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Die
Erfindung betrifft eine Streumaschine zur Bildung einer Pressgutmatte
oder einer Schicht derselben im Zuge der Herstellung von Holzwerkstoffplatten
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und
ein Verfahren zum Betreiben einer Streumaschine nach Patentanspruch
8.
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Die
ideale Feuchte- und Wärmeeinstellung der zu verpressenden
Partikel in der Holzwerkstoffplattenherstellung beschäftigt
die Fachwelt seit langem. Speziell eine schonende Erwärmung
auf oder bis kurz unterhalb der Prozesstemperatur ohne Schädigung
der verwendeten Partikel bzw. des aufgebrachten Klebers wurde bereits
vielfach in der Literatur diskutiert. Neben Hochfrequenzstrahlung
kann auch Heißluft, Dampf oder einem Luft-Dampfgemisch
verwendet werden um eine gestreute Pressgutmatte kurz vor einer
Presse auf eine notwendige Temperatur anzuwärmen. Dabei
wird in der Regel immer kurz vor der Etagen- oder kontinuierlich
arbeitenden Presse vorgewärmt, teilweise auch um den eingesetzten
Klebstoff zu aktivieren. Bei der Erwärmung mit hochfrequenter
Strahlung ist es notwendig eine homogene Feuchtigkeitsverteilung
zu erreichen, da entweder Hitzenester oder nicht genügend
erwärmte Partitionen entstehen können, die sich
nachteilig in der hierbei produzierten Holzwerkstoffplatte auswirken
können. Auch eine Eindüsung von Fluiden in eine
Pressgutmatte als Vorwärmung ist nicht immer als optimal
zu bewerten. Gerade bei sehr spezifisch geschichtet gestreuten Pressgutmatten
mit mehreren Schichten ist es nicht erwünscht diese mit
einer starken Fluidströmung zu beaufschlagen, die für
eine Verschiebung und partielle Konzentration der gestreuten Partikel
sorgt. Es werden auch kostenintensive Anstrengungen unternommen
eine Pressgutmatte nach genau ermittelten Vorgaben zu streuen. Besonders
bei orientierten Streuungen wie bei der OSB- oder OSL-Plattenherstellung
soll die Orientierung der Partikel mit hohem Prozentsatz gewährleistet
sein. Dort ist es kontraproduktiv eine orientierte Streuung mit
Fluidströmungen aus Heißluft oder Dampfgemischen
zu beaufschlagen. Um die Verschiebearbeit der Fluidströmungen
zu kompensieren wird in der Regel eine Durchleitung von Fluiden
in so genannten Vorpressen vor einer Hauptpresse durchgeführt,
wobei bereits Druck auf eine gestreute Pressgutmatte ausgeübt
wird. Bei Herstellung von Holzwerkstoffplatten mit speziellen Deckschichten aus
sehr kleinem Streugut führt es sogar dazu, dass die kleinen
Partikel aus der Deckschicht in die Mittelschicht transferiert werden.
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Aus
DE 44 34 876 C2 ist
ein Verfahren und eine Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von Mehrschichtholzplatten
bekannt geworden, in der eine Pressgutmatte aus diversen Schichten
verschiedener Mischungen mit verschiedenen Streuvorrichtungen erstellt
wird. Diese Pressgutmatte wird anschließend in einer kontinuierlich
arbeitenden Presse verpresst und ausgehärtet. In einem
Nebenaspekt dieses Verfahrens und der Anlage wird erwähnt,
dass die Temperaturen des verwendeten Materials für einzelne
Schichten in den Streustationen eingestellt werden. Die Temperaturerhöhung
soll mittels Heißdampf oder Nassdampf erfolgen. Die Regelfeuchte der
beleimten Späne soll dabei unter das übliche Maß,
welches ohne Vorwärmung eingestellt wird, gesenkt werden.
Eine konkrete Ausführung dieses Verfahrens oder einer Vorrichtung
zur Vorwärmung von Streugut wird in dieser Literatur nicht
näher erläutert.
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In
DE 103 14 623 B3 wurde
eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten
offenbart; hier werden Holzspäne zu einem ein- oder mehrlagigen
Vlies gestreut und anschließend unter Druck- und Temperatureinfluss
zu einer Holzwerkstoffplatte verpresst, wobei mindestens eine Walze
beheizt in der Streuvorrichtung ausgeführt ist. Neben der
Frage, ob die Beheizung erwärmter Walzen eine ausreichende
Wärmeübertragung auf das Streugut sicherstellt
ist diese Methode der Streugutvorwärmung in einer Streustation
aufgrund der überproportionalen Heizkosten nicht wirtschaftlich.
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Mit
DE 10 2005 035 244
A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt geworden,
wobei zur Einstellung der Feuchte und der Temperatur der Partikel
während des Herabfallens aus dem Streubunker oder in den
Streukopf aus Düsen in den Partikelvorhang Wasserdampf
mit einer Temperatur von 100°–180°C,
bevorzugt 105–130°C injiziert wird. Dabei werden
in der Streumaschine zwischen Dosierbunker und Streukopf und/oder
im Streukopf an Leitblechen Dampfleisten mit Dampfdüsen über
die gesamte Breite des Streukopfes angebracht und entsprechend mit
Dampf beaufschlagt.
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Das
verfahrenstechnische Prinzip und die Anwendung der Dampfdüsen
im Bereich des Streukopfes haben sich grundsätzlich bewährt
und zu einer Verbesserung der Qualität des Endproduktes
und zu einer möglichen Produktionssteigerung geführt. Gerade
bei der Dünnplattenproduktion mit geringen Durchsätzen
ist eine optimales Feuchte- und Temperaturprofil des verwendeten
Streugutes einstellbar. Es hat sich nun gezeigt, dass sich im Anfahr-,
im Wechselbetrieb und im Dauerbetrieb bei unterschiedlichen Temperaturzuständen
kritische Kondensationszustände auftreten können.
Zum einen entsteht Feuchtigkeit durch Kondensatbildung aufgrund
des einströmenden feuchten Dampfes an kälteren
Anlagenteilen, beispielsweise an den Düsen, den Leitblechen
und/oder im Umfeld des Düsenbereiches. Die Feuchtigkeit
fällt nach kurzer Zeit als Wassertropfen in oder auf die
Pressgutmatte und führt zu Kondensatflecken auf dem Endprodukt.
Weiter können sich an Feuchtigkeitsansammlungen Anbackungen
bzw. Verklumpungen bilden. Besonders im Zuge der Herstellung von
Dünnplatten sind Kondensatflecken auf der Oberfläche
inakzeptabel. Weiter sind Anbackungen bzw. Verklumpungen von Streugut
schädlich für die Gesamtanlage und auch für
das herzustellende Produkt. Da in der Regel schnell aushärtende
Leime bzw. Klebstoffe verwendet werden, härten die Anbackungen
bzw. Verklumpungen aus und fallen unwillkürlich irgendwann
wieder ab und werden somit der Produktion zugeführt. Bei
der Herstellung von Dünnplatten werden beispielsweise 20
mm hohe Pressgutmatten in einer kontinuierlich arbeitenden Presse auf
ein Zehntel, entspricht einem Endmaß von 2 mm, verdichtet.
Findet sich in einer derartig verwendeten Streugutmatte ein ausgehärteter
Leimklumpen, so weist dieser eine höhere Dichte auf und
wird während der Verpressung zu Schäden am Stahlblech
(Taktpresse) oder Stahlband (kontinuierlich arbeitende Presse) führen. Üblicherweise
werden die verwendeten Pressen durch Sicherheitssysteme geschützt.
Allerdings führen gerade bei kontinuierlich arbeitenden Pressen
Notstopps zu ungewünschten Produktionsausfällen,
die in der Regel eine manuelle Entsorgungen der Streugutmatte aus
dem Einlaufbereich einer kontinuierlich arbeitenden Presse mit entsprechendem
Zeitaufwand bedingt. Erst anschließend kann nach kurzem
Kalibrierbetrieb die Produktion wieder aufgenommen werden.
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Die
Aufgabe vorliegender Erfindung besteht darin, im Streubereich der
Holzwerkstoffplatte eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die erwähnte
Möglichkeit einer Feuchte- und/oder Temperatureinstellung
mittels Dampf ohne die Entstehung von Anbackungen und/oder Verklumpungen
des Streugutes möglich ist. Weiter soll ein Verfahren zum
Betreiben einer derartigen Vorrichtung (Bedampfungsvorrichtung)
geschaffen werden.
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Die
Lösung der Aufgabe für eine Streumaschine nach
Patentanspruch 1 besteht darin, dass in der Dampfleiste zur Beheizung
der Kontaktflächen und/oder des Dampfkanals und/oder der
Dampfdüsen auf eine Temperatur oberhalb des Verwendung findenden
Dampfes eine Heizvorrichtung angeordnet ist.
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Weiterbildung
und vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Das
Verfahren zum Betreiben einer Streumaschine besteht darin, dass
die Dampfleiste und/oder das Leitblech und/oder die Kontaktflächen mittels
einer Heizvorrichtung auf eine Temperatur aufgeheizt werden, die
oberhalb des verwendeten Dampfes liegt.
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Durch
die Möglichkeit, die entsprechenden Maschinen- bzw. Anlagenteile
separat und bereits vor Verwendung der Dampfleiste auf eine Temperatur
oberhalb des verwendeten Dampfes vorzuwärmen werden Anbackungen
und/oder Verklumpungen sicher vermieden und es kann somit nicht
zu Schädigungen im Produktionsprozess folgender Anlagenteile,
beispielsweise einer kontinuierlich arbeitenden Presse, kommen.
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Weiter
ist sofort nach Inbetriebnahme einer vorgeheizten Dampfleiste sichergestellt,
dass das an der Dampfleiste vorbei fallende Streugut mit optimalem
Dampfdruck und optimaler Dampftemperatur beaufschlagt werden. Bei
nicht beheizten Dampfleisten bilden sich zum einen in einer kalten
Dampfleiste Kondensate, die im weiteren Betrieb unkontrolliert mit
ausgetragen werden und zum anderen wird in der Anfahrphase der Dampfleiste
bis zum Erreichen einer Temperatur, die der verwendeten Dampftemperatur
entspricht, immer ein gegenüber dem eingestellten Wert
kälterer Dampf ausgetragen, so dass in dieser Anfahrphase
keine optimale Bedampfung des Streugutes bzw. der Partikel möglich
ist.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausführungsform bildet eine Heizvorrichtung,
die aus einem Doppelrohr besteht und somit das bestehende Dampfrohrsystem
ummantelt. Bei einer derartigen Konstruktion kann mit der gleichen
Energiequelle, einem Dampferzeuger, sowohl Heizdampf für
die Heizvorrichtung, als auch Dampf für die Bedampfung
des Streuguts hergestellt werden. Besonders vorteilhaft ist dabei
die Verwendung des primär hergestellten Dampfes aus dem
Dampferzeuger zuerst zur Beheizung in der Heizvorrichtung und anschließend
als Dampf zur Beaufschlagung des Streuguts in der Dampfleiste der
Streumaschine zu verwenden.
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Es
können somit grundsätzlich vereinfachte Anlagen
zur Dampfbereitstellung verwendet und betrieben werden, die die
Anlagenkosten deutlich senken. Auch die energetische Bilanz eines
Zweikreissystems, mit erster Verwendung des Dampfes in der Heizeinrichtung
und anschließender Verwendung als Dampf für eine
Bedampfung, ist von Vorteil. Analog wäre bei einer Verwendung
von Thermoöl als Heizmedium in der Heizvorrichtung denkbar
dieses aus dem Kreislauf für die Beheizung einer Takt-
oder kontinuierlich arbeitenden Presse zu entnehmen. Je nach Temperaturbereich
der Presse wird das Thermoöl vor oder nach der Verwendung
in der Presse abgezweigt. Natürlich sind auch rein elektrische
Heizungen in der Heizvorrichtung denkbar, aber diese sind zum einen
sehr teuer in Aufbau und Betrieb und in der Temperaturregelung eher
träge. Diese bieten sich eher an, wenn eine regelmäßige
(andauernde) Dampfvorwärmung des Streugutes bzw. des Partikelstromes
durchgeführt werden muss.
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Es
ist dem Fachmann verständlich, dass die Vorrichtung und
das Verfahren zur Bedampfung von Spänen, Fasern oder ähnlichen
lignozellulosehaltigen Teilchen in allen Herstellungsverfahren für Span-,
Faser- und Schnitzelplatten Anwendung finden kann. Auch Streugutmischungen
mit Anteilen von Kunststoffen oder dergleichen können mit
vorliegender Vorrichtung oder dem Verfahren behandelt werden. Besonders
steht die Produktion von HDF, MDF, LDF und OSB im Vordergrund.
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Weitere
vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes
der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden
Beschreibung der Zeichnung hervor.
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Es
zeigen:
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1 Schematische
Seitenansicht einer Streumaschine nach der Erfindung mit Anordnung der
Dampfleiste an den Leitblechen im Streukopfbereich,
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2 Vergrößerte
Ansicht nach 1 mit Anordnung der Dampfleisten
im Fallbereich des Streuguts zwischen Dosierbunker und Streukopf
mit mehreren Varianten,
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3 ein
Schnitt quer über die Breite der Pressgutmatte nach 1 mit
Ansicht der Dampfleisten und Dampfdüsen und
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4 eine
Ausschnittvergrößerung einer Dampfleiste mit zugehörigem
Leitblech nach 1.
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Nach
den Zeichnungen besteht eine Streumaschine 1 zur Herstellung
von orientiert gestreuten Schichten aus einem Dosierbunker 2 mit
darunter angeordnetem Streukopf 3. Üblicherweise
wird das Streugut 6 über die Breite des Streukopfes 3 im
Dosierbunker 2 je nach Anforderung der herzustellenden
Holzwerkstoffplatte mittels dem Austragsband 13 und den
Austragswalzen 12 ausgetragen und in den Streukopf gefördert.
Dabei trifft das Streugut 6 in einem ersten Ausführungsbeispiel
nach der Erfindung auf eine verstellbare Leitklappe 4,
die das Streugut 6 gezielt auf Aufteilwalzen 5 lenkt,
die das Streugut 6 im Streukopf 3 verteilen. Nach
eventuell weiterer Aufteilung durch weitere Walzen wird das Streugut 6 schließlich über
Leitbleche 7 auf die Orientierungswalzen 9 geführt.
Die Orientierungswalzen 9 legen dabei das Streugut je nach
Notwendigkeit orientiert oder auch nicht orientiert auf das Formband 10 ab und
formen damit die Pressgutmatte 11 oder bei mehreren hintereinander
angeordneten Streumaschinen 1 auch nur eine Schicht einer
Pressgutmatte 11. Bei einem MDF-Streukopf finden entweder
keine Orientierungswalzen oder reine Streuwalzen Anwendung. Die
Pressgutmatte 11 wird anschließend so schnell
wie möglich in einer Presse (nicht dargestellt) verpresst.
Dies kann je nach Ausstattung eine Etagen- oder kontinuierlich arbeitende
Presse zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten sein. Die Herstellung
von Holzwerkstoffplatten oder Kunststoffplatten ist dem Fachmann
aus dem hinreichend diskutierten Stand der Technik geläufig
und muss hier nicht weiteren Eingang finden. Das gleiche gilt auch
für die Herstellung und Vorbehandlung der möglichen
Arten an Streugut wie Späne, Fasern, Schnitzel oder dergleichen.
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Zur
Temperierung des Streuguts 6 sind in oder nach den Leitblechen 7 Dampfleisten 8 angeordnet,
die Dampf in das vorbei streichende Streugut 6 eindüsen.
Dabei ist es im Sinne der Erfindung nicht wesentlich, ob die Dampfleisten 8 im
oberen oder unteren Bereich der Leitbleche 7 angeordnet
sind, entscheiden ist, dass die Leitbleche 7 das Streugut 6 schonend
und ohne Stauungen um die Dampfleiste 8 herumführen.
Es ist dem Fachmann offensichtlich, dass es sich um eine reine Definition
handelt und die Dampfleiste 8 per se in der äußeren
Form bereits als Leitblech ausgeführt sein kann. Dies ist
konstruktionstechnisch abhängig von der Notwendigkeit eines Leitbleches.
Um Streufehler zu vermeiden ist es üblich die Anordnung
der Leitbleche 7 im Verbund mit dem Dampfleisten so zu
konstruieren, dass Anbackungen oder Häufungen von Streugut,
speziell auf der Rückseite, vermieden werden. Dem lesenden Konstrukteur
ist es überlassen, wie die Dampfleisten 8 anzuordnen
oder zu kapseln sind um eine reibungslose Streuung zu gewährleisten.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel nach 2,
das auch in Kombination mit dem ersten auftreten kann, finden sich
die Dampfleisten 8 direkt oberhalb der Aufteilwalzen 5,
bzw. unterhalb des Dosierbunkers 2. Damit soll klargestellt
sein, dass die Vorwärmung des Streuguts 6 auch
im Waagebereich oder in vorgeschalteten Förderbereichen
zum Streukopf 3 Verwendung finden kann. Dabei muss die
Schüttung des Streuguts 6 nicht zwingend aus einem
Dosierbunker 2 erfolgen, sondern kann auch direkt aus einer
Blow-Line oder über andere Fördervarianten für
Streugut 6 erfolgen. In einer bevorzugten Variante wird
dem aus den Dosierbunker 2 austretenden Streugut 6 in
dem Moment mittels der Dampfleiste 8 bedampft, wenn er auf
die Leitklappe 4 trifft. Es ist aber auch möglich eine
Bedüsung unterhalb der Leitklappe 4 vorzusehen
und/oder die Bedüsung in einem Winkel von 20° (dargestellt)
bis 160° (nicht dargestellt) zum fallenden/rutschenden
Streugut 6 durchzuführen. Die Bedüsung
findet dabei über die gesamte Breite des Streuguts 6 statt
und kann auch von zwei Seiten, aber parallel zur Transportrichtung
des Formbandes 10, stattfinden, um Streufehler zu vermeiden.
Bei der Bedüsung mit Wasserdampf kann dieser bevorzugt eine
Temperatur von 100° bis 180°C aufweisen.
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Bei
einer Verwendung von mehreren Streumaschinen 1 entsteht
eine mehrschichtige Pressgutmatte 11 die zu einer Mehrschichtholzwerkstoffplatte verpresst
werden kann. Dabei kommt in der Regel unterschiedliches Streugut 6 in
den verschiedenen Streumaschinen 1 zur Anwendung. Je nach
Verwendung des Streuguts für Mittel- oder Deckschichten
einer Mehrschichtpressgutmatte müssen demzufolge auch unterschiedliche
Parameter in den Streumaschinen eingestellt werden, speziell um
ein ausgeprägtes Dichteprofil über die Dicke der
Holzwerkstoffplatte zu erhalten.
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In 4 ist
eine vergrößerte Detailzeichnung einer einzelnen
Dampfleiste 8 mit zugehörigem Leitblech 7 dargestellt.
Erfindungswesentlich ist hierbei, dass der Dampfkanal 16 von
einer eigenständig ansteuerbaren Heizvorrichtung 17 umhüllt
ist. Diese Heizvorrichtung kann beispielsweise als elektrische Widerstandsheizung
oder als Strömungsheizung mit entsprechenden Fluiden wie
Dampf, Öl oder dergleichen ausgeführt sein.
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Wichtig
ist, dass die Heizvorrichtung 17 in der Lage ist nicht
nur die Dampfkanäle 16 mit den Dampfdüsen 15 auf
eine Temperatur aufzuheizen, die über dem verwendeten Dampf
liegt, sondern nötigenfalls auch vollständig die
Kontaktflächen 14 der Dampfleiste 8 aufheizen
kann. Dabei definiert sich die Kontaktfläche 14 als
diejenige Fläche einer Dampfleiste oder zugehöriger Anbauten,
die mit dem Streugut (oder dessen Staub) in Kontakt treten und die
oben beschriebenen Nachteile einhergehend mit Kondensationseffekten
aufweisen können. Je nach Ausführung oder Einbau
der Dampfleiste 8 mit einem Leitblech 7 kann oder
muss dieses Leitblech 7 ebenfalls aufgeheizt werden. Bei
der dargestellten Form einer Heizvorrichtung 17 als Fluidheizung
mittels Heizdampf 22 oder Thermoöl sind Lösungen
wie die Durchströmung eines Mantelrohrs oder eines vierkantigen
Mantelrohrs mit Heizdampf 22 oder Thermoöl denkbar.
Dabei ist das Mantelrohr um den Dampfkanal 15 herum angeordnet.
Das Mantelrohr kann auch nicht dargestellte Anschlüsse
oder Verzweigungen in den Bereich des Leitbleches 7 aufweisen
um dies ordnungsgemäß aufzuheizen. Am einfachsten
stellt sich aber eine Kontaktheizung des Leitbleches mit geeigneten
wärmeleitenden Verbindungsstücken 21 dar.
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Je
nach Ausgestaltung der Dampfleisten 8 können die
Dampfdüsen 15 als Flachstrahldüsen ausgebildet
sein und/oder dicht an dicht und auch in mehreren Reihen (über
dem Formband 10) angeordnet sein um den Dampf 18 linienförmig
und/oder gefächert in das Streugut 6 einzudüsen.
Dabei ist es möglich die Reihen der Dampfdüsen 15 in
unterschiedlichen Winkeln zum Streugut 6 zu stellen um die
Effizienz der Dampfeindüsung zu erhöhen. Dabei ist
in einer bevorzugten Ausführungsform der Dampfkanal 16 ggf.
in Verbindung mit der Heizvorrichtung 17 drehbar angeordnet,
oder das gesamte System bestehend aus Dampfleiste 8 und/oder
Leitblech 7 ist mittels einer Verdrehvorrichtung 19 an
der Verstrebung 20 verdrehbar. Die Dampfdüsen 15 in
der Dampfleiste 8 können in einem Ausführungsbeispiel gegenüber
der Kontaktfläche 14 versenkt angeordnet sein.
Dies ist je nach verwendetem Streugut ggf. notwendig um im Bereich
der Kontaktfläche 14 bereits eine flächigen
Eintritt des Dampfes 18 in das sich bewegende Streugut 6 zu
etablieren. Auch ist es in einer bevorzugten Ausführungsform
von Vorteil, wenn der Dampfkanal 16 von den beiden Endseiten her
gleichzeitig mit Dampf beaufschlagt wird, um eine optimale Dampfausdüsung über
die Dampfdüsen 15 zu erhalten. Für eine
energetisch sinnvolle Ausnutzung des Dampfes kann es sinnvoll sein
den Heizdampf 22 nach der Verwendung in der Heizvorrichtung 17 dem
Dampfkanal 16 als Dampf 18 der Dampfleiste 8 zuzuführen.
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Wie
bereits ausgeführt ist der dargestellte Streukopf nach 1 ein
Streukopf für die Herstellung von orientiert gestreuten
Span- oder Schnitzelschichten einer Pressgutmatte. Der Streukopf
kann natürlich mit entsprechender Ausgestaltung auch ein Streukopf
für die Streuung von Fasern oder Werkstoffen anderer Geometrie
sein.
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- 1
- Streumaschine
- 2
- Dosierbunker
- 3
- Streukopf
- 4
- Leitklappe
- 5
- Aufteilwalzen
- 6
- Streugut
- 7
- Leitblech
- 8
- Dampfleiste
- 9
- Orientierungswalzen
- 10
- Formband
- 11
- Pressgutmatte
- 12
- Austragswalze
- 13
- Austragsband
- 14
- Kontaktfläche
- 15
- Dampfdüsen
- 16
- Dampfkanal
- 17
- Heizvorrichtung
- 18
- Dampf
- 19
- Verdrehvorrichtung
- 20
- Verstrebung
- 21
- Verbindungsstücke
- 22
- Heizdampf
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4434876
C2 [0003]
- - DE 10314623 B3 [0004]
- - DE 102005035244 A1 [0005]