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TECHNISCHES GEBIET UND STAND DER TECHNIK
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Sprühsystem zum Abgeben von Reinigungsschaum auf eine Zieloberfläche.
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Als Stand der Technik beschreibt
US4330086A eine Düse und ein Verfahren zum Erzeugen von Schaum, die einen Düsenkörper, einen Düseneinlass, eine Öffnung, einen Gaseinlass, einen Aufprallstift und einen Düsenauslass umfassen. Der Düsenkörper hat ein stromaufwärtiges und ein stromabwärtiges Ende und eine Innenwand, die einen Durchgang innerhalb des Düsenkörpers definiert. Der Düseneinlass am stromaufwärts gelegenen Ende des Düsenkörpers ermöglicht die Einführung eines flüssigen schaumerzeugenden Mittels in den Durchgang. Das schaumerzeugende Mittel durchläuft dann die Öffnung und bildet dabei einen Strom. Dieser Strom wird an den Gaseinlässen in dem Düsenkörper vorbeigeleitet, um Gas in den Kanal zu saugen. Der Strom prallt dann auf den Aufprallstift, der quer über den Durchgang angeordnet ist. Mindestens die stromaufwärts gelegene Hälfte des Querschnitts des Aufprallstifts ist ringförmig, so dass der Aufprallstift den Durchfluss des Stroms unterbricht und ihn in Sekundärströme aufteilt. Diese Sekundärströme treten auf beiden Seiten des Aufprallstiftes nach außen und divergieren zueinander, bevor sie von der Innenwand des Düsenkörpers nach innen abgelenkt werden. Der Düsenauslass umfasst einen Querschlitz, der parallel zu dem Aufprallstift angeordnet ist, so dass eine gründliche Vermischung zwischen dem Gas und dem schaumerzeugenden Mittel erfolgt, bevor es als Schaum durch den Düsenauslass austritt.
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Es besteht weiterhin Bedarf an Verbesserungen bei der Erzeugung und Steuerung von Schaummustern auf Zieloberflächen.
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KURZDARSTELLUNG
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Aspekte der vorliegenden Offenbarung betreffen ein Sprühsystem zum Abgeben von Reinigungsschaum gemäß einem vorgegebenen Sprühmuster. Eine Düse ist dazu konfiguriert, eine Reinigungsflüssigkeit als Tröpfchensprühnebel aus einer Austrittsöffnung auszustoßen. Der Tröpfchensprühnebel breitet sich in divergierenden Richtungen um eine Mittelachse aus. Dadurch kann das Sprühmuster auf der Zieloberfläche und entsprechend einer Hauptsprührichtung vor dem Sprühsystem gebildet werden. Ein Sprühgehäuse bildet einen divergierenden Mantel um die Düse. Der Mantel erweitert sich entlang der Hauptsprührichtung, um die divergierenden Richtungen des Tröpfchensprühnebels aufzunehmen. Das Sprühgehäuse umfasst einen Lufteinlass, der dazu konfiguriert ist, einen Luftstrom zum Zusammenzuwirken mit dem Tröpfchensprühnebel durch den Mantel in das Sprühgehäuse zu leiten, um und den Reinigungsschaum zu bilden. Durch die Ausbildung des Sprühgehäuses als Mantel um die Düse kann dies als Abschirmung um den ausgestoßenen Sprühnebel wirken. So kann das Sprühgehäuse beispielsweise einen Benutzer vor dem Sprühstrahl abschirmen und/oder verhindern, dass Tröpfchen versehentlich in unerwünschte Richtungen spritzen. Dementsprechend kann das System sicherer und genauer sein. Durch Bereitstellen eines Lufteinlasses durch den Mantel kann mehr Luft in das Sprühgehäuse gesaugt werden, um mit der Reinigungsflüssigkeit zusammenzuwirken. In Kombination kann der Mantel des Sprühgehäuses als eine Art Kamin fungieren, wobei der Sprühnebel und die Luft, die aus dem Gehäuse durch den Schaumstofffilter ausgestoßen werden, bewirken können, dass ein Luftstrom durch den Lufteinlass angesaugt wird, um eine effiziente Vermischung zu erreichen.
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Figurenliste
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Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der Vorrichtungen und Systeme der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und der beigefügten Zeichnung besser verständlich, wobei:
- 1A zeigt einen Sprühabschnitt eines Sprühsystems;
- 1B zeigt eine Flüssigkeitsversorgung, die mit dem Sprühabschnitt verbunden ist, wobei sich dazwischen ein Mischabschnitt befindet;
- 2 zeigt verschiedene Ansichten eines bevorzugten Sprühabschnitts;
- 3A zeigt einen Sprühabschnitt, der ein längliches Sprühmuster auf einer Zielfläche erzeugt;
- 3B zeigt bevorzugte Aspekte einer Düse zur Erzeugung eines langgestreckten Sprühbildes;
- 4A und 4B zeigen weitere bevorzugte Aspekte der Düse;
- 5A und 5B zeigen seitliche und obere durchsichtige Ansichten eines Mischabschnitts zur Erzeugung einer Reinigungsflüssigkeit;
- 6A und 6B zeigen eine Querschnittsansicht von jeweiligen Durchflüssen in einem Mischabschnitt;
- 7A und 7B zeigen Seitenansichten verschiedener modularer Teile.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die zur Beschreibung bestimmter Ausführungsformen verwendete Terminologie ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Die hier verwendeten Singularformen „ein“, „eine“ und „der, die, das“ schließen auch die Pluralformen ein, sofern aus dem Kontext nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Der Begriff „und/oder“ schließt sämtliche Kombinationen von einem oder mehreren der aufgeführten Elemente ein. Es versteht sich, dass die Begriffe „umfasst“ und/oder „umfassend“ das Vorhandensein der genannten Merkmale angeben, aber das Vorhandensein oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale nicht ausschließen. Es versteht sich ferner, dass, wenn ein bestimmter Schritt eines Verfahrens als auf einen anderen Schritt folgend bezeichnet wird, er direkt auf den anderen Schritt folgen kann oder ein oder mehrere Zwischenschritte durchgeführt werden können, bevor der bestimmte Schritt ausgeführt wird, sofern nicht anders angegeben. Es versteht sich ebenfalls, dass, wenn eine Verbindung zwischen Strukturen oder Bauteilen beschrieben wird, diese Verbindung direkt oder über Zwischenstrukturen oder -bauteile hergestellt werden kann, sofern nichts anderes angegeben ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind, ausführlicher beschrieben. In den Zeichnungen können die absoluten und relativen Größen von Systemen, Komponenten, Schichten und Bereichen aus Gründen der Verdeutlichung übertrieben dargestellt sein. Ausführungsformen können unter Bezugnahme auf schematische und/oder Querschnittsdarstellungen von möglicherweise idealisierten Ausführungsformen und Zwischenstrukturen der Erfindung beschrieben werden. In der Beschreibung und den Zeichnungen beziehen sich gleiche Ziffern auf gleiche Elemente. Relative Begriffe sowie deren Ableitungen sind so zu verstehen, dass sie sich auf die Ausrichtung beziehen, wie sie beschrieben wird oder wie sie unter Erläuterung in der Zeichnung dargestellt wird. Diese relativen Begriffe dienen der einfacheren Beschreibung und erfordern nicht, dass das System in einer bestimmten Ausrichtung gebaut oder betrieben wird, sofern nicht anders angegeben.
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1A zeigt einen Sprühabschnitt 10 eines Sprühsystems 100. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Sprühabschnitt 10 eine Düse 11, die dazu konfiguriert ist, eine Reinigungsflüssigkeit „M“ als Tröpfchensprühnebel „S“ aus einer Austrittsöffnung 11a der Düse 11 auszustoßen. Die Reinigungsflüssigkeit „M“ wird zum Beispiel über einen Flüssigkeitseinlass 13 des Sprühabschnitts 10 aufgenommen. In einigen Ausführungsformen, z. B. wie dargestellt, breitet sich der Tröpfchensprühnebel „S“ in divergierenden Richtungen um eine Mittelachse „Zc“ aus. Dadurch kann eine Hauptsprührichtung Z vor dem Sprühsystem 100 bestimmt werden, in der z. B. ein Sprühbild auf einer Zielfläche gebildet wird.
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In einer anderen oder weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Sprühgehäuse 12 vorgesehen, z. B. als Teil des Sprühabschnitts 10, um einen divergierenden Mantel um die Düse 11 zu bilden. Vorteilhafterweise erweitert sich der Mantel entlang der Hauptsprührichtung Z, um die divergierenden Richtungen des Tröpfchensprühnebels „S“ aufzunehmen. Besonders bevorzugt umfasst das Sprühgehäuse 12 einen Lufteinlass 12a, der dazu konfiguriert ist, einen Luftstrom „L“ durch den Mantel in das Sprühgehäuse 12 zu leiten wird. Der Luftstrom „L“ kann also mit dem Tröpfchensprühnebel „S“ zusammenwirken, um den Reinigungsschaum „F“ zu bilden.
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Wie hierin beschrieben, kann Schaum als ein Objekt verstanden werden, das durch Einschluss von Gastaschen in einer Flüssigkeit entsteht. Typischerweise ist das Gasvolumen groß, wobei dünne Filme aus (Reinigungs-)Flüssigkeit die Gasbereiche voneinander trennen. Bevorzugt ist der Schaum ein Reinigungsschaum, z. B. aus einer Flüssigkeit, die eine Reinigungschemikalie, wie Waschmittel oder Seife, enthält.
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Besonders bevorzugt ist die Reinigungschemikalie Teil einer Tablette 40, die mit dem Flüssigkeitsstrom, z. B. (sauberem) Wasser, gemischt wird, um eine Reinigungsflüssigkeit zu bilden. Die Reinigungsflüssigkeit ist beispielsweise dazu konfiguriert, einen Schaum zu bilden, wenn Tröpfchen der Flüssigkeit mit Luft vermischt werden. Der Reinigungsschaum besteht zum Beispiel aus Blasen, die aus Wasser mit Reinigungsmittel gebildet werden. Bevorzugt bildet sich der Schaum beim Verlassen des Sprühsystems 100. Der Schaum kann sich auch in der Luft bilden oder weiterentwickeln. Der Schaum kann sich auch beim Auftreffen auf die Zielfläche „T“ oder danach bilden oder weiterentwickeln.
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Bevorzugt wird die Bildung des Schaums durch eine Konstruktion des Sprühsystems 100 unterstützt. Besonders bevorzugt ist das Sprühsystem, wie hierin beschrieben, dazu geeignet, einen Schaum mit relativ kleinen Taschen oder Blasen zu erzeugen. Vorteilhafterweise stellt der Erfinder fest, dass Schaum mit relativ kleinen Blasen eine relativ lange Verweilzeit aufweisen kann. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, kann Schaum mit relativ kleinen Bläschen eine größere Tendenz haben, an der Zieloberfläche zu haften und/oder eine geringere Wirkung der Schwerkraft zu erfahren. Wie zu erkennen ist, kann die längere Verweilzeit besonders vorteilhaft dahingehend sein, dass der Reinigungsschaum „F“ seine Reinigungswirkung auf der Zieloberfläche „T“ entfalten kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Sprühabschnitt 10 einen Schaumfilter 14, der mit dem Sprühgehäuse 12 vor der Düse 11 verbunden ist, wobei der Schaumfilter 14 ein Gitter 14m mit Öffnungen zum Durchlassen des aus der Düse 11 ausgestoßenen Tröpfchensprühnebels „S“ in Zusammenwirkung mit dem Luftstrom „L“ aus dem Lufteinlass 12a zum Erzeugen des Reinigungsschaums „F“ umfasst. Vorteilhafterweise kann das Sprühgehäuse 12 als eine Struktur zum Halten des Schaumfilters 14 in einem Abstand vor der Austrittsöffnung 11a der Düse 11 wirken. In einigen Ausführungsformen kann der Schaumstofffilter 14 eine Blasengröße im Schaum bestimmen. Zum Beispiel kann eine Größe der Öffnungen durch das Gitter mit der Größe der Schaumstoffblasen korrelieren. In einigen Ausführungsformen kann der Schaumstofffilter 14 zur Feinabstimmung der Blasenerzeugung verwendet werden. So kann beispielsweise eine Größe der Öffnungen in dem Gitter 14m mit der Größe der Blasen korrelieren. Bevorzugt bildet das Gitter 14m des Schaumstofffilters 14 Öffnungen durch denselben mit einem jeweiligen Querschnittsdurchmesser von weniger als einem Millimeter, z. B. zwischen einem zehntel Millimeter und einem halben Millimeter oder weniger. Innerhalb bestimmter Grenzen können kleinere Öffnungen kleinere Schaumblasen begünstigen, die eine längere Verweildauer auf der Zieloberfläche „T“ aufweisen können.
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In einigen Ausführungsformen bildet das Sprühgehäuse 12 einen sich erweiternden Mantel mit einem länglichen Querschnitt, der sich in Richtung einer Vorderseite des Sprühsystems 100 entlang der Hauptsprührichtung Z vergrößert, wobei eine erste Querschnittsabmessung Y des sich erweiternden Mantels stärker zunimmt als eine quer verlaufende zweite Querschnittsabmessung X des länglichen Querschnitts, z. B. um mindestens den Faktor zwei oder drei. Durch das Erweitern des Sprühgehäuses 12 kann es den sich erweiternden Sprühnebel aus Flüssigkeitströpfchen, die aus dem Sprühabschnitt 10 ausgestoßen werden, effizient einhüllen. Durch die Verwendung eines länglichen, sich erweiternden Mantels, d. h. eines Mantels, der in einer Querschnittsabmessung größer ist als in der anderen, kann der Mantel einen länglichen Tröpfchensprühnebel „S“ und/oder ein längliches Sprühmuster „P“, wie hier beschrieben, besser aufnehmen. Beispielsweise hat das Sprühgehäuse 12 eine (abgestumpfte) konische und/oder (abgestumpfte) pyramidale Form, wobei eine Basis des Kegels oder der Pyramide (die sich an der Vorderseite befindet) eine erste Querschnittsabmessung Y aufweist, die größer ist als eine quer verlaufende zweite Querschnittsabmessung X, z. B. um mindestens den Faktor zwei.
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In anderen oder weiteren Ausführungsformen ist der Lufteinlass 12a an einer Schräge des sich erweiternden Mantels angeordnet, welche Schräge einen Divergenzwinkel As zur Hauptsprührichtung Z aufweist, wobei der Divergenzwinkel As mehr als zehn Grad (Ebenenwinkel) beträgt, z. B. zwischen fünfzehn und sechzig Grad, bevorzugt zwischen zwanzig und vierzig Grad. Der Divergenzwinkel As ist beispielsweise die Hälfte eines Öffnungswinkels des divergierenden Mantels. Indem der Lufteinlass an einer wesentlichen Schräge des sich erweiternden Mantels angeordnet wird, kann die Luft schräg in das Sprühgehäuse gesaugt werden, z. B. mit einem gewissen Vorwärtsimpuls.
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Ohne an die Theorie gebunden zu sein, kann sich Luft, die in einer Vorwärtsrichtung angesaugt wird, effizienter mit Flüssigkeitströpfchen vermischen, die in einer ähnlichen Richtung ausgestoßen werden, ohne dass die Tröpfchen wesentlich umgelenkt werden.
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In einer Ausführungsform ist der Lufteinlass 12a (dessen Mitte) mit einem axialen Versatz ΔZ hinter der Austrittsöffnung 11a der Düse 11 in Bezug auf die Hauptsprührichtung Z angeordnet, z. B. axial gegenüberliegend in Bezug auf ein Ende der Düse von einer Vorderseite des Mischabschnitts 20, wo der Schaumstofffilter 14 angeordnet ist. Indem der Lufteinlass mit einem axialen Versatz hinter der Austrittsöffnung der Düse angeordnet wird, kann Luft von hinten zumindest teilweise in eine Richtung angesaugt werden, in der der Sprühnebel aus der Düse ausgestoßen wird. Vorteilhafterweise kann der Luftstrom durch den Lufteinlass hauptsächlich auf die Austrittsöffnung konzentriert werden, so dass er sich am effektivsten mit dem ausgestoßenen Sprühnebel vermischen kann. Zum Beispiel kann eine (Mittellinie) des Lufteinlasses 12a im Allgemeinen auf ein Ende der Düse 11 gerichtet werden. In einer anderen oder weiteren Ausführungsform ist (ein Mittelpunkt) des Lufteinlasses 12a mit einem vertikalen Versatz ΔY quer zur Mittelachse „Zc“ oberhalb der Austrittsöffnung 11a der Düse 11 angeordnet. Durch Anbringen des Lufteinlasses 12a an einer Oberseite des Sprühgehäuses 12 kann zumindest teilweise verhindert werden, dass Reinigungsflüssigkeit aus einem Gehäuseboden tropft. Alternativ oder zusätzlich kann der Lufteinlass auch an der Unterseite, z. B. unterhalb der Mittelachse „Zc“, angeordnet sein.
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Es versteht sich, dass relative Begriffe, wie horizontale Richtungen (X oder Z), vertikale Richtung (Y), horizontale Ebene (XZ), vertikale Ebene (YZ), vertikaler Versatz (ΔY), axialer Versatz (ΔZ), vorne, hinten, oberhalb, unterhalb usw. der Einfachheit halber verwendet werden, um Aspekte zu beschreiben, die in den Figuren oder in Ausrichtungen während des Gebrauchs gezeigt werden. Die relativen Begriffe können auch z. B. in Bezug auf einen Rahmen des Sprühsystems 100 definiert werden. Beispielsweise kann der axiale Versatz ΔZ entlang der Hauptsprührichtung Z bestimmt werden, z. B. einer Richtung, die der Austrittsöffnung 11 a der Düse 11 zugewandt ist und/oder einer Richtung, die einer durch den Schaumstofffilter 14 gebildeten Vorderseite des Sprühsystems 100 zugewandt ist. Der vertikale Versatz ΔY kann beispielsweise entlang einer vertikalen Achse Y, quer zum axialen Versatz ΔZ, bestimmt werden. Bei normalem Gebrauch kann die vertikale Achse Y beispielsweise nach oben (gegen einen Schwerkraftvektor) zeigen, wenn man das Sprühsystem 100 wie in den Figuren dargestellt betrachtet. Es versteht sich selbstverständlich, dass das System auch gedreht werden kann. Dementsprechend können Begriffe wie „oberhalb“, „unterhalb“ oder „hinter“ in einem Rahmen des Sprühsystems 100, wie er bei normalen Gebrauch verwendet wird, verstanden werden. In einigen Ausführungsformen wird die Ausrichtung des Systems durch seine verschiedenen Abschnitte bestimmt. So befindet sich beispielsweise die Mischkammer 21 bevorzugt an einer Unterseite des Mischabschnitts 20. Eine Ausrichtung kann auch aus der Art und Weise abgeleitet werden, wie das System gehalten werden soll. So umfasst das Sprühsystem 100 beispielsweise einen Griff, der dessen Standardausrichtung bestimmen kann. In einigen Ausführungsformen, z. B. in der gezeigten, ist der Griff oder Pistolengriff allgemein nach unten gerichtet.
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1B zeigt eine Ausführungsform, bei der eine Flüssigkeitsversorgung 30 mit dem Sprühabschnitt 10 verbunden ist, zwischen denen sich ein Mischabschnitt 20 befindet. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Sprühsystem 100 einen Mischabschnitt 20 mit einer Mischkammer 21, die zum Aufnehmen einer Tablette 40 mit einer Reinigungschemikalie konfiguriert ist. Der Mischabschnitt 20 kann beispielsweise eine Basisflüssigkeit „W“ aus einer Flüssigkeitsversorgung 30 aufnehmen und einen Strom der Basisflüssigkeit „W“ entlang der Tablette 40 vorbeileiten. Dementsprechend kann die Reinigungschemikalie der Tablette 40 mit der Basisflüssigkeit „W“ vermischt werden, um die Reinigungsflüssigkeit „M“ zu bilden. Die Reinigungsflüssigkeit „M“ kann z. B. auf den Sprühabschnitt 10 gerichtet werden.
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Durch das Mischen einer Basisflüssigkeit „W“ (z. B. sauberes Wasser) mit einer Reinigungschemikalie aus einer Tablette kann ein großer Tank mit Reinigungsflüssigkeit „M“ vermieden werden. Die Basisflüssigkeit „W“ kann zum Beispiel direkt aus einem Wasserhahn oder einer anderen Quelle zugeführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Sprühabschnitt 10 direkt an eine Flüssigkeitsversorgung 30, z. B. einen Behälter mit Reinigungsflüssigkeit „M“, angeschlossen werden. Bevorzugte Merkmale des Mischabschnitts 20 werden später unter Bezugnahme auf die 5 und 6 näher erläutert.
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In einigen Ausführungsformen ist eine Flüssigkeitsversorgung 30 dazu konfiguriert, einen Flüssigkeitsstrom, der das Sprühsystem 100 durchläuft, zumindest teilweise zu steuern. Beispielsweise ist die Flüssigkeitsversorgung 30 dazu konfiguriert, eine Durchflussrate (Flüssigkeitsmenge pro Zeiteinheit) zu steuern, die in den Mischabschnitt 20 und/oder den Sprühabschnitt 10 eintritt. Die Flüssigkeitsversorgung 30 ist beispielsweise dazu konfiguriert, den Druck der Flüssigkeit am Eingang des Mischabschnitts 20 und/oder des Sprühabschnitts 10 zu steuern. In einigen Ausführungsformen kann die Basisflüssigkeit „W“ und/oder die Reinigungsflüssigkeit „M“ z. B. über eine Pumpe bereitgestellt werden, um den Druck bei Bedarf zu erhöhen. Alternativ wird die Basisflüssigkeit „W“ mit dem Nenndruck, z. B. eines Wasserhahns, bereitgestellt.
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In anderen oder weiteren Ausführungsformen umfasst die Flüssigkeitsversorgung 30 ein oder mehrere steuerbare Ventile (nicht dargestellt). In einer Ausführungsform ist ein erstes Ventil dazu konfiguriert, den Flüssigkeitsstrom zuzulassen oder zu sperren. Das erste Ventil kann zum Beispiel manuell durch einen Druckknopf gesteuert werden. Optional umfasst der Druckknopf einen Verriegelungsmechanismus, z. B. zum Verriegeln des ersten Ventils in der geöffneten Position. In einer anderen oder weiteren Ausführungsform ist ein zweites Ventil dazu konfiguriert, einen Druck und/oder eine Flüssigkeitsmenge einzustellen, z. B., wenn das erste Ventil geöffnet ist. Auch andere oder weitere Steuermechanismen und/oder Ventile sind denkbar. Beispielsweise kann ein steuerbares Ventil dazu konfiguriert sein, die Durchflussmenge von einem blockierten Durchfluss bis zu einem vollen Durchfluss zu variieren. Der Flüssigkeitsstrom oder -fluss kann auch zumindest teilweise durch andere oder weitere Abschnitte des Sprühsystems 100 gesteuert werden, z. B. durch den Mischabschnitt 20 und/oder die Flüssigkeitsversorgung 30.
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In einer bevorzugten Ausführungsform, z. B. wie dargestellt, umfasst das Sprühsystem 100 einen Griff 35 zum Halten des Systems 100 (oder kann damit gekoppelt werden). Der Griff 35 ist beispielsweise als Pistolengriff oder in anderer Weise ausgebildet. Typischerweise ist der Griff 35 mit einem Eingang 23 des Mischabschnitts 20 verbunden. In einer Ausführungsform umfasst die Flüssigkeitsversorgung 30, z. B. der Griff, einen ersten Steuermechanismus 31, der dazu konfiguriert ist, ein erstes Ventil zur variablen Einstellung einer Durchflussrate des Flüssigkeitsstroms zu steuern. In einer anderen oder weiteren Ausführungsform umfasst die Flüssigkeitszufuhr 30, z. B. der Griff, einen zweiten Steuermechanismus 32, der dazu konfiguriert ist, ein zweites Ventil zum Zulassen oder Sperren des Flüssigkeitsstroms zu steuern. In einer anderen oder weiteren Ausführungsform umfasst die Flüssigkeitszufuhr 30, z. B. der Griff, einen dritten Steuermechanismus 33, der dazu konfiguriert ist, den zweiten Steuermechanismus 32 zu verriegeln oder zu entriegeln. Bevorzugt ist die Flüssigkeitszufuhr 30, z. B. der Griff 35, reversibel mit dem Mischabschnitt 20 verbindbar, wobei z. B. der Griff ausgetauscht werden kann. Typischerweise ist ein Eingang des Griffs 35 mit einem (flexiblen) Schlauch verbunden. Ein anderes Ende des Schlauchs ist beispielsweise mit einem Flüssigkeitsbehälter oder einem Wasserhahn verbunden. Andere Ausführungsformen, z. B. ohne Griff, sind ebenfalls denkbar. Zum Beispiel kann der Mischabschnitt 20 direkt mit einem Schlauch verbunden sein.
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Aspekte der vorliegenden Offenbarung können mit einem entsprechenden Verfahren zum Abgeben von Reinigungsschaum „F“ auf eine Zieloberfläche „T“ gemäß einem vorgegebenen Sprühmuster „P“ ausgeführt werden. In einer Ausführungsform wird eine Reinigungsflüssigkeit „M“ als Tröpfchensprühnebel „S“ aus einer Austrittsöffnung 11a einer Düse 11 ausgestoßen. In einer anderen oder weiteren Ausführungsform breitet sich der Tröpfchensprühnebel „S“ in divergierenden Richtungen (Ax, Ay) um eine Mittelachse „Zc“ aus, um das Sprühmuster „P“ auf der Zieloberfläche „T“ zu bilden, wobei eine Hauptsprührichtung Z vor dem Sprühsystem 100 bestimmt wird. In einer anderen oder weiteren Ausführungsform bildet ein Sprühgehäuse 12 einen divergierenden Mantel um die Düse 11. Der Mantel erweitert sich beispielsweise entlang der Hauptsprührichtung Z, um die divergierenden Richtungen Ax, Ay des Tröpfchensprühnebels „S“ aufzunehmen. Besonders bevorzugt umfasst das Sprühgehäuse 12 einen Lufteinlass 12a, der einen Luftstrom „L“ durch den Mantel in das Sprühgehäuse 12 leitet, wobei der Luftstrom mit dem Tröpfchensprühnebel „S“ zusammenwirkt, um den Reinigungsschaum „F“ zu bilden.
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In einigen Ausführungsformen kann der Reinigungsschaum „F“ nach einer gewissen Verweilzeit abgespült werden. Zum Beispiel kann der Reinigungsschaum „F“ durch Sprühen von sauberem Wasser mit einem anderen Sprühsystem oder mit demselben Sprühsystem (z. B. ohne Mischabschnitt 20 und/oder ohne die Tablette 40) abgespült werden. Wie zu erkennen ist, kann das Sprühsystem 100 zur Reinigung verschiedener Zieloberflächen verwendet werden, indem Schaum abgegeben und optional der Schaum nach einer Verweilzeit entfernt wird. In einer Ausführungsform umfasst das Sprühsystem 100 ein spezielles Spülwerkzeug oder eine Lanze mit einer Spüldüse oder ist damit gekoppelt. Beispielsweise umfasst die Flüssigkeitsversorgung 30 eine Lanze zum Versprühen einer Spülflüssigkeit, z. B. Wasser, um den Reinigungsschaum F zu entfernen, oder koppelt (direkt) an die Lanze an. Alternativ kann vorgesehen werden, dass der Schaum eine Konsistenz aufweist, die kein Spülen erfordert.
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2 zeigt verschiedene Ansichten eines bevorzugten Sprühabschnitts 10. Die Querschnittsansichten X-X, Y-Y und Z-Z entsprechen den verschiedenen Schnitten, wie angegeben. Die obere rechte Figur mit der Bezeichnung X-X zeigt beispielsweise einen Querschnitt in einer vertikalen Ebene durch die wie in der unteren linken Figur dargestellten Düse 11. Die mittlere rechte Figur mit der Bezeichnung Y-Y zeigt beispielsweise einen Querschnitt in einer horizontalen Ebene durch die wie in der unteren linken Figur und der oberen rechten Figur dargestellten Düse 11. Die Figur unten rechts mit der Bezeichnung Z-Z zeigt zum Beispiel einen Querschnitt in einer anderen vertikalen Ebene durch die Düse 11 und die Lufteinlässe, wie in der Figur oben rechts dargestellt.
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In einigen Ausführungsformen hat der Sprühabschnitt 10 einen oder mehrere zusätzliche seitliche Lufteinlässe 12b auf einer oder beiden Seiten durch den Mantel. So kann beispielsweise ein seitlicher Einlass 12b neben der Düse 11 angeordnet sein und einen weiteren Lufteintritt ermöglichen. Bevorzugt ist jeder seitliche Einlass 12b trichterförmig ausgebildet, und ist, z. B. außen breiter als innen im Mantel des Gehäuses. Auf diese Weise kann die Luft leichter in den Mantel eindringen und/oder auch auf die Austrittsöffnung 11 a der Düse konzentriert werden, um eine effiziente Schaumbildung zu ermöglichen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Düse ein Ende auf, das eine Art Düsenmund 11m bildet, z. B. mit Vorsprüngen, die mit einem Öffnungswinkel „Am“ auseinander zeigen, wie in der mittleren rechten Figur dargestellt. Vorteilhafterweise kann der Düsenmund 11m dazu beitragen, die Erzeugung eines länglichen Sprühbildes „P“ zu unterstützen, wie im Folgenden beschrieben wird.
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3A zeigt einen Sprühabschnitt 10, der ein längliches Sprühbild „P“ auf einer Zielfläche „T“ erzeugt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sprühabschnitt 10 dazu konfiguriert, ein längliches Sprühmuster „P“ auf der Zieloberfläche „T“ zu erzeugen, wobei eine Höhe Py des Sprühmusters „P“ größer ist als die Breite Px des Sprühmusters „P“, z. B. um mindestens zehn Prozent, mindestens zwanzig Prozent, mindestens fünfzig Prozent (Faktor eineinhalb), mindestens einen Faktor zwei oder mehr.
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In anderen oder weiteren Ausführungsformen ist der Sprühabschnitt 10, insbesondere die Düse, dazu konfiguriert, den Sprühnebel aus Tröpfchen mit einem horizontalen Öffnungswinkel „Ax“ kleiner als der vertikale Öffnungswinkel „Ay“ auszustoßen. Beispielsweise ist das Sprühsystem 100 dazu konfiguriert, den Reinigungsschaum „F“ auf die Zieloberfläche „T“ entlang eines divergierenden elliptischen Kegels entsprechend dem vertikalen Öffnungswinkel „Ay“ und dem horizontalen Öffnungswinkel „Ax“, in dem die Tröpfchen aus der Düse 11 ausgestoßen werden, zu projizieren. Indem der Reinigungsschaum „F“ in einem länglichen Muster auf die Zielfläche „T“ gesprüht wird, hat der Benutzer mehr Kontrolle über die Position, an der der Schaum auftrifft (z. B. abhängig von einem Winkel des Musters in Bezug auf die Oberfläche), und ist dennoch in der Lage, schnell große Flächen abzudecken (z. B. durch Bewegen der Vorrichtung in einer Richtung quer zur Längsachse des Musters).
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In einigen Ausführungsformen beträgt der horizontale Öffnungswinkel „Ax“ weniger als neunzig Grad (ebener Winkel), bevorzugt weniger als achtzig Grad, weniger als siebzig Grad, weniger als sechzig Grad, z. B. zwischen zehn und fünfzig Grad. In anderen oder weiteren Ausführungsformen beträgt der vertikale Öffnungswinkel „Ay“ mehr als neunzig Grad, mehr als hundert Grad, mehr als hundertzehn Grad, z. B. zwischen hundertzwanzig und hundertfünfzig Grad. Wie zu erkennen ist, können die Öffnungswinkel bestimmen, wie viel von der Zielfläche sofort abgedeckt wird (ohne die Vorrichtung zu bewegen) und/oder wie schnell die Zielfläche vollständig abgedeckt werden kann (durch Bewegen der Vorrichtung) und/oder einen idealen Abstand zwischen dem Sprühsystem und der Zielfläche bestimmen.
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3B zeigt bevorzugte Aspekte einer Düse 11 zum Erzeugen eines länglichen Sprühmusters „P“. Typischerweise ist die Düse 11 dazu konfiguriert, den Tröpfchensprühnebel „S“ in einem divergenten Muster auszustoßen, z. B. entlang eines Kegels mit seiner Spitze an der Austrittsöffnung 11a. Beispielsweise ist das Sprühsystem 100 dazu konfiguriert, den Reinigungsschaum „F“ in einem Kegel um die Hauptsprührichtung Z herum auszustoßen. Der Kegel weist beispielsweise einen oder mehrere Öffnungswinkel Ax, Ay auf, die gleich oder unterschiedlich sein können. Besonders bevorzugt ist einer der Öffnungswinkel deutlich größer als der andere.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Düse 11 einen V-förmigen Düsenmund 11m, der sich konkav in eine vertikale Richtung Y und entlang dieser schneidend quer zur Hauptsprührichtung Z über ein Ende der Düse 11 erstreckt, wobei die V-Form des Düsenmundes 11 m durch entsprechende Backen 11j gebildet wird, die sich entsprechend einem Öffnungswinkel Am des Düsenmundes 11m zwischen den Backen 11j nach außen erstrecken, wobei die Austrittsöffnung 11a mittig zwischen den jeweiligen Backen 11j angeordnet ist und z. B. sozusagen einen „Rachen“ des Düsenmundes 11 m bildet. Besonders bevorzugt umfasst die Düse 11 eine vorstehende Form oder ist als solche ausgebildet, die z. B. in der Düsenmündung 11 m endet. Durch die Verwendung einer vorstehenden Düsenform kann ein wesentlicher Teil der Luft um die Austrittsöffnung 11a herum, z. B. auch dahinter, angeordnet werden.
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In einer Ausführungsform ist die Düse 11 dazu konfiguriert, das Sprühmuster divergierend mit einem vertikalen Öffnungswinkel „Ay“ in einer vertikalen Ebene „YZ“ entlang der vertikalen Richtung Y des Ausschnitts des V-förmigen Munds quer zu Sprührichtung Z zu erzeugen. In einer anderen oder weiteren Ausführungsform ist die Düse 11 dazu konfiguriert, das Sprühmuster mit einem horizontalen Öffnungswinkel „Ax“ in einer durch den Öffnungswinkel Am des Düsenmundes 11 m bestimmten horizontalen Ebene „XZ“ quer zur vertikalen Ebene XZ zu divergieren. Beispielsweise liegt die horizontale Ebene „XZ“ quer zur vertikalen Ebene „YZ“. Bevorzugt ist der vertikale Öffnungswinkel „Ay“ größer als der horizontale Öffnungswinkel „Ax“, z. B. um mindestens zehn Prozent, mindestens zwanzig Prozent, mindestens fünfzig Prozent (Faktor eineinhalb), mindestens Faktor zwei oder mehr.
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4A zeigt eine durchsichtige perspektivische Ansicht einer bevorzugten Düse 11. 4B zeigt eine entsprechende Ausschnittansicht, um Aspekte im Inneren der Düse zu zeigen. In einigen Ausführungsformen wird die Reinigungsflüssigkeit „M“ über einen Flüssigkeitskanal 11d, z. B. ein Innenrohr, durch die Düse 11 geleitet. Bevorzugt beginnt der Flüssigkeitskanal 11 d mit einem Anfangsdurchmesser 11i, der zur Austrittsöffnung 11 a hin abnimmt. Die Austrittsöffnung hat beispielsweise einen Enddurchmesser 11e, der kleiner ist als der Anfangsdurchmesser 11i, z. B. um mindestens zehn Prozent, mindestens zwanzig Prozent oder sogar um mindestens fünfzig Prozent (Faktor eineinhalb kleiner). Besonders bevorzugt ist ein Querschnitt des Flüssigkeitskanals 11d im Wesentlichen rund (oder elliptisch) und endet in einer glatten, abgerundeten Kontur 11c, die (allmählich) zur Austrittsöffnung 11a hin konvergiert. Die abgerundete, konvergierende Kontur 11c des Flüssigkeitskanals 11d kann beispielsweise den gewünschten Flüssigkeitsstrom fördern, der beim Austreten aus der Austrittsöffnung 11a in einem divergierenden Sprühmuster endet, wie hier beschrieben. In einer anderen oder weiteren Ausführungsform kann eine Außenkontur der Düse 11 im Querschnitt im Wesentlichen rechteckig (oder abgerundet rechteckig) sein. Beispielsweise können die Seiten der rechteckigen Form parallel zum Düsenmund 11 m und/oder den Backen 11j ausgerichtet sein.
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Die 5A und 5B zeigen eine durchsichtige Seiten- und Draufsicht auf einen Mischabschnitt 20 zum Erzeugen einer Reinigungsflüssigkeit „M“. In einigen Ausführungsformen umfasst der Mischabschnitt 20 eine Mischsteuerung 22, die dazu konfiguriert ist, den Strom der Basisflüssigkeit „W“ entlang der Tablette 40 zu steuern, um eine Menge der Reinigungschemikalie zu bestimmen, die in die Basisflüssigkeit „W“ gemischt wird. Beispielsweise umfasst die Mischsteuerung 22 eine von außen zugängliche Schnittstelle, wie etwa eine drehbare Scheibe, ein Knopf und/oder ein Hebel, die mit einem oder mehreren Ventilen innerhalb des Mischabschnitts 20 gekoppelten ist, um jeweils einen oder mehrere Ströme der Basisflüssigkeit „W“ und/oder der Reinigungsflüssigkeit „M“ zu steuern.
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Die 6A und 6B zeigen eine Querschnittsansicht von jeweiligen Durchflüssen in einem Mischabschnitt 20. In einigen Ausführungsformen ist die Mischsteuerung 22 dazu konfiguriert, einen relativen Volumenstrom der Basisflüssigkeit „W“ zu bestimmen, der auf die Mischkammer 21 gerichtet ist, in der die Tablette 40 gehalten wird. Bevorzugt wird ein erster Teil „W1“ eines Durchflusses von Basisflüssigkeit „W“, der über einen Eingang 23 des Mischabschnitts 20 (z. B. von der Flüssigkeitsversorgung 30) aufgenommen wird, zur Mischkammer 21 hin geleitet, während ein anderer, zweiter Teil „W2“ zu einer zweiten Kammer 24 des Mischabschnitts 20 (ohne Tablette) geleitet wird. In einer Ausführungsform umgeht der zweite Teil „W2“ die Mischkammer 21 und/oder wird nur mit einem Teil „M2“ der Mischflüssigkeit gemischt, der indirekt über die Mischkammer 21 aufgenommen wird.
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In einigen Ausführungsformen wird zumindest ein erster Teil „M1“ der in der Mischkammer 21 erzeugten Mischflüssigkeit zu einem Ausgang 13 des Mischabschnitts 20 geleitet, der z. B. mit dem Sprühabschnitt 10 verbunden ist. In anderen oder weiteren Ausführungsformen wird mindestens ein zweiter Teil „M2“ der in der Mischkammer 21 erzeugten Mischflüssigkeit in die zweite Kammer 24 des Mischabschnitts 20 geleitet. In anderen oder weiteren Ausführungsformen wird ein dritter Teil „M3“ von Mischflüssigkeit von der zweiten Kammer 24 zum Ausgang 13 geleitet. Der dritte Teil „M3“ umfasst zum Beispiel eine Mischung des zweiten Teils „M2“ der Mischflüssigkeit aus der Mischkammer 21 mit dem zweiten Teil „W2“ der Basisflüssigkeit „W“ aus dem Eingang 23. In einer Ausführungsform ist die Mischsteuerung 22 dazu konfiguriert, die relativen Volumenströme der jeweiligen Teile „W1“ und „W2“ der Basisflüssigkeit „W“ durch Öffnen oder Schließen der jeweiligen Durchgänge zum Mischabschnitt 20 und/oder zur zweiten Kammer 24 zu bestimmen. Die Mischsteuerung 22 umfasst beispielsweise eine von außen zugängliche Steuerschnittstelle 22i, die mit einem Ventil 22v verbunden ist, das die jeweiligen Durchgänge, z. B. über eine Schraubverbindung oder auf andere Weise öffnet oder schließt.
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7A stellt die jeweiligen Teile eines Sprühsystems 100 dar. Bevorzugt ist das System modular aufgebaut, z. B. mit verschiedenen Teilen, die reversibel und einfach aneinander befestigt und voneinander gelöst werden können. Beispielsweise können die verschiedenen Teile über entsprechende Klick-, Schnapp- und/oder Schraubmechanismen verbunden werden. Auch andere Arten von Verbindungen sind denkbar. In einer Ausführungsform, z. B. wie dargestellt, ist ein Zwischenverbindungsstück 36 vorgesehen. Das Zwischenverbindungsstück 36 hat beispielsweise auf einer Seite eine spezifische Verbindung zum Verbinden mit einem Eingang des Mischabschnitts 20; und auf der anderen Seite eine universelle Verbindung zum Verbinden mit verschiedenen vorhandenen Arten der Flüssigkeitsversorgung, z.B. eine Schnappverbindung, wie sie zum Anschließen eines Gartenschlauchs verwendet wird. 7B stellt dar, wie Teile des hier beschriebenen Sprühsystems 100 durch ein Spülwerkzeug 37 ersetzt werden können, das z. B. eine Düse umfasst, die wie beschrieben mit der Flüssigkeitsversorgung 30 verbunden wird. Die Spüldüse 37 wird beispielsweise zum Versprühen von Wasser verwendet, um den Reinigungsschaum irgendwann nach der Anwendung abzuspülen.
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Aus Gründen der Klarheit und einer präzisen Beschreibung werden Merkmale hier als Teil derselben oder separater Ausführungsformen beschrieben, es versteht sich jedoch, dass der Umfang der Erfindung auch Ausführungsformen mit Kombinationen aller oder einiger der beschriebenen Merkmale umfassen kann. Obwohl beispielsweise Ausführungsformen für ein Sprühsystem gezeigt wurden, das einen Sprühabschnitt, einen Mischabschnitt und eine Flüssigkeitsversorgung umfasst, sind für den Fachmann mit Kenntnis der vorliegenden Offenbarung auch alternative Möglichkeiten denkbar, um eine ähnliche Funktion und ein ähnliches Ergebnis zu erreichen. Beispielsweise können die Abschnitte kombiniert werden, um synergetische Vorteile zu erzielen, oder aufgeteilt werden, um separate Vorteile zu erzielen. Die verschiedenen Elemente der erörterten und gezeigten Ausführungsformen bieten bestimmte Vorteile, wie etwa die Abgabe spezifischer Schaummuster auf eine Zieloberfläche. Es versteht sich selbstverständlich, dass jede der oben genannten Ausführungsformen oder Prozesse mit einer oder mehreren anderen Ausführungsformen oder Prozessen kombiniert werden kann, um sogar noch weitere Verbesserungen beim Auffinden und Anpassen von Designs und Vorteilen zu erzielen. Es versteht sich, dass diese Offenbarung besondere Vorteile für die Reinigungsindustrie bietet und im Allgemeinen für jede Anwendung angewendet werden kann, bei der Schaum effizient und mit hoher Kontrolle über die Aufbringung erzeugt wird.
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Bei der Auslegung der beigefügten Ansprüche ist zu verstehen, dass das Wort „umfassend“ das Vorhandensein anderer Elemente oder Handlungen als die in einem bestimmten Anspruch aufgeführten nicht ausschließt; das Wort „ein“ oder „eine“ vor einem Element schließt das Vorhandensein mehrerer solcher Elemente nicht aus; etwaige Bezugszeichen in den Ansprüchen schränken deren Umfang nicht ein; mehrere „Mittel“ können durch dieselben oder unterschiedliche Elemente oder implementierte Strukturen oder Funktionen dargestellt werden; alle offenbarten Vorrichtungen oder Teile davon können miteinander kombiniert oder in weitere Teile aufgeteilt werden, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Bezieht sich ein Anspruch auf einen anderen Anspruch, so kann dies einen synergetischen Vorteil anzeigen, der durch die Kombination der jeweiligen Merkmale erreicht wird. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in voneinander verschiedenen Ansprüchen aufgeführt sind, bedeutet jedoch nicht, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht auch vorteilhaft eingesetzt werden kann. Die vorliegenden Ausführungsformen können daher alle funktionierenden Kombinationen der Ansprüche umfassen, wobei sich jeder Anspruch grundsätzlich auf jeden vorhergehenden Anspruch beziehen kann, sofern dies durch den Kontext nicht eindeutig ausgeschlossen ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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