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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines wasserführenden
Haushaltsgeräts, insbesondere für eine Geschirrspülmaschine
oder einen Waschtrockner gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aus
der
DE 10 2005
004 089 A1 ein Verfahren zum Betreiben eines wasserführenden
Haushaltsgeräts, d. h. einer Geschirrspülmaschine
bekannt. Als Trocknungssystem ist eine Sorptionseinrichtung mit
reversibel dehydrierbaren Material vorgesehen, das in einem Trocknungsschritt
der zu trocknenden Luft eine Wassermenge entzieht und diese speichert.
In einem nachfolgenden Reinigungsschritt erfolgt dann ein Regenerationsvorgang
bzw. eine Desorption, bei der mittels einer Luftheizung ein durch
das Trocknungsmittel strömender Luftstrom erhitzt wird.
Mit dem erhitzten Luftstrom wird die im Trocknungsmittel gespeicherte
Wassermenge als heißer Wasserdampf freigesetzt und in den
Spülbehälter rückgeführt und
das zu reinigenden Spülgut erhitzt. Diese Art der Aufheizung
ist jedoch zeitaufwendig.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines
wasserführenden Haushaltsgeräts bereitzustellen,
dass eine Reduzierung des Zeitaufwands erlaubt.
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Die
Erfindung geht aus von einem zum Betreiben eines wasserführendes
Haushaltsgeräts, insbesondere für eine Geschirrspülmaschine
oder einen Waschtrockner, dass eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden
Teilprogrammschritten umfasst, von denen in wenigstens einem Teilprogrammschritt
wenigstens zeitweise ein erstes Medium mit einem ersten Heizelement
erwärmt und Behandlungsgut durch Beaufschlagung mit der
aufgeheizten ersten Medium erwärmt wird.
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Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass bei inaktivem erstem Heizelement wenigstens zeitweise ein
zweites Medium mit einem zweiten Heizelement erwärmt und
das Behandlungsgut mit dem aufgeheizten zweiten Medium erwärmt
wird. Dabei erlaubt eine höhere Leistungsfähigkeit
des zweiten Heizelements den Aufheizvorgang zu beschleunigen. Ferner wird
so sichergestellt, dass die Leistungsaufnahme unterhalb einer maximale
Leistungsaufnahme des wasserführenden Haushaltsgeräts
bleibt. Die maximale Leistungsaufnahme wird durch die maximale Leistungskapazität
des hausseitigen Versorgungsnetzes begrenzt, dass der Energievorsorgung
des wasserführenden Haushaltsgeräts mit elektrischer Energie
dient. Eine die maximale Leistungskapazität des hausseitigen
Versorgungsnetzes übersteigende Leistungsaufnahme des wasserführenden
Haushaltsgeräts führt zu einer Überlastung
des hausseitigen Versorgungsnetzes mit der Folge, dass Sicherungselemente,
wie z. B. Schmelzsicherungen oder Sicherungsautomaten, auslösen
und eine weitere Energiezufuhr unterbunden ist. So wird ein unterbrechungsfreier
Betrieb des wasserführenden Haushaltsgeräts gewährleistet.
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Es
ist ferner vorzugsweise vorgesehen, dass das erste Medium ein gasförmiges
Medium und das zweite Medium ein flüssiges Medium ist.
Dabei reduziert die höhere Wärmekapazität
des flüssigen Mediums die Aufheizdauer. Die Erwärmung
des gasförmigen Mediums kann durch eine elektrische Luftheizung,
bspw. unterstützt durch ein Lüftergebläse
zur Umwälzung des gasförmigen Mediums erfolgen.
Die Erwärmung des flüssigen Mediums kann durch
einen Durchlauferhitzer, bspw. unterstützt durch Umwälzpumpe
zur Umwälzung des flüssigen Mediums erfolgen.
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In
einer ersten, bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen,
dass in dem Teilprogrammschritt wenigstens zeitweise nur mit dem
ersten Heizelement ein erstes und mit dem zweiten Heizelement wenigstens
zeitweise nur ein zweites Medium erwärmt wird.
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In
einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen,
dass in einem ersten Teilprogrammschritt wenigstens zeitweise nur
mit dem ersten Heizelement ein erstes und in einem zweiten Teilprogrammschritt
wenigstens zeitweise nur mit dem zweiten Heizelement ein zweites
Medium erwärmt wird.
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Es
erfolgt also nur ein abwechselnder bzw. alternierender Betrieb der
beiden Heizelemente, entweder während eines Teilprogrammschritts
oder in wenigstens zwei Teilprogrammschritten. So wird sichergestellt,
dass es durch zumindest zeitweise gleichzeitigen Betrieb der beiden
Heizelemente nicht zu einer Überhitzung innerhalb des wasserführenden Haushaltsgeräts
kommen kann mit der Folge bspw. einer Beschädigung eines
der beiden Heizelemente und/oder einer Sorptionseinrichtung mit
reversibel dehydrierbaren Material, bspw. Zeolith.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass in einem Teilprogrammschritt Behandlungsgut
nachfolgend mit einem zweiten Medium beaufschlagt wird. Hierbei kann
es sich um einen Vorspülschritt handeln, mit dem z. B.
im Fall einer Geschirrspülmaschine grobe Anschmutzungen
vom Behandlungs- bzw. Spülgut entfernt werden, oder um
einen Reinigungsschritt mit Reinigungsmittelzugabe zur Entfernung
hartnäckiger Anschmutzen.
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Ferner
ist vorzugsweise vorgesehen, dass zwischen zwei Teilprogrammschritten
wenigstens ein Austausch eines Mediums, bspw. von Spülflotte
erfolgt. Es stellt sich eine Mischtemperatur ein, die zwischen der
Temperatur des flüssigen Mediums und der Temperatur des
Behandlungsguts nach dem ersten Teilprogrammschritt liegt. Die zu überwindende Temperaturdifferenz
zwischen der Mischungstemperatur und der zu ereichenden Maximaltemperatur
im Reinigungsschritt ist entsprechend geringer aus, so dass entsprechend
weniger Energie aufgewendet werden muss.
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Es
ist ferner vorzugsweise vorgesehen, dass bei einem als Reinigungsschritt
ausgebildetem Teilprogrammschritt zur Reinigung von Behandlungsgut ein
Reinigungsmittel zugegeben wird.
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Außerdem
ist vorzugsweise vorgesehen, dass vor dem Reinigungsschritt ein
als Vorspülschritt ausgebildeter Teilprogrammschritt zur
Reinigung von Behandlungsgut ohne Reinigungsmittelzugabe durchgeführt
wird, so dass der Vorspülspülschritt unmittelbar
vor dem Reinigungsschritt durchgeführt wird, in dem höhere
Temperaturen als im Vorspülschritt erreicht werden.
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Dabei
ist vorzugsweise vorgesehen, dass während des Reinigungsschritts
eine Nachwaschphase durchgeführt wird, während
der Behandlungsgut durch Beaufschlagung mit von dem zweiten Heizelement
aufgeheiztem zweitem Medium erwärmt wird.
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In
einer weiteren Ausführungsform ist vorzugsweise vorgesehen,
dass ein Teilprogrammschritt als Klarspülschritt mit Erwärmung
von Spülflotte ausgebildet ist, bei dem Entspannungsmittel
zugegeben werden.
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Ferner
ist vorgesehen, dass vor dem Klarspülschritt ein als Zwischenspülschritt
ausgebildeter Teilprogrammschritt zur Reinigung von Behandlungsgut
ohne Reinigungsmittelzugabe durchgeführt wird, so dass
der Zwischenspülschritt unmittelbar vor dem Klarspülschritt
durchgeführt wird, in dem höhere Temperaturen
als im Zwischenspülschritt erreicht werden.
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Es
ist ferner vorzugsweise vorgesehen, dass als letzter Teilprogrammschritt
ein Trocknungsschritt durchgeführt wird, bei dem zweiten
Medium von einem reversibel dehydrierbaren Material absorbiert wird.
Somit steht für einen erneuten Behandlungszyklus wieder
im reversibel dehydrierbaren Material gespeicherte Flüssigkeit
zur Verfügung.
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Dabei
ist vorzugsweise vorgesehen, dass während eines Teilprogrammschritts
das reversibel dehydrierbaren Material wenigstens teilweise desorbiert
wird, so dass anschließend das reversibel dehydrierbare
Material wieder aufnahmefähig ist.
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Nachfolgend
sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der
beigefügten Figuren beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 in
einem schematischen Blockdiagramm eine Geschirrspülmaschine
zur Durchführung eines Spülverfahrens gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel,
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2 ein
Temperatur-Zeit-Diagramm zur Veranschaulichung eines Spülprogrammablaufes
in einer ersten energiesparenden Spül-Betriebsart,
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3 ein
nur den Reinigungsschritt darstellendes Zeitdiagramm zur Veranschaulichung
eines Spülverfahrens in der zweiten, zeitsparenden Spül-Betriebsart
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
und
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4 ein
Diagramm entsprechend der 3 gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel.
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In
der 1 ist als Ausführungsbeispiel für ein
wasserführendes Haushaltsgerät eine Geschirrspülmaschine
mit einem Spülbehälter 1 gezeigt, in dem
nicht dargestelltes, zu reinigendes Spülgut in Geschirrkörben 3, 5 angeordnet
werden kann. Im gezeigten Spülbehälter 1 sind
beispielhaft als Sprüheinrichtungen zwei in unterschiedlichen
Sprühebenen vorgesehene Sprüharme 7, 9 angeordnet, über
die das zu reinigende Spülgut mit Spülflüssigkeit
beaufschlagt wird. Im Spülbehälterboden ist ein
Pumpentopf 11 mit einer Umwälzpumpe 13 vorgesehen,
die über Zuleitungen 14, 15 strömungstechnisch
mit den Sprüharmen 7, 9 verbunden ist.
Der Pumpentopf 11 ist außerdem über Anschlussstutzen
mit einer mit dem Wasserversorgungsnetz gekoppelten Frischwasser-Zuleitung 16 sowie
mit einer Ablaufleitung 17 in Verbindung, in der eine Laugenpumpe 18 zum
Abpumpen der Spülflüssigkeit aus dem Spülbehälter angeordnet
ist.
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Der
Spülbehälter 1 weist in seinem oberen Bereich
eine Auslassöffnung 19 auf, die über
eine Leitung 21 mit einer als Sorptionseinrichtung 22 ausgeführten
Trocknungseinrichtung verbunden ist. In der Leitung 21 zur
Sorptionseinrichtung 22 sind ein Luftgebläse 27 sowie
ein Heizelement 24 geschaltet. Die Sorptionseinrichtung 22 enthält
als Trocknungsmittel ein reversibel dehydrierbares Material, etwa Zeolith,
mit dem in einem Trocknungsschritt T Luft getrocknet wird. Hierzu
wird ein mit hoher Feuchtigkeit beladener Luftstrom mittels des
Luftgebläses 27 vom Spülbehälter 1 durch
die Sorptionseinrichtung 22 geleitet. Das in der Sorptionseinrichtung 22 vorgesehene
Zeolith nimmt die Feuchtigkeit der Luft auf und die vergleichsweise
trockene Luft wird wieder in den Spülbehälter 1 zurückgeführt.
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Die
im Trocknungsschritt T im Zeolith gespeicherte Wassermenge m2 kann in einem Regenerationsvorgang, d.
h. bei einer Desorption, durch Aufheizen des Trocknungsmittels der
Sorptionseinrichtung 22 wieder freigegeben werden. Hierzu
wird mittels des Gebläses 27 ein vom Heizelement 24 auf
sehr hohe Temperaturen erhitzter Luftstrom durch die Sorptionseinrichtung 22 geleitet,
mit dem das im Zeolith gespeicherte Wasser als heißer Wasserdampf freigesetzt
und so wieder in den Spülbehälter 1 rückgeführt
wird.
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In
der 2 ist ein zeitlicher Programmablauf mit den einzelnen
Teilprogrammschritten eines Spülgangs, nämlich
Vorspülen V, Reinigen R, Zwischenspülen Z, Klarspülen
K sowie Trocknen T, dargestellt.
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Der
oben beschriebene Regenerationsvorgang in der Sorptionseinrichtung 22 findet
in dem in der 2 gezeigten Temperatur-Zeit-Profil
im Zeitintervall ΔtR statt. Die
in der 2 angedeuteten Teilprogrammschritte werden mittels
einer Steuereinrichtung 25 durch entsprechende Ansteuerung
der Umwälzpumpe 13, der Laugenpumpe 18,
des Luftgebläses 23, der Trocknungseinrichtung 22 und
anderer Steuerkomponenten gesteuert.
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Der
Regenerationsvorgang ΔtR startet
gemäß den 2 und 3 zu
Beginn des Reinigungsschrittes R zum Zeitpunkt t0.
Im Regenerationsvorgang ΔtR wird
die im Trocknungsmittel gespeicherte Wassermenge m2 als
Wasserdampf in den Spülbehälter 1 rückgeführt.
Diese Wassermenge m2 wurde im Trocknungsschritt
T des vorangegangenen Spülgangs während eines
Adsorptionsvorgangs ΔtA dem zu
trocknenden, mit Feuchtigkeit beladenen Luftstrom entzogen. Die
insgesamt im Reinigungsschritt R bereitgestellte Spülflüssigkeitsmenge
mist ergibt sich somit aus einer über
die Frischwasserleitung 16 zugeführten Frischwassermenge
m1 und der im Regenerationsvorgang ΔtR rückgeführten Wassermenge
m2.
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Während
der zu Beginn des Reinigungsschrittes R erfolgenden Aufheizphase ΔtH erfolgt zuerst während des Regenerationsvorgang ΔtR eine Aufheizung mittels des zweiten Heizelements 24,
d. h. der Luftheizung, mit der die eine Heizleistung Q2 in den
Spülbehälter 1 eingebracht wird. Anschließend wird
mit dem ersten Heizelements 23, d. h. der Wasserheizung,
eine Heizleistung Q1 in den Spülbehälter 1 eingebracht.
Die Heizleistung Q1 der Wasserheizung 23 kann
bei etwa 2.200 W liegen, während die Heizleistung Q2 der Luftheizung 24 lediglich in
einer Größenordnung von 1.400 W liegt.
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Wie
aus der 2 hervorgeht, erfolgt in der Aufheizphase ΔtH die Erwärmung der Spülflüssigkeit zunächst
nur mittels des im Regenerationsbetrieb ΔtR freigegebenen
Wasserdampfes, der die Spülflüssigkeit mit der
Heizleistung Q2 auf eine Temperatur T1 von hier beispielhaft ca. 40°C
erwärmen kann. Erst nach Beendigung des Regenerationsvorgangs ΔtR wird die mit wesentlich größerer
Heizleistung Q1 arbeitende Wasserheizung 23 zugeschaltet.
Durch die erst nach Beendigung des Regenerationsvorgangs ΔtR zugeschaltete Wasserheizung 23 kann
eine thermische Beschädigung des Trocknungsmittels in der Sorptionseinrichtung
vermieden werden. Mittels der zugeschalteten Wasserheizung 23 wird
die Temperatur der Spülflüssigkeit weiter von
der Temperatur T1 von 40°C auf
die Reinigungstemperatur TR erhöht, die
hier beispielhaft bei 51°C liegen kann.
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In
der, in der 2 gezeigten ersten Betriebsart
wird daher in energiesparender Weise die beim Regenerationsvorgang ΔtR freigesetzte Wärme Q2 zum
Aufheizen der Spülflüssigkeit mist während der
Aufheizphase ΔtH genutzt.
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Wie
aus der 1 weiter hervorgeht, ist die Steuereinrichtung 25 in
Signalverbindung mit einem Umschalter 26, der benutzerseitig
manuell betätigbar ist. Bei Betätigung des Umschalters 26 kann
benutzerseitig von der oben anhand der 2 beschriebenen
ersten, energiesparenden Spül-Betriebsart auf eine im Folgenden
beschriebene zweite Spül-Betriebsart umgeschaltet werden.
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In
der zweiten Spül-Betriebsart erfolgt die Erwärmung
der Spülflüssigkeitsmenge im Reinigungsschritt
R in einer, im Vergleich zur ersten Spül-Betriebsart zeitlich
reduzierten Aufheizphase ΔtH1 wie es
in der 3 gezeigt ist. In der 3 ist die
Aufheizphase ΔtH sowohl der ersten
Spül-Betriebsart (in gestrichelter Linie) als auch der
zweiten Spül-Betriebsart (durchgezogene Linie) gezeigt.
Wie aus der 3 hervorgeht, ist in der zweiten
Spül-Betriebsart der Regenerationsvorgang ΔtR zeitlich vorgezogen. D. h. der Regenerationsvorgang ΔtR startet hier bereits während des
Vorspülschrittes V und überlagert zeitlich den
Startzeitpunkt t0 des Reinigungsschrittes R.
Durch den zeitlich vorgezogenen Regenerationsvorgang ΔtR kann die mit wesentlich größerer
Heizleistung Q1 arbeitende Wasserheizung 23 bereits
früher mit dem Aufheizen der Spülflüssigkeit
im Spülbehälter 1 beginnen, ohne dass
hierdurch eine thermische Beschädigung des in der Sorptionseinrichtung 22 vorgesehenen
Zeolith zu befürchten ist.
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Auf
diese Weise wird in der zweiten Spül-Betriebsart die Reinigungstemperatur
TR beschleunigt erreicht, wodurch entsprechend
auch der Reinigungsschritt R1 bereits zu
einem vorgezogenen Zeitpunkt tE1 beendet
werden kann. Bei geeigneter zeitlicher Lage des Regenerationsvorgangs
in Bezug auf den Startzeitpunkt t0 des Reinigungsschrittes
R kann der Start der Wasserheizung 23 – alternativ
zum gezeigten Ausführungsbeispiel – sogar bereits
mit dem Startzeitpunkt t0 des Reinigungsschritts
R1 erfolgen. Zu Beginn der Aufheizphase
erwärmt nämlich die Wasserheizung 23 zunächst
nur die Spülflüssigkeit im Spülbehälter 1 und
erst zeitverzögert die Luft. Es besteht daher zu Beginn
der Aufheiz phase ΔtH1 keine Gefahr,
dass ein übermäßig erwärmter
Luftstrom während des Regenerationsvorgangs ΔtR in die Sorptionseinrichtung 22 gelangen
und das Zeolith thermisch beschädigen kann.
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In
der 4 ist ein während der zweiten Spül-Betriebsart
erfolgendes Spülverfahren gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel beschrieben. Im Unterschied zur 3 findet
der Regenerationsvorgang ΔtR vollständig
außerhalb der Aufheizphase ΔtH statt.
Außerdem ist der Regenerationsvorgang ΔtR in voneinander zeitlich getrennte Regenerationssegmente ΔtR1, ΔtR2 aufgeteilt,
die beispielhaft in der 4 in etwa zeitlich gleich groß sind.
Wie aus der 4 hervorgeht, erfolgt das erste
Regenerationssegment ΔtR1 bereits
im Vorspülschritt V. Das zweite Regenerationssegment ΔtR2 startet dann nach der Aufheizphase ΔtH während in der Nachwaschzeit N.
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- 1
- Spülbehälter
- 3
- Geschirrkorb
- 5
- Geschirrkorb
- 7
- Sprüharm
- 9
- Sprüharm
- 11
- Pumpentopf
- 13
- Umwälzpumpe
- 14
- Zuleitung
- 15
- Zuleitung
- 16
- Frischwasser-Zuleitung
- 17
- Ablaufleitung
- 18
- Laugenpumpe
- 19
- Auslassöffnung
- 21
- Leitung
- 22
- Trocknungseinrichtung
- 23
- Heizelement
- 24
- Heizelement
- 25
- Steuereinrichtung
- 26
- Umschalter
- 27
- Luftgebläse
- 29
- Temperatursensor
- V
- Vorspülen
- R
- Reinigen
- Z
- Zwischenspülen
- K
- Klarspülen
- T
- Trocknen
- TR
- Reinigungstemperatur
- ΔtA
- Adsorptionsvorgang
- ΔtH
- Aufheizphase
- ΔtR
- Regenerationsvorgang
- m1
- zugeführte
Frischwassermenge
- m2
- rückgeführte
Wassermenge
- mist
- Spülflüssigkeitsmenge
- Q1
- Heizleistung
- Q2
- Heizleistung
- t0
- Startzeitpunkt
des Reinigungsschrittes R
- tE
- Endzeitpunkt
des Reinigungsschrittes R
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005004089
A1 [0002]