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VERWEIS AUF VERWANDTE ANWENDUNG
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer
62/754,632 , eingereicht am 2. November 2018, deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird.
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft Halterungen für industrielle Stanzen und insbesondere Kugelverriegelungsstanzhaltereinsätze. Ein Kugelverriegelungsstanzhaltereinsatz verwendet einen versetzten Kugel- und Federmechanismus neben der Stanzbuchse im Einsatz.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gängige Halter beruhen häufig auf der Fähigkeit des Benutzers oder Kunden, die Genauigkeit der Kombination aus Stanzloch und Kugelverriegelung bereitzustellen. Bei der Herstellung der Kugelverriegelungshalter werden das Stanzloch und das Winkelloch genau auf Zehntausendstel Zoll gehalten. Benutzer und Kunden, wie Werkzeugmachereien, können im Allgemeinen die Toleranzen nicht nach Bedarf steuern, damit das Produkt ordnungsgemäß funktioniert. Es wäre vorteilhaft, Kugelverriegelungseinsatzanordnungen vorzusehen, die für die Montage in vom Kunden hergestellten Halterplatten oder Halteblöcken geeignet sind.
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Die US-Patentanmeldung
2007/0101849 von Moellering („die '849-Anmeldung“) ist auf einen einführbaren Kugelverriegelungshalter ausgerichtet. Eine Ausführungsform des einführbaren Kugelverriegelungshalters, in der '849-Anmeldung offenbart einen vergrößerten Kopfeinsatz aufweisend ein Stanzloch und eine Kugelarretierung, die sich in das Stanzloch hinein erstrecken. In dieser Ausführungsform beinhaltet die Basis des Stanzlochs eine Gegenbohrung und ein Passstiftloch. Ein Winkelloch erstreckt sich in das Stanzloch hinein und ist ebenfalls mit einer Gegenbohrung versehen.
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Die
US 6,679,147 von Chaulklin (das '147-Patent) lehrt einen einführbaren Kugelverriegelungsstanzhalter aufweisend einen Querschnitt, der wie eine Draufsicht auf einen Messlöffel geformt ist, einschließlich eines kreisförmigen Öffnungsbereichs und eines länglichen Verriegelungsgehäusebereichs. Die Umfangsfläche ist nur um den Öffnungsbereich von der Oberseite zur Unterseite nach innen verjüngt. Der einführbare Kugelverriegelungsstanzhalter des '147-Patents scheint keinen vergrößerten Kopf und keinen konstanten Querschnitt zu haben.
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Die
US 1,393,040 von Richard (das '040-Patent) lehrt einen Stanzhalter, der mit einem ringförmigen Flansch am oberen Ende ausgebildet ist, der gegen eine Stanzplatte 16 mittels eines Elements gesichert ist, das über dem ringförmigen Flansch sitzt. In dem Halter ist eine zentrale Öffnung ausgebildet, die sich von der Oberseite zur Unterseite des Halters erstreckt. Eine abgewinkelte Öffnung für die Kugel und die Feder erstreckt sich von der Oberseite teilweise in die zentrale Öffnung. Der Querschnitt des Halters ist kreisförmig. Ferner behandelt das '040-Patent keinen Halteblock zur Aufnahme mehrerer Halter.
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Die
US 1,621,811 und
US 1,938,440 sind Patente desselben Erfinders Richard wie das '040-Patent, die jeweils einen Werkzeughalter lehren, der dem des '040-Patents ähnlich ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die neuen Einsatzkonstruktionen vereinfachen die Herstellung des Einsatzhalters, um Werkzeugmachereien entgegenzukommen, die nicht anspruchsvoll genug sind, um die präzise Ausrichtung von Stanzloch und Kugelverriegelung bereitzustellen, und es ihnen somit ermöglicht, ihren eigenen Halter herzustellen und dennoch den Vorteil eines Kugelverriegelungsmechanismus zu haben. Der Einsatzhalter kann ein einfacher Block aus niedriglegiertem Stahl mit gegengebohrten länglichen oder tropfenförmigen Löchern sein, der leicht durch Drahterodieren (EDM) oder computergesteuerte numerische (CNC) Fräsprozesse hergestellt werden kann. Die neuen Einsatzkonstruktionen haben den Vorteil, dass der Prozess der Bereitstellung einer Stanzlochposition beschleunigt wird, was häufig bei der Konstruktion von Werkzeugen und Haltern der Fall ist. Durch die einfache Verwendung von EDM- oder CNC-Maschinen für ein nicht kreisförmiges Loch an einer neuen Stelle wird eine neue Stanzstelle eingerichtet, und das veraltete Loch wird aufgegeben. Die Bearbeitung kann auch dann durchgeführt werden, wenn sich der Halter oder die Halterung in einem gehärteten Zustand befindet.
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Einsätze dieser Art könnten in einer Vielzahl von Vorrichtungen recht vorteilhaft eingesetzt werden. Beispielsweise wird erwartet, dass diese Einsätze bei „permanenten“ (oder „kontinuierlichen“) Stanzpressen eine besondere Nützlichkeit haben. Permanentstanzpressen sind auf dem Fachgebiet gut bekannt. Diese Pressen beinhalten charakteristischerweise eine Vielzahl von permanent positionierten Stanzstationen, die jeweils dazu ausgelegt sind, einen bestimmten Stanz- oder Umformvorgang an einem Werkstück durchzuführen, das nacheinander von Station zu Station befördert wird. Während die vorliegende Erfindung keineswegs auf die Verwendung mit Permanentstanzpressen beschränkt ist, wird erwartet, dass Ausführungsformen dieser Art einen besonderen Vorteil haben.
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Die vorliegende Erfindung sieht eine neue und verbesserte Halteeinsatzkonstruktion vor, die in Öffnungen oder Löchern, die in einem Halteblock ausgebildet sind, angebracht und entfernt werden kann. Die vorliegende Konstruktion beinhaltet einen Kugelverriegelungswerkzeughalter mit einem nicht verjüngten, nicht kreisförmigen Körper und einem vergrößerten Kopf. Der Haltereinsatzkörper weist eine im Allgemeinen flache Ober- und Unterseite und eine Seitenwand auf. Die Seitenwand weist einen im Allgemeinen langgezogenen nicht kreisförmigen Querschnitt auf. Ein unterer Bereich und ein oberer Bereich des Haltereinsatzkörpers weisen jeweils einen konstanten Querschnitt auf, wobei der Querschnitt des oberen Bereichs größer ist als der Querschnitt des unteren Bereichs, wodurch eine vergrößerte Schulter gebildet wird.
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Der Haltereinsatzkörper kann eine Werkzeugöffnung mit einem konstanten Querschnitt aufweisen, der sich von der Oberseite zur Unterseite des Halterkörpers zum Aufnehmen eines Werkzeugs erstreckt.
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Der Haltereinsatzkörper kann ferner ein Winkelloch angrenzend an die Werkzeugöffnung aufweisen, das sich von der Oberseite erstreckt und sich teilweise in die Werkzeugöffnung hinein erstreckt, um eine Kugelverriegelung zu halten. Die Kugelverriegelung kann eine Kugel und eine Feder enthalten. Der Halteeinsatzkörper ist so ausgelegt, dass er von einem Halteblock aufweisend ein im Allgemeinen langgezogenes, nicht kreisförmiges Loch mit einer Gegenbohrung aufgenommen werden kann, so dass die vergrößerte Schulter des Haltereinsatzkörpers in die Gegenbohrung passt.
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In einer Ausführungsform weist die Seitenwand einen tropfenförmigen Querschnitt auf, und das Loch des Halteblocks ist tropfenförmig.
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Die vorliegende Erfindung sieht ferner ein Kugelverriegelungswerkzeughaltersystem vor, das mindestens einen Kugelverriegelungswerkzeughaltereinsatz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einen Halteblock aufweisend mindestens eine im Allgemeinen langgezogene nicht kreisförmige Aussparung mit einer darin definierten Gegenbohrung beinhaltet, um den mindestens einen Kugelverriegelungswerkzeughaltereinsatz fest aufzunehmen. Die Gegenbohrung ist so ausgelegt, dass sie in die vergrößerte Schulter des mindestens einen Kugelverriegelungswerkzeughaltereinsatzes eingreift, so dass der mindestens eine Kugelverriegelungswerkzeughaltereinsatz nicht durch die im Allgemeinen langgezogene nicht kreisförmige Aussparung fällt. Das Kugelverriegelungswerkzeughaltersystem beinhaltet ferner eine Stützplatte, die dazu ausgelegt ist, an dem Halteblock befestigt zu werden, so dass der mindestens eine Kugelverriegelungswrkzeughaltereinsatz, die Kugelverriegelung und das Werkzeug an Ort und Stelle gehalten werden.
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In einigen Ausführungsformen umfasst der Halteblock mehr als eine im Allgemeinen langgezogene nicht kreisförmige Aussparung mit einer darin definierten Gegenbohrung.
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Der Halteblock kann ferner eine Vielzahl von Schraubenlöchern enthalten, die so ausgelegt sind, dass sie jeweils eine Schraube zum Halten der Stützplatte an dem Halteblock aufnehmen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Draufsicht auf einen tropfenförmigen Stanzhaltereinsatz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 ist eine Seitenquerschnittsansicht des Einsatzes in 1;
- 3 ist eine perspektivische Ansicht des Einsatzes in 1;
- 4 eine Draufsicht auf einen rechteckigen Block mit tropfenförmigen Einsätzen; 5 ist eine Seitenquerschnittsansicht entlang der Linie 4-4 in 4; und 6 ist eine Explosionsansicht einer Stanzhalteranordnung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung sieht eine neue und verbesserte Haltereinsatzkonstruktion vor, die in Öffnungen oder Löchern, die in einem Halteblock ausgebildet sind, angebracht und entfernt werden kann. Die vorliegende Konstruktion beinhaltet einen nicht verjüngten, nicht kreisförmigen Einsatz mit einem vergrößerten Kopf. Der Einsatz umschließt die Stanzbuchse und die Winkellochkugel, die mit einem Kugelverriegelungsstanzhalter verbunden sind, vollständig. Beispiele für die nicht kreisförmigen Formen des Einsatzes können längliche, tropfenförmige, ovale oder jede andere geeignete Formen einschließen.
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Die 1-3 zeigen einen tropfenförmigen Einsatz 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Einsatz 10 beinhaltet ein Stanzloch oder eine Buchse 12 auf einer Seite und angrenzend an das Stanzloch 12 auf der anderen Seite ein Winkelloch 14, das sich teilweise in das Stanzloch 12 erstreckt. Das Winkelloch dient zur Aufnahme eines Kugelverriegelungsmechanismus. Die Kugelverriegelung kann eine Kugel und ein Federmechanismus sein, die nicht in den 1-3 gezeigt sind. Der Einsatz 10 in 1-3 kann als Einsatzkörper bezeichnet werden. Der Einsatzkörper bildet zusammen mit der Kugel und dem Federmechanismus einen vollständigen Einsatz. Der Einfachheit halber wird der Einsatzkörper 10 in dieser Anwendung jedoch als Einsatz bezeichnet.
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Bezugnehmend auf 2 weist der Einsatz 10 eine im Allgemeinen flache Oberseite 32 und eine im Allgemeinen flache Unterseite 34 auf. Der Querschnitt einer Draufsicht auf den Einsatz kann eine Tropfenform, eine längliche Form, eine ovale oder eine andere geeignete Form sein. Das Winkelloch 14 kann eine im Allgemeinen feste Breite für verschiedene Einsätze haben. Die Breite des Stanzlochs 12 kann in Abhängigkeit der Größe der Stanzen variieren. Für eine kleinere Stanze kann der Einsatz länglich geformt sein. Für eine größere Stanze ist die Größe des Stanzlochs größer, wodurch die Seite 28 des Einsatzes mit dem Stanzloch größer als die Seite 30 mit der Kugel wird, wodurch sie wie eine Tropfenform erscheint. Die Tropfenform kann je nach Größe der Stanze variieren. Eine nicht kreisförmige Form kann die Drehung des Halters nach dem Einsetzen in den Halteblock verhindern. Einige nicht kreisförmige Formen, wie beispielsweise eine Tropfenform, können auch sicherstellen, dass der Haltereinsatz nur in einer Ausrichtung für ein bestimmtes Loch im Halteblock einführbar ist.
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Die Seitenwand 38 des Einsatzes ist im Allgemeinen vertikal. Die Seitenquerschnittsansicht des Einsatzes 10 scheint rechteckig mit einem vergrößerten Kopf 16 zu sein. Wie in 2 gezeigt, ist die Breite des Stanzlochs 12 konstant und erstreckt sich von der Oberseite 32 zu der Unterseite 34. Das Stanzloch 12 ist im Allgemeinen senkrecht zu der Oberseite 32 und der Unterseite 34. Das Winkelloch 14 ist in einem Winkel in Bezug auf die x-x-Richtung positioniert und scheint sich somit in das Stanzloch 12 zu lehnen. Der Teil des Winkellochs 14, der sich in das Stanzloch 12 lehnt, dient zur Aufnahme der Kugel 18, die nachstehend unter Bezugnahme auf 5 beschrieben wird. Die Unterseite des Einsatzes 10 ist relativ zu der Oberseite 32 vergrößert, die den vergrößerten Bereich oder Kopf 16 der Seitenwand 38 angrenzend an die Unterseite und eine periphere Schulter 36 bildet.
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Wie in 1 gezeigt, hat der Querschnitt des Kopfes 16 in einer Draufsicht eine Form, die dem Rest des Einsatzes ähnlich ist. Wie in 2 gezeigt, erscheint der Querschnitt des Kopfes 16 aus einer Seitenansicht rechteckig. Der Querschnitt des Kopfes oder der Schulter in der Draufsicht kann jedoch eine andere Form haben als die Querschnittsform der Oberseite des Einsatzes. Der Querschnitt des Kopfes oder der Schulter in der Draufsicht kann eine beliebige Form haben, einschließlich kreisförmig oder quadratisch oder sonstiges.
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Die 4-6 veranschaulichen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei eine Halteranordnung 50 aufweisend mehrere Einsätze vorgesehen ist, wobei jeder Einsatz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprich ist, wie oben beschrieben. 6 zeigt eine Explosionsansicht der Halteranordnung zusammen mit einem Werkzeug 24, das in das Stanzloch eingeführt werden soll. Die Halteranordnung 50 kann angepasst sein, um das Werkzeug 24 entfernbar in seiner Betriebsposition zu halten. Das Werkzeug 24 kann eine Stanze, ein Stichwerkzeug oder dergleichen sein. In seiner Betriebsposition ist das Werkzeug 24 angepasst, um einen Stanz- oder Umformvorgang an einem Werkstück (z.B. einem Blechstück) durchzuführen. Das Werkzeug 24 kann eine Aussparung oder Arretierung 48 aufweisen, um in die Kugel 18 einzugreifen, wenn das Werkzeug in der Buchse 12 gehalten wird.
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Ein Blockhalter oder Halter 50 hat im Allgemeinen eine rechteckige Form und ist mit mehreren Bolzenlöchern 42 zur Befestigung des Einsatzes 10 an einer Stützplatte 22 ausgebildet. In dem Block 50 sind auch Passstiftlöcher 40 ausgebildet. Typischerweise werden die Bolzenlöcher 42 und Passstiftlöcher 40 vor der Wärmebehandlung des Blocks 50 gebildet und dann zur Genauigkeit, falls erforderlich, fertiggestellt, wenn die länglichen oder tropfenförmigen Löcher 44 unter Verwendung von EDM- oder CNC-Verfahren geformt werden. In demselben Block können mehrere längliche oder tropfenförmige Löcher 44 mit jeweils unterschiedlicher Position und Ausrichtung ausgebildet sein. Der Kunde kann in jeder gewünschten Anordnung beliebig viele Löcher bilden. Dies würde es dem Kunden ermöglichen, leicht Halteblöcke herzustellen, die so konfiguriert sind, dass sie im Wesentlichen jede gewünschte Anordnung von Werkzeugen halten.
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Um die korrekte Funktionalität zu gewährleisten, müssen sowohl das Buchsenloch als auch das Winkelloch mit sehr engen Toleranzen hergestellt werden. Diese verbesserten Einsatzkonstruktionen der vorliegenden Erfindung beinhalten beide Löcher, die vollständig in den Einsatz integriert sind, und stehen daher vollständig unter der Kontrolle des Einsatzherstellers.
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In dem in 4 gezeigten Beispiel ist der Einsatzhalter 50 mit tropfenförmigen Löchern 44 ausgebildet, um den vergrößerten Kopf des Tropfeneinsatzes 10 aufzunehmen. Der Tropfeneinsatz 10 weist ein Stanzloch oder eine Buchse 12 und ein Winkelloch 14 auf. Wie in 5 gezeigt, umschließt das Winkelloch 14 ein elastisch vorgespanntes Eingriffselement 20 und eine Kugel 8, die oben auf dem elastisch vorgespannten Eingriffselement 20 angeordnet ist. Ohne ein Werkzeug in der Buchse erstreckt sich die Kugel 18 teilweise in die Buchse hinein. Wenn ein Werkzeug in seiner Betriebsposition in die Buchse 12 eingeführt wird, wird das elastisch vorgespannte Eingriffselement 20 in Eingriff mit dem Schaft des Werkzeugs 24 gedrängt, und die Kugel 18 wird gedrängt, in die Aussparung oder Arretierung 48 des Werkzeugs 24 einzugreifen und mit dieser zusammenzuarbeiten. Das elastisch vorgespannte Eingriffselement 20 kann eine Feder oder dergleichen sein. Die Basis der Buchse 12 ist durch eine Stützplatte eingeschlossen. Die Feder 20 ist ebenfalls durch die Stützplatte eingeschlossen. Ein Entlastungsloch 26 erstreckt sich von der Kugel 14 zur Oberseite 32 des Einsatzes 10. Das Entlastungsloch 26 kann verwendet werden, um ein Entfernungswerkzeug (nicht gezeigt) einzuführen, um die Kugel aus dem Eingriff mit der Arretierung 48 zu bewegen, wodurch das Werkzeug aus der Buchse entfernt werden kann.
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Wenn der tropfenförmige Einsatz 10 in die Tropfenlöcher 44 des Einsatzhalters 50 passt, wird die Schulter 36 des Einsatzes 10 von einer Gegenbohrung 46 in dem Loch 44 aufgenommen, um den vergrößerten Kopf 16 einzuschließen, wenn der Einsatz an einer Trägerplatte 22 befestigt ist.
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Die Tropfenkonfiguration verhindert ein umgekehrtes Einsetzen des Einsatzes in den Halter, was mit dem länglichen Einsatz in seinem Halter geschehen kann.
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Die Halteranordnung 50 kann an einer Montageplatte (nicht gezeigt) einer Stanzpresse auf jede beliebige Art angebracht sein. Beispielsweise kann eine Reihe von Passstiften zum Anbringen der Halteranordnung an einer Stanzpresse verwendet werden. Alternativ kann eine Reihe von Kopfschrauben verwendet werden.
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Es ist vorteilhaft, die vorliegende Halteranordnung 50 an einer Permanentstanzpresse zu montieren. Wie oben erwähnt, beinhalten Permanentstanzpressen charakteristischerweise eine Vielzahl von permanent positionierten Stanzstationen, die jeweils dazu ausgelegt sind, einen bestimmten Stanzvorgang an einem Werkstück durchzuführen, das nacheinander von Station zu Station befördert wird. Somit sieht eine Ausführungsform der Erfindung eine Permanentstanzpresse vor, an der eine Halteranordnung 50 der hier beschriebenen Art angebracht ist.
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Während der Einsatz hierin als länglich oder tropfenförmig behandelt wurde, können auch andere nicht kreisförmige Formen verwendet werden, wie quadratische, rechteckige, dreieckige oder andere Formen, die eine Drehung nach dem Einsetzen vermeiden. Für einige Ausführungsformen ist es bevorzugt, dass die Form das Einsetzen in nur einer Ausrichtung ermöglicht. Beispielsweise begrenzt eine Tropfenform das Einfügen auf eine Ausrichtung, während eine symmetrische längliche Form dies nicht tut. Der Kopf am Einsatz kann eine angepasste Form aufweisen oder eine andere Form verwenden. Für einige Ausführungsformen ist eine Tropfen- oder längliche Form für den Hauptbereich des Einsatzes bevorzugt und kann für den Kopf bevorzugt sein.
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Wie dem Fachmann klar sein wird, können die hier dargestellten und behandelten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf verschiedene Weise geändert werden, ohne vom Umfang oder der Lehre der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Auch können Elemente und Aspekte einer Ausführungsform mit Elementen und Aspekten einer anderen Ausführungsform kombiniert werden. Es sind die folgenden Ansprüche, einschließlich aller Äquivalente, die den Umfang der Erfindung definieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 62/754632 [0001]
- US 2007/0101849 [0004]
- US 6679147 [0005]
- US 1393040 [0006]
- US 1621811 [0007]
- US 1938440 [0007]