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Die
Erfindung betrifft ein Sensor-System mit mindestens einem Sensor,
insbesondere Ultraschallsensor, und mit einem zum Betreiben des
Sensors mehrere Leitungen aufweisenden Bus-System.
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Ferner
betrifft die Erfindung ein Fahrerassistenzsystem, insbesondere eine
Einparkhilfe für Kraftfahrzeuge, mit einem Sensor-System.
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Schließlich
betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Sensor-Systems
mit mindestens einem Sensor, insbesondere Ultraschall-Sensor, und
mit einem mehrere Leitungen aufweisenden Bus-System.
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Stand der Technik
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Sensor-Systeme,
Fahrerassistenzsysteme sowie Verfahren der eingangs genannten Art
sind aus dem Stand der Technik bekannt. Dabei gibt es unterschiedliche
Möglichkeiten, den Sensor mit einer zentralen Steuereinheit
zu verbinden. So ist es bekannt, bei derartigen Sensor-Systemen
entweder eine klassische „Punkt zu Punkt”-Verbindung
oder ein sogenanntes Bus-System zu verwenden. Das Verwenden eines
Bus-Systems hat im Vergleich zu den klassischen „Punkt
zu Punkt”-Systemen unter anderem den Nachteil, dass die
für den Bus notwendige (geografische) Adressierung beziehungsweise Konfigurierung
des Sensors aufwendig ist. Um den Sensor korrekt ansteuern zu können,
ist es notwendig, dass diesem eine Adresse zugeordnet wird, insbesondere
dann, wenn mehrere Sensoren in dem Sensor-System vorhanden sind.
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Bekannt
ist es, Positions-spezifische Sensoren zu verwenden. Dieses Vorgehen
führt jedoch zu einer hohen Komplexität und damit
zu hohen Kosten insbesonde re in der Sensor-Fertigung sowie zu einer aufwendigen
Logistik vor dem Verbau der Positions-spezifischen Sensoren beispielsweise
beim Fahrzeughersteller oder im Ersatzteilwesen.
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Alternativ
ist es bekannt, die Zuordnung der Adresse des Sensors über
einen sogenannten „Daisy-Chain”-Mechanismus (Verkettungs-Mechanismus)
durchzuführen. Dies führt jedoch zu hohen Materialkosten
aufgrund der verwendeten „Daisy-Chain”-Hardware
sowie der weiterhin notwendigen Auswertlogik am Sensor.
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Aus
der
DE 42 43 510 A1 sind
außerdem ein Verfahren und eine Einrichtung zum Feststellen
des Vorhandenseins und der Position von Baugruppen in einer Baueinheit
offenbart, wobei die Adressierung einer Baugruppe über
ihre Steckplätze erfolgt. Dazu werden an den Steckplätzen
unterschiedliche Positionsfrequenzen zur Verfügung gestellt,
aus denen mithilfe einer Auswerteinheit ein Positionscode erzeugt
wird, der zu Ausgabe an eine Zentrale über einen elektrischen
und/oder optischen Daten-Bus bereitgestellt wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Sensor-System zeichnet sich dadurch
aus, dass der Sensor eine Adresserkennungseinheit aufweist, die
mittels mindestens einer Konfigurationsverbindung in Abhängigkeit
von der Position des Sensors im Bus-System mit wenigstens einer
anderen Leitung des Bus-Systems verbindbar/verbunden ist. Es ist
also vorgesehen, dass der Sensor eine Adresserkennungseinheit aufweist,
die insbesondere in den Sensor integriert ist. Mittels der Adresserkennungseinheit
erkennt der Sensor selbst seine Position im Bus-System und kann
diese über das Bus-System einer zentralen Steuereinheit
mitteilen. Die Adresserkennungseinheit ist dabei mittels der Konfigurationsverbindung mit
zumindest einer der Leitungen des Bus-Systems verbindbar/verbunden,
wobei die Wahl der Leitung des Bus-Systems in Abhängigkeit
von der Position des Sensors im Bus-System erfolgt. Die Adresserkennungseinheit
kann anhand des erfassten Signals der Konfigurationsverbindung bestimmen,
mit welcher Leitung sie verbunden und damit an welcher Position
im Bus-System sie angeordnet ist, und somit die Daten/Signale des
Sensors entsprechend konfigurieren. Im einfachsten Fall wird die
Konfigurationsverbindung direkt von dem die Leitungen aufweisenden
Kabelbaum des Bus-Systems gebildet, sodass neben den übli chen
von dem Kabelbaum abzweigenden Leitungsanschlüssen außerdem
die Konfigurationsverbindung von einer der Leitungen (in Abhängigkeit
der Position) abgeht.
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Vorteilhafterweise
bestimmt die Adresserkennungseinheit durch Vergleich des Signals
der Konfigurationsverbindung mit den Signalen der übrigen
Leitungen des Bus-Systems die Position des Sensors. In diesem Fall
weist die Adresserkennungseinheit eine Vergleichseinrichtung auf,
die das Signal der Konfigurationsverbindung mit den eingehenden Signalen
der übrigen Verbindungen vergleicht. So kann auf einfache
Art und Weise, je nach dem an welcher Stelle der Sensor in dem Bus-System
angeschlossen wird/ist, diese Position von der Adresserkennungseinheit
bestimmt und an beispielsweise die zentrale Steuereinheit übermittelt
werden.
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Bevorzugt
weist das Bus-System mehrere Sensor-Anschlussstecker auf. Dabei
sind die Stecker derart mit dem Kabelbaum beziehungsweise mit den Leitungen
des Bus-Systems verbunden, dass je nach dem, mit welchem der Sensor-Anschlussstecker
der Sensor verbunden wird, die Position/Adresse durch den Sensor
erfasst wird. Die entsprechende Konfigurationsverbindung wird hierbei
zweckmäßigerweise durch die Leitungen des Kabelbaums
selbst gebildet.
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Vorteilhafterweise
weist die Adresserkennungseinheit einen Konfigurationsanschluss
auf, insbesondere in Form eines Konfigurationspins, der mittels
des jeweiligen Sensor-Anschlusssteckers kontaktierbar ist. Dadurch
kann durch einfaches Zusammenstecken des Sensors mit dem entsprechenden Sensor-Anschlussstecker
sowohl die zum Betreiben notwendigen Verbindungen als auch die zum
Erfassen der Adresse/Position des Sensors vorteilhafte Konfigurationsverbindung
hergestellt werden.
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Nach
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Sensor-Anschlussstecker die entsprechende Konfigurationsverbindung
aufweisen. Das bedeutet, dass die Sensor-Anschlussstecker unterschiedlich
ausgebildet sind, wobei sie zweckmäßigerweise
jeweils eine unterschiedliche Konfigurationsverbindung aufweisen. Im Übrigen
sind die Sensor-Anschlussstecker vorteilhafterweise gleich ausgebildet,
sodass ein Verbinden des Sensors mit jedem der Sensor-Anschlussstecker möglich
ist. Aufgrund der vorteilhaften Ausbildung kann außerdem
ein herkömmlicher Kabelstrang verwendet werden. Das Verbinden
der Adresserkennungseinheit mit unterschiedlichen Leitungen des Kabelstrangs
findet dann allein durch die unterschiedlich ausgebildeten Sensor-Anschlussstecker statt.
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Vorteilhafterweise
weist der Kabelbaum als Leitungen zumindest eine Masseleitung, eine
Versorgungsleitung und eine Datenleitung auf.
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Zweckmäßigerweise
weist der Sensor einen Masseanschluss, einen Versorgungsanschluss,
einen Datenanschluss sowie den Konfigurationsanschluss zum Kontaktieren
der Masseleitung, der Versorgungsleitung, der Datenleitung beziehungsweise der
Konfigurationsverbindung auf.
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Besonders
bevorzugt ist das Sensor-System durch mehrere baugleiche Sensoren
gekennzeichnet. Das Sensor-System weist also mehrere der oben beschriebenen
Sensoren auf. Anhand der vorteilhaften Konfigurationsverbindung
können diese ihre Adresse/Position an dem Kabelbaum/Bus-System bestimmen.
Dadurch ist ein Austausch der Sensoren, beispielsweise aufgrund
eines Defekts oder alterungsbedingt, problemlos möglich.
Insgesamt führt somit die Baugleichheit der Sensoren zu
einer besonders kostengünstigen und einfachen Herstellung
sowie zu einer besonders einfachen Montage und Wartung des Sensor-Systems.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Sensor-System
vier Sensor-Anschlussstecker auf. Jeder der Sensor-Anschlussstecker
ist mit der Masseleitung, der Versorgungsleitung und der Datenleitung
zum Betreiben des beziehungsweise der Sensoren verbunden. Drei der
Sensor-Anschlussstecker weisen darüber hinaus jeweils eine
von einer der Leitungen abgehende Konfigurationsverbindung, wie oben
beschrieben, auf. Bei dem vierten Sensor-Anschlussstecker führt
die Konfigurationsverbindung ins Leere. In diesem Fall erfasst die
Adresserkennungseinheit als Signal einen Mittelpegel, der durch die
interne Beschaltung des Sensors resultiert. Durch die vier wie oben
beschrieben ausgebildeten Sensor-Anschlussstecker ist eine Positions-/Adresscodierung
beziehungsweise -konfiguration einfach und kostengünstig
realisierbar. Zweckmäßigerweise sind weiterhin
vier Sensoren vorgesehen, wobei jeweils ein Sensor mit einem der
Sensor-Anschlussstecker verbunden ist. Vorteilhafterweise können Sensor
und Sensor-Anschlussstecker mittels einer Steckverbindung miteinander
verbunden und kontaktiert werden. Allgemein ist bevorzugt die gleiche
Anzahl von Sensor-Anschlusssteckern und Sensoren vorgesehen.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist mindestens eine weitere von
der Position, insbesondere des Sensors beziehungsweise des entsprechenden
Sensor-Anschlusssteckers, abhängige Konfigurationsverbindung
vorgesehen. Dadurch kann die Zahl der möglichen Codierungen/Adressen auf
einfache Art und Weise erhöht werden. insbesondere, bei
der Verwendung von mehr als vier Sensor-Anschlusssteckern und/oder
Sensoren kann somit weiterhin eine genaue Bestimmung der Position beziehungsweise
Adresse des Sensors in dem Bus-System erfolgen.
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Das
erfindungsgemäße Fahrassistenzsystem zeichnet
sich durch ein Sensor-System, wie es oben beschrieben wurde, aus.
Insbesondere als Ultraschall basierte Einparkhilfe für
Kraftfahrzeuge ist das oben beschriebene Sensor-System von Vorteil. Insbesondere
die leichte Handhabung und Austauschbarkeit der Sensoren des Sensor-Systems führt
zu einer einfachen Montage und Wartung.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines
Sensor-Systems kennzeichnet sich dadurch aus, dass eine Adresserkennungseinheit
des Sensors mittels mindestens einer Konfigurationsverbindung in
Abhängigkeit von der Position des Sensors mit einer anderen
Leitung des Bus-Systems verbunden wird. Vorteilhafterweise wird
dabei das Signal der Konfigurationsverbindung durch die Adresserkennungseinheit
mit den übrigen, dem Sensor durch das Bus-System zugeführten
Signalen verglichen, sodass auf einfache Art und Weise bestimmt werden
kann, mit welcher der Leitungen die Konfigurationsverbindung beziehungsweise
die Adresserkennungseinheit verbunden ist. Daraus ergibt sich auf
einfache Art und Weise die Position beziehungsweise Adresse des
Sensors in dem Bus-System.
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Im
Folgenden soll die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele
näher erläutert werden. Dazu zeigen
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel eines vorteilhaften Sensor-Systems,
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2 einen
vorteilhaften Sensor des Sensor-Systems und
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3 ein
zweites Ausführungsbeispiel des vorteilhaften Sensor-Systems.
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Die 1 zeigt
in einer schematischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel
eines vorteilhaften Sensor-Systems 1. Das Sensor-System 1 weist
vier als Ultraschallsensoren 2, 3, 4 und 5 ausgebildete
Sensoren 6, 7, 8 beziehungsweise 9 auf.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Sensor-System 1 als
ultraschallbasierte Einparkhilfe 10 ausgebildet, sodass
die Sensoren 6 bis 9 an einer vereinfacht dargestellten
Stoßstange 11 eines Kraftfahrzeugs angeordnet
sind. Weiterhin weist das Sensor-System 1 ein Bus-System 12 auf,
zum Beispiel LIN, das mehrere Leitungen 13 umfasst. Eine
Leitung 13 ist dabei als Versorgungsleitung 14 (UBatt), die zweite Leitung 13 als
Datenleitung 15 und die dritte Leitung als Masseleitung 16 ausgebildet.
Das Bus-System 12 weist weiterhin Sensor-Anschlussstecker 17, 18, 19, 20 auf,
die jeweils einem der Sensoren 6, 7, 8 beziehungsweise 9 zugeordnet
sind. Die Sensor-Anschlussstecker 17 bis 20 sind
in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel baugleich ausgebildet
und weisen jeweils eine Verbindung zu der Versorgungsleitung 14,
zu der Datenleitung 15 sowie zu der Masseleitung 16 auf.
Aus Übersichtlichkeitsgründen werden die Bezugszeichen
hier nur dem Sensor-Anschlussstecker 17 zugeordnet dargestellt.
Jedem der Sensor-Anschlussstecker 17 bis 20 ist
weiterhin eine Konfigurationsverbindung 21 bis 24 zugeordnet.
Die jeweilige Konfigurationsverbindung 21 bis 24 stellt
eine weitere Anschlussleitung der Stecker 17 bis 20 dar,
die jedoch bei jedem der Sensor-Anschlussstecker 17 bis 20 anders/unterschiedlich
gestaltet ist. Die Konfigurationsverbindung 21 des Sensor-Anschlusssteckers 17 ist
mit der Versorgungsleitung 14 verbunden. Die Konfigurationsleitung 22 des Sensor-Anschlusssteckers 18 ist
mit der Datenleitung 15 verbunden. Die Konfigurationsverbindung 23 des
Sensor-Anschlusssteckers 19 ist mit der Masseleitung 16 verbunden.
Die Konfigurationsverbindung 24 des vierten Sensor-Anschlusssteckers 20 ist
mit keiner der Leitungen 13 verbunden und geht somit ins
Leere. Wie bereits gesagt, sind die Sensor-Anschlussstecker 17 bis 20 baugleich
ausgebildet. Vorliegend werden die unterschiedlichen Konfigurationsverbindungen 21 bis 24 durch
den die Leitungen 14, 15 und 16 aufweisenden
Kabelbaum 25 des Bus-Systems 12 gebildet beziehungsweise
codiert/konfiguriert.
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Die
ebenfalls baugleich ausgebildeten Sensoren 6 bis 9 weisen
für jeden der Anschlüsse eines Sensor-Anschlusssteckers 17 bis 18 einen
entsprechenden Anschluss auf. Die 2 zeigt
den Ultraschall-Sensor 2 beziehungsweise Sensor 6 beispielhaft
für alle Sensoren 6 bis 9 in einer vergrößerten Darstellung.
Der Sensor 6 weist vier Anschlüsse 26 bis 29 auf,
wobei der erste Anschluss 26 als Versorgungsanschluss,
der zweite Anschluss 27 als Datenanschluss, der dritte
Anschluss 28 als Masseanschluss und der vierte Anschluss 29 als
Konfigurationsanschluss 30 ausgebildet ist. Durch Zusammenstecken
des Sensors 6 mit dem Sensor-Anschlussstecker 17 werden
die Anschlüsse 26 bis 29 mit den entsprechenden
Anschlüssen beziehungsweise Verbindungen des Sensor-Anschlusssteckers 17 verbunden.
Der Sensor 6 weist weiterhin eine Adresserkennungseinheit 31 auf.
Ihr ist der Konfigurationsanschluss 30 zugeordnet. Weiterhin
werden der Adresserkennungseinheit 31 die Signale der Anschlüsse 26, 27 und 28 und
somit die Signale der Versorgungsleitung 14, der Datenleitung 15 sowie
der Masseleitung 16 zugeführt. In der Adresserkennungseinheit 31 werden
diese Signale mit dem Signal des Konfigurationsanschlusses 30 verglichen.
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Je
nach dem, mit welchem der Sensor-Anschlussstecker 17 bis 20 der
Sensor 6 verbunden wird, liegt an dem Konfigurationsanschluss 30 ein
anderes Signal an. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 liegt
an dem Konfigurationsanschluss 30 des Sensors 6 über
die Konfigurationsverbindung 21 das Signal der Versorgungsleitung 14 an.
Entsprechend liegt an dem entsprechenden Konfigurationsanschluss
des Sensors 7 das Signal der Datenleitung 15 über
die Konfigurationsverbindung 22 an. Entsprechendes ergibt
sich für den Sensor 8. An dem Konfigurationsanschluss
des Sensors 9 hingegen liegt kein Signal an, hier wird
durch die Adresserkennungseinheit 31 ein Mittelpegel durch
die interne Beschaltung des Sensors 9 erfasst.
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Die
Adresserkennungseinheit 31 vergleicht das über
den Konfigurationsanschluss 30 erfasste Signal mit den
Signalen der übrigen Leitungen 13, und bestimmt
daraus, mit welcher der Leitungen der Konfigurationsanschluss 30 über
die Konfigurationsverbindung 21 verbunden ist, woraus die
eindeutige Position/Adresse des jeweiligen Sensors 6 bis 9 in dem
Bus-System 12 bestimmbar ist. Voraussetzung dafür
ist natürlich, dass die Position der unterschiedlich gestalteten
Konfigurationsverbindungen beziehungsweise Sensor-Anschlussstecker
in dem Bus-System bekannt und beispielsweise in einem nicht flüchtigen
Spei cher, insbesondere der Sensoren 6 bis 9 hinterlegt
sind. Vorliegend findet also eine Adressierung der Sensoren 6 bis 9 durch
eine vorteilhafte Ausbildung des Kabelbaums 25 statt. Auf
diese Art und Weise kann besonders einfach und kostengünstig
das Bus-System 12 betrieben und die Adressierung der Sensoren 6 bis 9 durchgeführt
werden. Vorteilhafterweise wird bei der Kodierung wie folgt vorgegangen:
Entspricht der Signalpegel an dem Konfigurationsanschluss 30 der
Versorgungsspannung (UBatt), so wird dem
entsprechenden Sensor 2 bis 6 die Adresse „1” zugeordnet.
Entspricht das erfasste Signal dem Signal beziehungsweise der „Flanke” der
Datenleitung 15, so wird dem entsprechenden Sensor die
Adresse „2” gegeben. Entsprechend wird dem Sensor,
an dessen Konfigurationsanschluss ein Pegel anliegt, der dem der
Masseleitung 16 entspricht, die Adresse „3” vergeben.
Entspricht der erfasste Pegel einem durch die interne Beschaltung
des jeweiligen Sensors resultierenden Mittelpegel, so wird dem Sensor
die Adresse „4” gegeben.
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Die
Anschlüsse der Sensoren 6 bis 9 sind vorteilhafterweise
als Anschlusspins ausgebildet. Die Anschlüsse der Sensor-Anschlussstecker 17 bis 20 entsprechend
als Pin-Aufnahmen.
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Die 3 zeigt
in einer schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel
des vorteilhaften Sensor-Systems. Aus den vorhergehenden Figuren
bekannte Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen,
sodass insofern auf die oben stehende Beschreibung verwiesen wird.
Das Ausführungsbeispiel der 3 unterscheidet
sich zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel darin, dass
die unterschiedlichen Konfigurationsverbindungen 21 bis 24 durch
die Sensor-Anschlussstecker 17 bis 20 gebildet
werden. Mit anderen Worten weisen die Anschlussstecker 17 bis 20 die
unterschiedlichen Konfigurationsverbindungen 21 bis 24 auf.
Die für die jeweilige Konfigurationsverbindung 21 bis 24 notwendige
Verschaltung findet nunmehr innerhalb des Sensor-Anschlusssteckers 17 bis 20 statt.
Die Codierung ist dabei vorliegend die gleiche wie in dem Ausführungsbeispiel
der 4. Der Vorteil liegt nunmehr darin,
dass ein herkömmlicher Kabelbaum 25 verwendet
werden kann und die Konfiguration allein durch die Sensor-Anschlussstecker 17 bis 20 (Stecker-intern)
erfolgt.
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Sensor-Systeme,
die mehr als die dargestellten vier Sensor-Anschlussstecker 17 bis 20 beziehungsweise
Sensoren 6 bis 9 aufweisen beziehungsweise benöti gen,
sind vorteilhafterweise derart gestaltet, dass jedem der Sensoren
beziehungsweise Sensor-Anschlussstecker eine zweite Konfigurationsverbindung
zugeordnet ist. Dadurch lässt sich die Codierungsmöglichkeit
auf einfache Art und Weise erhöhen. Die jeweilige Adresserkennungseinheit weist
dann zweckmäßigerweise einen zweiten Konfigurationsanschluss
auf, um die Signale beider Konfigurationsanschlüsse mit
denen der übrigen Leitungen (13) vergleichen zu
können. Natürlich ist ein derartiges System um
beliebig viele Konfigurationsverbindungen erweiterbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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