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ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGEN
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 19. November 2015 eingereichten
Australischen provisorischen Patentanmeldung Nr. 2015904775 , deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hier eingefügt ist.
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FACHGEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Vorrichtungen zur Detektion der Anwesenheit einer Spannung in einer Konstruktion und insbesondere eine Spannungsdetektorvorrichtung, die geeignet ist, an die Verwendung in einer Vielzahl verschiedener Anwendungsweisen in einfacher und praktischer Weise angepasst zu werden.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Für Personen, wie Elektriker, Techniker, Heimwerker und anderes ausgebildetes oder nicht ausgebildetes Personal besteht regelmäßig eine Notwendigkeit, um und in nächster Nähe stromführender elektrischer Anlagen und Drähte zu arbeiten.
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Wo Arbeit ausgeführt werden muss, die Zugang zu einer stromführenden, elektrischen Anlage oder damit verbundenen Drähten erfordert, werden die Stromkreise üblicherweise an einem zentralen Schaltkasten oder Ähnlichem abgeschaltet, bevor die Person an der elektrischen Anlage zu arbeiten versucht. Auf diese Weise ist die Person in der Lage, je nach der zu erledigenden Aufgabe Drähte zu schneiden und/oder Drähte des vorhandenen elektrischen Systems umzulegen oder neu anzuordnen, um andere Komponenten oder Gebäudebereiche mit Strom zu versorgen, ohne die Gefahr, dass die Person stromführenden Teilen oder elektrischem Strom ausgesetzt ist, was erhebliche Verletzungen und oft den Tod verursachen könnte.
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In vielen Fällen jedoch und obwohl die Person glaubt, dass sie die elektrische Anlage vor Ausführung der Arbeit daran abgeschaltet hat, können einige Stromkreise in Betrieb oder in stromführendem Zustand bleiben. Solche Stromkreise stellen dann für diese Arbeiter eine erhebliche Gefahr dar, insbesondere für die, die Drähte schneiden oder handhaben wollen, die mit derartigen Anlagen verbunden sind, während sie noch in Betrieb sind. Außerdem können gefährliche Ströme auftreten, die sonst unbemerkt blieben, wenn ein Fehler an anderer Stelle in derselben elektrischen Anlage auftritt.
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Um diesem Problem Abhilfe zu schaffen, sind eine Reihe spezieller Vorrichtungen vorgeschlagen worden, einschließlich von Werkzeugen, die dafür ausgebildet und ausgelegt sind, von Personen gebraucht zu werden, den Zustand elektrischer Komponenten zu prüfen. Derartige Vorrichtungen sind auf die Detektion der Anwesenheit einer elektrischen Ladung/eines Stromes in einem Stromkabel, Leiter oder einer anderen Komponente einer Elektro-/Sanitär-/Gebäudeanlage gerichtet. Wenn diese Vorrichtungen sich auch als wirkungsvoll erwiesen haben, dem Benutzer ein Mittel zum Prüfen der Anwesenheit, oder nicht, eines elektrischen Stromes/einer Spannung zur Verfügung zu stellen, so sind derartige Vorrichtungen im Allgemeinen derart konstruiert, zu testzwecken Kontakt mit dem stromführenden Draht zu erfordern, was in einem überfüllten und dunklen Bereich nicht immer leicht auszuführen ist.
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Außerdem sind die meisten Spannungs-/Stromdetektorvorrichtungen getrennte Werkzeuge, die oft von der Person nur zu dem Zweck der Prüfung von Drähten getragen werden müssen und kaum einen anderen nützlichen Zweck erfüllen. Daher tragen eventuell viele Personen derartige Vorrichtungen aufgrund der Notwendigkeit, andere Werkzeuge für einen bestimmten Zweck mit sich zu führen, nicht mit sich, wenn sie in einem Bau-/Abriss-/Wartungsumfeld durch Dach- oder Wandbereiche kriechen. Daher geschieht es oft, wenn sich diese Personen in einem beengten Raum befinden, dass sie einen Draht oder Stromkreis vorfinden, der einer Prüfung bedarf, was bedeutet, dass sie sich im Allgemeinen aus dem Raum zurückziehen müssen, um die Prüfvorrichtung zu holen, um dann zu dem Draht zurückzukehren, um ihn zu prüfen.
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Daher besteht ein Bedarf, eine Spannungs-/Stromprüfvorrichtung bereitzustellen, die vom Benutzer leicht getragen werden kann, entweder an einem vorhandenen Werkzeug angebracht oder am Körper des Benutzers, und die einfach und wirkungsvoll zum Prüfen der Anwesenheit oder nicht eines elektrischen Stromes/ einer Spannung vor dem Zugriff zu einem Stromkreis verwendet werden kann.
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Da außerdem alle existierenden Spannungs-/Stromprüfvorrichtungen, die zur Zeit zur Verfügung stehen, nur nützlich sind, wenn der Benutzer eine derartige Prüfung ausführt, bieten die existierenden Prüfvorrichtungen keinerlei Warnfunktion, wenn der Benutzer eine andere Aufgabe ausführt, wie Drähte ziehen, Wartungsarbeiten oder andere Bauarbeiten, da sie sich nicht im Prüfbetrieb befinden. Daher besteht ein Bedarf, eine Vorrichtung bereitzustellen, die von einem Benutzer mitgeführt werden kann, die in der Lage ist, als Warnvorrichtung zu arbeiten, um einen Benutzer vor einer vorhandenen elektrischen Gefahr zu warnen, auch wenn der Benutzer nicht absichtlich versucht, eine derartige Gefahr festzustellen.
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Die obigen Bezugnahmen auf und Beschreibungen von vorbekannten Vorschlägen oder Produkten beabsichtigen nicht, Feststellungen oder Einräumung allgemeiner Fachkenntnisse zu sein und sind nicht als solche zu verstehen. Insbesondere bezieht sich die obige Erörterung der vorbekannten Technik nicht auf das, was einem Fachmann allgemein oder gut bekannt ist, sondern hilft zum Verständnis des erfinderischen Schritts der vorliegenden Erfindung, wovon die Beschreibung der einschlägigen Vorschläge der vorbekannten Technik nur ein Teil ist.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung nach einem oder mehreren Aspekten wird in den unabhängigen Ansprüchen definiert. Einige optionale und/oder bevorzugte Merkmale der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Dementsprechend wird in einem Aspekt der Erfindung eine Detektorvorrichtung zur Detektion des Stromführungszustandes eines Stromkreises geschaffen, umfassend:
- einen Körper aus einem flexiblen, elastischen Werkstoff,
- Steuerelektronik, die in den genannten Körper eingebettet ist, wobei die genannte Steuerelektronik einen Sensor zur Feststellung der Anwesenheit einer elektrischen Spannung in dessen Nähe umfasst und in Reaktion auf die festgestellte elektrische Spannung ein Signal erzeugt, und einen Prozessor zu Verarbeitung des genannten erzeugten Signals, das vom Sensor empfangen wurde, um den Stromführungszustand des festgestellten Stromkreises zu bestimmen, und
- eine oder mehrere Anzeigevorrichtungen mit elektrischer Verbindung zur Steuerelektronik und in den Körper eingebettet, derart, dass die genannte Anzeigevorrichtung bei Feststellung durch den Prozessor, dass der Stromführungszustand des Stromkreises angibt, dass der Kreis in Betrieb ist, betätigt wird, um eine visuelle Anzeige der Tatsache auszugeben, dass der detektierte Stromkreis in Betrieb ist,
- wobei der Körper dafür ausgebildet ist, auf einem Werkzeug angebracht zu werden, das von einem Benutzer mitgeführt wird, oder am Körper des Benutzers getragen zu werden.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verfügt der Körper über eine darin ausgebildete zentrale Vertiefung, um die Montage des genannten Körpers am Werkzeug oder am Körper des Benutzers zu ermöglichen.
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Der flexible, elastische Werkstoff kann Gummi sein oder Silikon oder Ähnliches.
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Der Prozessor kann sich in einem Gehäuse befinden und das Gehäuse eine Stromquelle zum Betrieb der Steuerelektronik umfassen.
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Der Prozessor kann außerdem eine Lautsprechereinheit umfassen, um ein hörbares Warnsignal abzugeben, wenn der Prozessor feststellt, dass der Stromführungszustand des Stromkreises angibt, dass der Kreis in Betrieb ist.
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Der Sensor kann eine Antenne sein, die sich vom Gehäuse erstreckt, um eine oder mehrere Schleifen um den Körper zu bilden, um die Feststellung einer elektrischen Spannung aus verschiedenen Winkeln zu ermöglichen, vorzugsweise von 0 - 360°.
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Die eine oder mehreren Anzeigevorrichtungen können in den Körper eingebettet sein.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird aus der folgenden, nicht-einschränkenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen besser verständlich werden, in der
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Detektorvorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
- 2 eine perspektivische Ansicht der Detektorvorrichtung der 1 ist, zum Gebrauch an einem herkömmlichen Werkzeug angebracht;
- 3 eine perspektivische Vorderansicht einer am Körper getragenen Detektorvorrichtung entsprechend einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
- 4 eine perspektivische Ansicht ist, die die eingebetteten Komponenten der Vorrichtung der 4 zeigt.
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BESCHREIBUNG DER FIGUREN IM EINZELNEN
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Im Folgenden werden unter besonderer Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen bevorzugte Merkmale der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es ist aber zu beachten, dass die in den Zeichnungen dargestellten und unter Bezug auf sie beschriebenen Merkmale nicht als den Umfang der Erfindung einschränkend aufgefasst werden sollen.
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Die vorliegende Erfindung wird hierunter im Zusammenhang mit ihrer Anwendung zum Gebrauch mit einem herkömmlichen Werkzeug, wie einer Zange, beschrieben, das üblicherweise von einem Elektriker und anderen Personen mitgeführt wird, die typischerweise mit stromführenden elektrischen Anlagen arbeiten. Es wird jedoch geschätzt werden, dass die vorliegende Erfindung mit einer Vielzahl anderer Werkzeuge und Vorrichtungen verwendet werden könnte, die von einem Elektriker oder einer ähnlichen Person mitgeführt werden können, wie dem Fachmann leicht verständlich ist.
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In 1 ist eine Detektorvorrichtung 10 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Detektorvorrichtung 10 besteht im Allgemeinen aus einem Körper 12 aus einem flexiblen, elastischen Werkstoff, wie etwa Gummi, Silikon oder einem beliebigen anderen, ähnlichen Werkstoff, der geeignet ist, in eine vorbestimmte Form geformt zu werden und Komponenten darin eingebettet aufzuweisen.
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In der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform hat der Körper 12 eine im Wesentlichen zylindrische Form mit einer durchgehenden zentralen Ausnehmung 14. Der Körper 12 ist derart geformt, dass er die Steuerelektronik 15 und die Leuchteinheiten 16 der Vorrichtung einkapselt. Hierfür ist die Dicke des Körpers 12 für die Steuerelektronik 15 und die LED- oder ähnliche Beleuchtung 16 darin ausreichend, wobei sie der Steuerelektronik erlaubt, Spannungs- und Stromkreise außerhalb des Körpers 12 festzustellen, und den LEDs erlaubt, Licht da hindurch abzugeben, derart, dass das Licht vom Benutzer der Vorrichtung gut gesehen werden kann.
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Dank der elastischen und flexiblen Beschaffenheit des den Körper bildenden Werkstoffes ist die Vorrichtung 10 geeignet, leicht auf einer Vielzahl vorhandener Werkzeuge angebracht zu werden, wie in 2 dargestellt. In dieser Ausführungsform ist die Vorrichtung 10 am Griffbereich 22 einer herkömmlichen Zange 20 angebracht, wie sie von einem Handwerker/Lehrling/Hilfsarbeiter/Wartungspersonal, wie etwa einem Elektriker/Klempner/Bauarbeiter leicht mitgeführt werden kann. Die Vorrichtung 20 kann bloß auf das Ende 23 des Griffes 22 gesteckt und am Griff 22 entlang verschoben werden, so dass sie dicht anliegend am Griff 22 befestigt ist, wie dargestellt. Der Benutzer kann dann die Zange 20 nach Bedarf mitführen/gebrauchen und kann die Zange 20 in seiner Tasche oder an einem ähnlichen Ort seiner Kleidung tragen, um sie auf Wunsch leicht zugänglich zu haben.
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Es ist bevorzugt, dass die Steuerelektronik 15 ein Gehäuse aufweist, das eine Leiterplatte mit einer darauf montierten integrierten Schaltung zur Verarbeitung der Sensorsignale enthält. Eine Antenne 19 in Form eines oder mehrerer Drähte ist an der Leiterplatte der Steuerelektronik 15 angebracht und dafür konfiguriert, um um den Körper 12 herum zu verlaufen, wie in 1 dargestellt. Die Antenne 19 befindet sich in direktem Kontakt mit einem Sensor, der sich in der integrierten Schaltung der Steuerelektronik 15 befindet und der in der Lage ist, die Anwesenheit einer lokalisierten Spannungsquelle festzustellen, wenn die Vorrichtung 10 in die Nähe des festzustellenden stromführenden Stromkreises oder Drahtes gebracht wird.
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Die Steuerelektronik 15 kann einen oder mehrere Filter umfassen, die zur Beseitigung eventuell von der Antenne 19 festgestellter statischer Elektrizität dienen, so dass die Steuerelektronik 15 der Vorrichtung 10 nur Wechselspannung detektiert, die zu einer Netzstromquelle oder Ähnlichem gehört. Auf diese Weise stellt das System nicht unbeabsichtigt allgemeine statische Elektrizität dadurch fest, dass die Vorrichtung 10 durch die Luft bewegt wird, was dem Benutzer falsche Ablesungen angeben kann, der typischerweise nur an der Detektion von Wechselspannungsquellen in den Drähten interessiert ist, die einen Stromkreis unter Spannung bedeuten.
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Die Steuerelektronik 15 kann eine Stromquelle, wie etwa eine Batterie, enthalten. Die Batterie ist dafür eingerichtet, die Komponenten der Steuerelektronik 15 mit Strom zu versorgen, und kann eine nicht aufladbare Batterie oder ein wiederaufladbarer Akkumulator sein. In den Fällen, in denen es sich um einen Akkumulator handelt, kann die Vorrichtung 10 einfach dadurch wieder aufgeladen werden, dass die Vorrichtung in ein elektrisches Feld gebracht wird, derart, dass die Vorrichtung über einen Zeitraum aufgeladen wird, oder die Vorrichtung kann einen Stecker oder eine Buchse zum Anschluss an ein herkömmliches Ladegerät aufweisen, das an eine Netzstromversorgung angeschlossen werden kann.
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Jede der Leuchteinheiten 16 ist fest mit der Steuerelektronik 15 verdrahtet, so dass das Leuchtsystem bei Detektion der Anwesenheit einer Spannung oder eines Stromes in einem Draht, Rohr oder damit verbundenen System durch die Schaltung betätigt wird, um für den Benutzer ein Warnlicht abzugeben. Dank der Beschaffenheit des den Körper 12 der Vorrichtung bildenden Werkstoffes bewirkt die Betätigung der Leuchtvorrichtungen 16 durch die Steuerelektronik 15 das Leuchten des Körpers 12, wenn er sich in der Nähe einer Spannungs-/Stromquelle befindet. Es ist bevorzugt, dass auch andere Leuchteinheiten in Betracht gezogen werden, wie etwa Lichtleiter und Ähnliches, die das Licht durch den gesamten Körper 12 verteilen können. Außerdem kann der Körper 12 Färbung oder Zusätze aufweisen, die den Körper 12 dazu veranlassen, bei Betätigung der Leuchteinheiten 16 zu leuchten, derart, dass die Vorrichtung 10 aufleuchtet, wenn die Vorrichtung in die Nähe eines Drahtes unter Spannung gebracht wird, um solch ein Ereignis anzuzeigen.
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Zur Benutzung befestigt der Benutzer die Vorrichtung 10 an den Werkzeugen, die er üblicherweise mit sich führt, wenn er seine Arbeit verrichtet. Dies kann eine Zange sein, wie in 2 dargestellt, kann aber auch ein Schraubenzieher oder Ähnliches sein. Der Benutzer ist dann in der Lage, sich in den Wand- oder Dachbereich oder irgendeinen anderen Arbeitsbereich zu begeben, um seine Tätigkeit auszuüben, und wenn er auf einen Draht trifft, kann er einfach das Werkzeug derart anordnen, dass sich die Vorrichtung 10 nahe dem zu prüfenden Draht befindet, um zu bestimmen, ob der Draht Spannung oder Strom führt. Wenn keine Spannung oder Strom von der Vorrichtung 10 festgestellt wird, kann der Benutzer dann auf die Drähte zugreifen, um seine Aufgabe wie gewünscht zu erfüllen. Wenn aber der Draht als stromführend festgestellt wird, kann der Benutzer die Arbeit unterbrechen und versuchen, den Stromkreis abzuschalten, der den Draht mit Strom versorgt, bevor er fortfährt.
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Eine alternative Ausführungsform der Detektorvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist mit dem Bezugszeichen 30 in 3 dargestellt. In dieser Ausführungsform sind die Steuerelektronik und Energiequelle in einem Gehäuse 35 untergebracht, das in den Körper 32 der Vorrichtung 30 eingebettet ist. Die Vorrichtung 30 besteht aus einem flexibel-elastischen Werkstoff, wie Gummi, Silikon oder irgendeinem anderen, ähnlichen Werkstoff, der geeignet ist, in eine vorbestimmte Form geformt zu werden. In dieser Ausführungsform hat sie die Form eines Handgelenk- oder Armbandes, das um das Handgelenk des Benutzers getragen wird. Hierzu kann der Benutzer die Vorrichtung 30 derart tragen, dass sie dauernd zum Prüfen von Drähten und Ähnlichem zugänglich ist, wenn er seine normalen Aufgaben erfüllt und keine weiteren Werkzeuge erforderlich sind.
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Die Komponenten der Vorrichtung 30 sind in 4 getrennt dargestellt. Wie gezeigt, sind die Leuchtvorrichtungen 34 mit der Steuerelektronik im Gehäuse 35 mit Hilfe von Drähten verbunden, derart, dass die Leuchtvorrichtungen 34 zur Betätigung um den Körper 32 herum angeordnet werden können. In der dargestellten Ausführungsform sind zwei Leuchtvorrichtungen 34 vorgesehen und auf entgegengesetzten Seiten des Gehäuses 35 angeordnet. Es ist jedoch bevorzugt, dass eine beliebige Zahl von Leuchtvorrichtungen verwendet werden und derart angeordnet werden kann, dass sie sich rings um den Umfang des Körpers 32 erstrecken können, wenn sie darin eingebettet sind. Das Gehäuse 35 kann auch zusätzlich zur Betätigung der Leuchtvorrichtungen 34 eine Warn- und Lautsprechereinheit zur Abgabe einer hörbaren Warnung, wenn eine Spannung in einem Draht oder Ähnlichem festgestellt wird, enthalten.
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Eine Antenne 36 erstreckt sich vom Gehäuse 35 aus und verläuft in einer oder mehreren Schleifen um den Körper 32, wie dargestellt. Da die Antenne 36 in den Körper 32 eingebettet ist, behält sie ihre Form und ist durch die elastische Beschaffenheit des zur Formung des Körpers 32 verwendeten Werkstoffes geschützt. Wie oben erwähnt, arbeitet die Antenne zur Detektion der Anwesenheit eines elektrischen Stromes/einer Spannung in einem geprüften Kabel oder Draht, was dann durch die Steuerelektronik im Gehäuse 35 verarbeitet werden kann, um zu bestimmen, ob von der Steuerelektronik ein Warnsignal abgegeben werden sollte, um den Benutzer vor einem stromführenden Draht zu warnen. Dank der Beschaffenheit der Antenne kann sie auch verwendet werden, um beim Aufladen der Stromquelle zu helfen, wo dies möglich ist.
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Es ist bevorzugt, dass die Vorrichtung in jeder der in den 1 und 3 dargestellten Ausführungsformen einfach durch Einsetzen der Komponenten in eine Form und Formen des elastischen Werkstoffes um die Komponenten herum geformt werden kann, um die Komponenten darin einzukapseln. Ein derart einfaches Mittel zur Ausbildung der Vorrichtung stellt sicher, dass die Vorrichtung einfach und kostengünstig hergestellt werden kann und, wenn erforderlich, einfach ersetzt werden kann.
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Dem Fachmann ist leicht verständlich, dass viele Abänderungen und Varianten an den Verfahren der hier beschriebenen Erfindung erfolgen können, ohne den Geist und Umfang der Erfindung zu verlassen.
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In der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen werden das Wort „umfassen“ und seine Ableitungen in einschließender und nicht ausschließender Bedeutung verwendet, sofern das Gegenteil nicht ausdrücklich angegeben ist oder der Kontext anderes verlangt. D.h., dass das Wort „umfassen“ und seine Ableitungen so aufzufassen ist, anzugeben, dass es nicht nur die aufgeführten Komponenten, Schritte oder Merkmale, die es unmittelbar bezeichnet, umfasst, sondern auch andere nicht im Einzelnen aufgeführte Komponenten, Schritte oder Merkmale, sofern das Gegenteil nicht ausdrücklich angegeben ist oder der Kontext anderes verlangt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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