produkt eines bevorzugten Herstellungsprozesses für das Filterelement sein, der auf einer Vergussmethode basiert und zuvor beschrieben worden ist. Positionierungsmerkmale, wie z. B. Rippen oder Vorsprünge, können tatsächlich in dem Formwerkzeug vorliegen und gestatten eine korrekte, z. B. axial zentrierte, Positionierung der Filtermedien (und optional der Verkleidungen) in dem Formwerkzeug nach dem Auftragen des Endkappenmaterials und führen zu Vertiefungen 23 der ersten Endkappe 2 nach der Entnahme.
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Diese Vertiefungen 23 können regelmäßig, beispielsweise in konstanten Winkelabständen, angeordnet sein. Die Vertiefungen liegen vorzugsweise mit ihrer sich radial am weitesten nach innen erstreckenden Fläche an der Außenfläche des Filtermediums 5 oder der Außenverkleidung 4, falls vorhanden, an.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Filterelement ferner einen zweiten Satz von mindestens drei Vertiefungen 24 in einer radialen Außenfläche der ersten Endkappe 2, die sich axial von der Endfläche 200 erstrecken und an der jeweiligen Endfläche des Filtermediums 5 (und/oder der Endfläche der Verkleidungen 4 und/oder 6, falls vorhanden) anliegen. Diese Vertiefungen können das Produkt eines bevorzugten Herstellungsprozesses für das Filterelement sein, der auf einer Vergussmethode basiert und zuvor beschrieben worden ist. Abstandshaltermerkmale, wie z. B. Rippen oder Vorsprünge, können tatsächlich in dem Formwerkzeug vorliegen und stellen eine Stütze für das Filtermedium 5 und optional die Verkleidungen 4 und 6 in dem Formwerkzeug in einem gewissen vertikalen Abstand vom Boden des Formwerkzeugs bereit. Nach dem Auftragen des Endkappenmaterials führt dies zu Vertiefungen 24 in der ersten Endkappe 2 nach der Entnahme. Es wird angemerkt, dass die axiale Erstreckung für die Vertiefungen 24 kleiner als die axiale Erstreckung der Vertiefungen 23 ist.
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Diese Vertiefungen 24 können regelmäßig, beispielsweise in konstanten Winkelabständen, angeordnet sein. Die Vertiefungen liegen dann vorzugsweise mit ihrer axialen Endfläche an der Endfläche des Filtermediums 5 oder der Verkleidungen 4 und/oder 6, falls vorhanden, an. Einige oder alle Vertiefungen 23 und 24 können entsprechende Winkelpositionen aufweisen. In solch einem Fall kann die Anzahl an Unterbrechungen in der Endkappe reduziert werden. Bei bevorzugten Ausführungsformen ist die Anzahl an Vertiefungen 23 größer als die Anzahl an Vertiefungen 24.
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6 stellt mehr Einzelheiten der ersten Endkappe 2 dar. Die Endkappe 2 umfasst eine Vertiefung 20, in der ein Zugmittel 21 angeordnet ist. Das Zugmittel 21 umfasst eine vorkragende Zuglasche oder einen vorkragenden Griffabschnitt 211, die bzw. der von einer Basis 210 gestützt wird. Gemäß der Darstellung weist der Griffabschnitt oder die Zuglasche 211 einen kegelförmigen Querschnitt auf, wobei der Griffabschnitt oder die Lasche 211 eine größere Breite in der Nähe der Basis 210 aufweist. Diese Form führt zur Bereitstellung eines größeren Raums zwischen dem distalen Ende des Griffabschnitts oder der Zuglasche 211 und der darunterliegenden unteren Fläche der Endkappe 2, wodurch gestattet werden kann, dass ein Benutzer leichter einen Finger unter den Griffabschnitt oder die Zuglasche einführen kann. Diese Form gestattet des Weiteren, dass die Endkappe 2 leichter aus dem Formwerkzeug entfernt wird, ohne den Griffabschnitt oder die Zuglasche 211 zu beschädigen, da während der Entfernung weniger Verbiegung erforderlich ist. Unter Bezugnahme auf 6A ist ersichtlich, dass die untere Fläche 201 des Griffabschnitts oder der Zuglasche 211 in einem Winkel a1 zur Basisfläche 200a oder Ebene 220p (d. h. der orthogonal zur Filterachse verlaufenden Ebene) der Endkappe 2 angeordnet ist. Gemäß bevorzugten Ausführungsformen beträgt der Winkel a1 mehr als 0,5° oder 1° oder 3° oder 4° oder 5° oder 6° oder 7° oder 8° oder 9° oder 10° oder 20° oder 30°. Die obere Fläche 215 des Griffabschnitts oder der Zuglasche 211 ist gemäß der Darstellung allgemein flach bezüglich der Basisfläche 200a oder der Ebene 220p (d. h. der orthogonal zur Filterachse verlaufenden Ebene) der Endkappe 2, kann jedoch geneigt vorgesehen sein. Gemäß bevorzugten Ausführungsformen beträgt der Winkel zwischen der oberen Fläche 215 und der unteren Fläche 201 des Griffabschnitts oder der Zuglasche 211 a1 0,5° oder 1° oder 3° oder 4° oder 5° oder 6° oder 7° oder 8° oder 9° oder 10° oder 20° oder 30°.
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Die Endfläche 200 der Endkappe 2 beschreibt dann eine Ringstruktur 22. Das Medium 5 und die Verkleidungen 4 und 6 sind in der Endkappe 2 eingebettet. Die Zuglasche oder der Griffabschnitt 211 weist eine obere Fläche 215, die an der Endfläche 200P anlegt, auf und umfasst Antirutsch- oder verbesserte Griffmerkmale 212. Der konkave Abschnitt 213 in der Zuglasche oder dem Griffabschnitt 211 stellt eine verbreiterte Zugangsöffnung 202 für einen Finger zu dem Hohlraum 214 unter der Zuglasche oder dem Griffabschnitt 211 bereit. Ein Benutzer kann dann beispielsweise die Zuglasche oder den Griffabschnitt 211 an ihrer bzw. seiner unteren Fläche 201 und oberen Fläche 215 ergreifen.
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7a und 7b stellen eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar. Sie unterscheidet sich von den vorherigen Ausführungsformen darin, dass die erste Endkappe 2 einen starren Endkappenabschnitt 25 umfasst, der mit dem Medienpaket 5 und etwaiger Innen- und Außenverkleidung (6, 4) durch einen Kleber oder ein anderes Dichtungsmaterial 26, das dem Fachmann bekannt ist, verbunden ist. In dem starren, z. B. Kunststoff-, Endkappenabschnitt 25 ist ein Zugmittel 21, z. B. die Zuglasche oder der Griffabschnitt 211, aus einem elastisch verformbaren Material, wie z. B. einem thermoplastischen Elastomer, ausgebildet, wobei das Zugmittel wie für einige der vorherigen Ausführungsformen beschrieben geformt ist und möglicherweise weitere derartige Eigenschaften aufweist.
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Es wird angemerkt, dass, obgleich vorige Ausführungsformen lediglich eine einzige Zuglasche 211 umfassten, das Zugmittel 21 in der ersten Endkappe 2 gemäß bevorzugten Ausführungsformen mehrere Zuglaschen oder Griffabschnitte 211, beispielsweise zwei, drei, vier oder mehr umfassen kann, die an einer gemeinsamen Stützbasis oder an unabhängigen Stützbasen 211 an der ersten Endkappe 2 angeordnet sind und weiterhin Eigenschaften, die für die Ausführungsformen mit einer einzigen Zuglasche beschrieben wurden, aufweisen. 8-13 umfassen Beispiele für Endkappen 2, die mit mehreren derartigen Zugmitteln 21 vorgesehen sind. 8 zeigt zwei Zugmittel 21, die zueinander weisen. 9 zeigt drei Zugmittel 21, die zueinander weisen. 10 zeigt vier Zugmittel, die zueinander weisen. 11 zeigt zwei Zugmittel 21, wobei beide Zugmittel 21 auf derselben Seite der Endkappe 2 und somit innerhalb eines Winkelbereichs von 180 Grad der Endkappe 2 positioniert sind. Diese Konstruktion gestattet, dass die Endkappe 2 leichter aus einem Formwerkzeug entfernt (d. h. entformt) werden kann, da ein Kippvorgang zum Ziehen der vorkragenden Abschnitte der Zugmittel aus dem Formwerkzeug eingesetzt werden kann. In den Beispielen, die in 8-10 und 13 gezeigt werden, werden die Laschen der Zugmittel 21 während des Entformens stärker ausgelenkt, wenn die Endkappe 2 allgemein axial von dem Formwerkzeug weg gezogen wird. 12 zeigt zwei Zugmittel 21, die voneinander und von der Längsachse des Filterelements weg weisen. 13 zeigt vier Zugmittel 21, wobei die Basen der Zugmittel in einem gemeinsamen Stützring 2a ausgebildet sind. In einem alternativen Beispiel sind die in 13 gezeigten Zugmittel 21 nach außen gerichtet und teilen sich noch immer den gemeinsamen Stützring 2a. Die nach außen weisenden Zugmittel 21 können ein leichteres Entfernen der Endkappe 2 aus dem Formwerkzeug ermöglichen.
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Das Vorhandensein mehrerer Zuglaschen oder Griffabschnitte 211 kann eine leichte Filterentfernung ermöglichen und kann die Gesamtkraft, die an die Zugmittel beim Lösen des Filterelements aus seiner installierten Position angelegt werden kann, erhöhen. Es kann auch die Griffigkeit insgesamt verbessern, da das Ziehen mit beiden Händen oder vielfältigen Fingerpositionierungskombinationen durchgeführt werden kann. Jede der mehreren Zuglaschen (und ihre Basen, falls zutreffend) kann beispielsweise in regelmäßigen Winkelabständen um die Längsachse des Filterelements angeordnet sein. Eine regelmäßige Verteilung der Zuglaschen kann das Lösen des Filterelements während der Wartung erleichtern, da der Benutzer die Zuglasche oder - laschen, die leichter erreicht und manipuliert werden kann bzw. können, auswählen kann.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsformen kann bzw. können die einzige Zuglasche oder die mehreren Zuglaschen in einem Winkelabstand von 180° oder 160° oder 140° oder 120° oder 90° oder 45°, beispielsweise in regelmäßigen Winkelabständen, angeordnet sein. Dies ermöglicht eine leichtere Entfernung der Zuglaschen oder Griffabschnitte 211 aus dem Herstellungsformwerkzeug, da gestattet wird, dass das Filterelement beim Entformen der ersten Endkappe in eine Richtung zu den meisten oder allen der mehreren Zuglaschen geneigt wird, wobei nicht nur auf den Prozess der elastischen Verformung der Zuglaschen 211, sondern auch auf einen Prozess der Enthakung gebaut wird.
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Das Vorhandensein mehrerer Zuglaschen oder Griffabschnitte 211 kann für Filterelemente mit einem relativ großen Durchmesser und Gewicht, beispielsweise Hauptfilterelemente, besonders vorteilhaft sein. Es versteht sich, dass das Filterelement beispielsweise ein Hauptfilterelement oder ein Sicherheitselement in einem Lufteinlasssystem für einen Motor sein kann, jedoch kann das Element mit den beanspruchten beschriebenen Eigenschaften a priori auf allen Gebieten und bei allen Filterungsanwendungen eingesetzt werden. Es kann bei der Filterung von Flüssigkeiten und Gasen (z. B. Luft) eingesetzt werden. Es kann auf dem Gebiet der Filterelemente für Gasturbinen- oder Industriefilterung eingesetzt werden.
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Vorzugsweise werden die mehreren Zuglaschen oder Griffabschnitte 211 in einem einzigen Prozess zusammen mit der Ausbildung des Rests der Endkappe 2 ausgebildet. Die mehreren Zuglaschen oder Griffabschnitte 211 und der Rest des Materials der ersten Endkappe können ein elastisch verformbares Material, wie z. B. PU, oder ein anderes geeignetes Material, das dem Fachmann bekannt ist, umfassen oder daraus bestehen.
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Die vorstehende Beschreibung erläutert gewisse Ausführungsformen der Offenbarung ausführlicher. Es versteht sich jedoch, dass unabhängig davon, wie ausführlich das Vorstehende im Text erscheinen kann, die Offenbarung verschiedenartig in die Praxis umgesetzt werden kann. Es wird angemerkt, dass die Verwendung bestimmter Terminologie bei der Beschreibung gewisser Merkmale oder Aspekte der Offenbarung nicht so aufzufassen ist, dass die Terminologie hier dahingehend umdefiniert wird, darauf beschränkt zu sein, beliebige spezifische Eigenschaften der Merkmale oder Aspekte der Offenbarung zu umfassen, denen diese Terminologie zugeordnet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 62/404913 [0001]
- US 7267706 [0003, 0004]
