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Die
Erfindung liegt auf dem Gebiet der Getränkebereitung, insbesondere
der Bereitung von Heißgetränken mittels einer
heißen, unter Druck stehenden Flüssigkeit, unter
Verwendung elektromagnetischer Strahlung. Die üblicherweise
verwendete Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung
liegt im Zentimeterbereich (Mikrowellen).
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Eine
Flüssigkeit (Brauflüssigket) wird elektromagnetischer
Strahlung ausgesetzt, dabei unter Druck gebracht, ab einem gewissen
Druck durch einen Getränkegrundstoff gepresst und in einem
Auffangebhälter gesammelt. Das so gefertigte Gebräu soll
im Auffangbehälter durch die elektromagnetische Strahlung
aber nicht oder nur ganz wenig erhitzt werden, sodass es, solange
der Brauvorgang unter der Verwendung elektramagnetischer Strahlung
andauert, nicht seinen Siedepunkt erreicht.
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Ein
typischer Espresso hat ein Volumen zwischen 22,5 ml und 27,5 ml
und entsteht durch eine 22,5 bis 27,5 Sekunden lange Extraktion
aus 6,5 g bis 7,5 g gleichmäßig und fein gemahlenem
Getränkegrundstoff aus stark gerösteten Kaffeebohnen
(Espressoröstung) mit ca. 86°C bis 90°C
heißer Brauflüssigkeit unter 800 kPa bis 1 MPa
Druck. Die Getränketemperatur in dem Auffangbehälter
beträgt idealerweise zwischen 64°C und 70°C.
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Die
Abschirmung von nicht zu erhitzenden Teilen ist bei der Bereitung
von Heißgetränken unter Verwendung von elektromagnetischer
Strahlung bekannt. Bestehende Methoden, wie z. B. in den Patenten
US 2601067 (Spencer) und
US 4386109 (Bowen et al.)
beschrieben, sind die Verwendung von solidem Metall oder einer leitenden
Beschichtung um die entsprechenden Bereiche von der elektromagnetischen Strahlung
abzuschirmen. Ebenfalls bekannt ist die Eigenschaft von elektromagnetischer
Strahlung, sich durch Öffnungen, die eine bestimmte Größe
unterschreiten, nicht fortpflanzen zu können.
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In
Patent
US 4386109 (Bowen
et al.) ist ein Getränkebereiter für den Mikrowellenofen
beschrieben. Noch während der Getränkebereiter
elektromagnetischer Stralung ausgesetzt ist, wird das fertige Getränk
in einem Auffangbehälter gesammelt. Der vorgeschlagene
Auffangbehälter ist aus solidem Metall gefertigt, um Aromaverluste
durch Kochen des fertigen Getränkes zu vermeiden. Angesichts
der gewünschten Kaffeetemperatur im Auffangbehälter
und der guten Wärmeleitfähigkeit von Metall ist
dies sicherheitstechnisch nicht zu verantworten. Es besteht Verletztungsgefahr
des Gebrauchers. Laut
DIN EN 13248:2002 darf selbst
die Grifftemperatur nicht annäherd die angestrebte Getränketemperatur
erreichen, folglich erst recht keine Teile, die mit empfindlichen
Körperteilen in Berührung kommen.
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Die
Patentanmeldung US 2004/0020922 (Alves) beschreibt einen Auffangbehälter,
der aus einem Aluminiumtopf mit einer Kunststoffbeschichtung besteht.
Dieser ist zum direkten Konsum des fertigen Getränks eher
ungeeignet, da er technische Schlusselemente im Konsumbereich enthält.
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Das
amerikanische Patent
US 5884551 (Orrico
et al.) beschreibt einen Getränkebereiter, bei dem Braueinheit
und Auffangbehälter in einer Vorrichtung integriert sind.
Zur Abschirmung des fertigen Getränkes wird ein vorgeformter
Aluminiumeinsatz vorgeschlagen, der in den Auffangbehälter
eingesetzt wird. Dieser ist allerdings vom Gebraucher wahrnehmbar
und kann zu Verwirrung führen, da Gebraucher gewohnt sind,
in Mikrowellenöfen keine Metalle zu verwenden. Ebenfalls
kann auf diese Weise nicht sichergestellt werden, dass keine Lichtbögen entstehen.
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US Patent 5185505 (Grzywana)
beschreibt einen Eisteebereiter zur Verwendung in einem Mikrowellenofen.
Dieser hat einen aus zwei topfförmigen Wänden
geformten Auffangbehälter, in dessen Hohlraum ein Metallstreifen
als Abschirmung eingesetzt ist. Dieser Metallstreifen muss zur Vermeidung
von Lichtbögen und Koronaverlusten besonders glatte Schnittkanten
aufweisen und ist so recht aufwendig herzustellen. Auch bei idealer
Herstellung sind starke elektrische Felder ein inherenter Teil dieser
Konstruktionsweise, da die Blechkanten einen sehr kleinen Radius
aufweisen. Dies führt zu verfrühter Materialermüdung.
Der Abstand zwischen dem Metallstreifen und der Umgebung, also potentiell
anderem Metall, wird nur durch die Dicke der Wände bestimmt. Um
einen hinreichenden Abstand sicherzustellen ist eine entsprechend
dicke Wandung erforderlich, was mit hohen Produktionskosten verbunden
ist.
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Zuletzt
ist noch festzustellen, dass in allen bekannten Anwendungen das
Design, also die ästhetische Anmutung und Haptik des Auffangbehälters,
von den technischen Vorrichtungen maßgebend bestimmt ist.
Eine weitgehende Trennung von Design und der technischen Funktion
der Auffangbehälter ist bisher nicht ermöglicht
worden.
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Ein
Ziel der Erfindung ist, einen sicheren und langlebigen Auffangbehälter
bei Verwendung von elektromagnetischer Strahlung herzustellen.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung ist das Erreichen einer günstigen
und fehlerfreien Herstellungsweise von Auffangbehältern.
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Ebenso
ist ein Ziel der Erfindung, die äußerliche Anmutung
und Haptik des Auffangbehälters zur Verwendung mit elektromagnetischer
Strahlung zu verbessern.
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Weiterhin
ist ein Ziel, mehr Spielraum für die künstlerische
Ausgestaltung in der Anmutung zu schaffen und die Formgebung besonders
mannigfaltig auszuführen.
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Ein
anderes Ziel der Erfindung ist, dass der Auffangbehälter
gewichtsmäßig und von seinem Äußeren
her einem Auffangbehälter aus Keramik gleichkommt.
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Außerdem
ist Ziel der Erfindung, die Standfestigkeit des Auffangbehälters
zu verbessern, da er auch mit einem aufgesetzten Getränkebereiter
stabil stehen muss. Insbesondere gilt dies Ziel bei der Verwendung
von Mikrowellenöfen mit Drehteller.
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Zuletzt
ist es ebenso Ziel der Erfindung, das fertige Getränk vor
weiterem Erhitzen und sogar Kochen zu schützen, sodass
das Aroma, d. h. der Geruch und der Geschmack, des fertigen Getränkes
erhalten bleibt.
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Die
Erfindung findet Verwendung in kleinen Systemen, die ausschließlich
einzelne Getränkeportionen zubereiten. Eine einzelne Getränkeportion
ist die Menge, die für genau eine Person zum direkten Konsum
zubereitet wird.
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Des
Weiteren ist die Erfindung bei Getränkebereitern anwendbar,
die mit elektromagnetischer Strahlung als Heizquelle arbeiten.
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Die
Erfindung ist die Verwendung von Abstandshaltern zum Platzieren
einer gegen elektromagnetischen Strahlung abschirmende Vorrichtung
in einem Auffangbehälter aus mehreren Hüllteilen.
Dadurch bietet sich die Möglichkeit, zur Verbesserung der
Haptik zwischen den Hüllteilen Ballast einzusetzen. Die
abschirmende Vorrichtung ist hierbei besonders sicher und effektiv
gestaltet.
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Mögliche
Ausführungen der Erfindung sind in den bis dargestellt:
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zeigt
den Auffangbehälter gemäß einer ersten
Ausführung der Erfindung.
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zeigt
eine Seitenansicht des Auffangbehälters gemäß der
ersten Ausführung der Erfindung.
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zeigt
den Schnitt B-B gemäß einer zweiten Ausführung
der Erfindung aus .
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zeigt
den Schnitt A-A gemäß der zweiten Ausführung
der Erfindung aus .
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zeigt
den Querschnitt des Auffangbehälters gemäß einer
dritten Ausführung.
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zeigt
eine zweite Variante der Ausgestaltung der Abschirmung.
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zeigt
eine dritte Variante der Ausgestaltung der Abschirmung.
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zeigt
eine vierte Variante der Ausgestaltung der Abschirmung.
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zeigt
eine erste Ausführung des Auffangbehälters (2),
der während der Zubereitung eines Getränkes (8)
in einem Mikrowellenofen das fertige Getränk (8)
auffängt. Er besteht im Wesentlichen aus einer runden Topfform
und ist zum direkten Konsum des Getränkes geeignet.
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Der
Auffangbehälter besteht aus zwei Hüllteilen, einem
Innenteil (35) und einem Außenteil (36), die
zusammengesetzt die äußere Ästhetik des
Auffangbehälters definieren und in ihrem Inneren einen Hohlraum
(37) einschließen, in dem eine vor Mikrowellen
abschirmende Vorrichtung (32) (Abschirmung) eingesetzt
ist. Der Griff (38) des Auffangbehälters (2)
ist einem der Hüllteile (35, 36) angefügt
und bildet ein Teil davon.
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Der
Auffangbehälter (2) ist so gestaltet, dass die
getränkehaltende Fläche und die Fläche,
die zum Konsum an den Mund geführt wird, aus einem Teil bestehen.
Dies geschieht dadurch, dass das Innenteil (35) am Auffangbehälterrand
umgeschlagen ist.
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Die
Hüllteile (35, 36) werden über
Nut (61) und Feder (34) verbunden und ultrason
verschweißt. Zum genauen Passen der Hüllteile
(35, 36) dient Vorsprung (60) des Außenteils
(36), der sich in eine entsprechende Aussparung des Innenteils
(35) einfügt. Dies ist in als Seitenansicht
dargestellt. Der Vorsprung (60) stellt gleichzeitig den
Ansatz zum Griff (38) dar.
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Die
Innenseiten der Hüllteile (35, 36) sind
mit Abstandshaltern (56) versehen, die die Abschirmung fixieren.
Die Abstandshalter (56) werden z. B. durch abstandshaltende
Lamellen oder Haltestege gebildet, die in einem Zylinder (57)
zusammenlaufen. Es sind aber auch andere Formen der Abstandshalter möglich.
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Die
Abschirmung (32) schützt das fertige Getränk
(8) vor weiterem Erhitzen und Kochen und somit vor Zerstörung
des Aromas. Die Abschirmung (32) besteht aus einem Stück
tiefgezogenem Metallblech, dass zur Reduzierung der elektrischen
Feldstärken abgerundete Kanten (92) aufweist,
die z. B. durch das Umschlagen des Metallbleches gebildet werden.
Zum Bilden der Abrundung (92) kann auch an den Kanten ein
torusfömiger Ring angesetzt und verlötet werden.
Noch andere Ausführungen sind möglich, um Koronaverluste
und Durchschläge durch elektrische Felder zu vermeiden,
ohne dass vom Geist der Erfindung abgewichen wird.
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Je
nachdem, wie der im Zusammenhang mit dem Auffangbehälter
(2) verwendete Getränkebereiter arbeitet, ist
die Stärke der abschirmenden Wirkung durch Einstellen der
Höhe der Abschirmung (32) so zu wählen,
dass sichergestellt ist, dass das Getränk nach Beenden
des Brauvorgangs die gewünschte Temperatur aufweist.
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Die
Verwendung der Hüllteile (35, 36) gewährt
großen Spielraum für designerische Gestaltung
des Auffangbehälters (2). Der dargestellte Auffangbehälter
(2) ist nur eine Möglichkeit zur Verkörperung
der Erfindung. Der Auffangbehälter (2) kann jede
arbiträre Form annehmen, solange er das zu enthaltende
Getränk (8) aufnehmen kann und den hygienischen
und anderen Anforderungen gerecht wird. Der Griff (38)
kann wie beschrieben Teil eines der Hüllelemente sein,
kann aber auch ein eigenes lösbar oder nicht lösbar
angebrachtes Teil sein. Bei der Formgebung kann natürlich
auch auf den Griff (38) verzichtet werden.
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Der
Getränkebereiter kann auf verschiedenste Weisen hochwertiger
gestaltet sein. Hierzu folgen einige Beispiele. Die Hüllteile
(35, 36) können in Hochglanz hergestellt
sein, z. B. durch Polieren der Fertigungsformen. Der gesamte Auffangbehälter
(2) kann auch nach seinem Zusammensetzen lackiert werden.
Damit der Auffangbehälter (2) für den
täglichen Gebrauch strapazierfähiger und langlebiger wird,
können die Oberflächen kratzfest gestaltet sein, z.
B. durch die Lackierung, durch Umspritzen von durchgefärbten
Teilen mit sehr hartem, transparentem Kunststoff oder durch Anwendung
von Hinterspritztechniken. Letzteres ermöglicht auch das
Anbringen von permanenten Grafiken, die, im Gegensatz zu post-produktiven
Verzierungen wie Aufdruck, über die gesamte Lebensdauer
des Auffangbehälters (2) Bestand haben.
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Die
Hüllteile (35, 36) des Auffangbehälters (2)
werden idealerweise aus einem hochpermeablen Kunststoff gefertigt,
der lebensmittelecht ist und die organoleptischen Eigenschaften
des Getränkes nicht ändert. Andere hochpermeable
Werkstoffe können durchaus gleichermaßen verwendet
werden, solange sie den an sie gerichteten Ansprüchen gerecht
werden. Die Verbindung der Hüllteile muss wasser- und druckdicht
ausgeführt sein.
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Die
Abschirmung (32) kann verschiedenste Formen annehmen. Die
Verwendung jeder metallischer Form ist aus technischer Sicht möglich,
sei es als Lochblech, Metallgitter, Metallsieb. Auch Flüssigkeiten
sind möglich. Das Material darf aber keinesfalls gesundheitlich
bedenklich sein, d. h. es muss den gesundheitlichen Anforderungen
genügen. Die Abschirmung (32) ist auch auf jeglich
anderer Art erreichbar, z. B. durch eine auf eine oder mehrere der Hüllteile
(35, 36) aufgebrachte Schicht eines hochleitenden
Materials. Noch andere Ausführungen der Abschirmung (32)
sind möglich ohne dass vom Geist der Erfindung abgewichen
wird.
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bis zeigen
einen Auffangbehälter gemäß einer zweiten
Ausführung der Erfindung. Hierbei ist in den Hohlräumen
(37) der Hüllteile (35, 36)
zusätzliches Material als Ballast (33) eingefügt.
Der Auffangbehälter gewinnt an Gewicht und vermittelt einen
hochwertigen Eindruck. Idealerweise ist der Ballast (33)
und dessen Menge so gewählt, dass der Auffangbehälter
(2) ein Gewicht aufweist, als wäre er aus Keramik.
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Die
Funktion des Ballastes (33) ist in erster Linie, das Gewicht
des Auffangbehälters (2) zu erhöhen.
Dass sich durch das Einsetzen des Ballastes (33) auch die
thermische Speicherkapazität des Auffangbehälters
erhöhen kann, ist dabei ein Nebeneffekt. Dieser kann natürlich
auch gezielt eingesetzt werden. Je nachdem, wie der im Zusammenhang
mit dem Auffangbehälter (2) verwendete Getränkebereiter
arbeitet, sollte mehr oder weniger thermische Energie dem Getränk
(8) u. a. durch Aufname im Auffangbehälter (2)
entzogen werden, um sicherzustellen, dass das Getränk nach
Beenden des Brauvorgangs die gewünschte Temperatur aufweist.
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Da
der Ballast (33) von den Hüllteilen (35, 36)
umschlossen ist, kann er aus jedem willkürlichen, vorzugsweise
günstigen Material beschaffen sein. Er kann aus einem oder
mehreren Teilen bestehen, aber auch ein Ganulat, ein Pulver oder
eine Flüssigkeit sein.
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Ist
der Ballast (33) für die verwendete elektromagnetische
Strahlung transparent, so ist die Ausführung nach tauglich,
genauso wie im Falle, dass Ballast (33) die elektromagnetische
Strahlung reflektiert. Im letzteren sollte dafür Sorge
getragen werden, dass sich keine Funkenstrecken bilden können,
z. B. durch geeignete elektrische Verbindung des Ballastes (33)
mit der abschirmenden Vorrichtung (32). Der Ballast (33)
kann auch Teil der Abschirmung (32) sein. Hier sind verschiedenste
Ausführungen denkbar. Als Beispiele sei genannt, dass die
Abschirmung (32) wesentlich dicker ist, als es Herstellungsverfahren
und Funktionalität erfordern und somit auch schwerer ist
oder dass die Abschirmung (32) aus einem dicken Boden mit
dünnen Wänden besteht.
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Ist
der Ballast (33) für die verwendete elektromagnetische
Strahlung nicht geeignet, z. B. er absorbiert die Strahlung, so
sollte er vor der Strahlung abgeschirmt werden. Als Beispiel zu
einer passenden Ausführung des Auffangbehälters
(2) zeigt einen abschirmenden Mechanismus
(32), der aus zwei Metalltöpfen besteht, die ineinandergesetzt einen
abgeschirmten Innenraum bilden, der den Ballast (33) umschließt.
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Die
Anordnung der Ballastes (33) im Auffangbehälter
(2) ist vorzugsweise dicht bei seiner Stellfläche.
Hierdurch wird der Gewichtsmittelpunkt des Auffangbehälters
(2) sehr niedrig gehalten und er steht stabil. Beim Bereiten
des Getränkes (8) kann es sein, dass eine Braueinheit
auf den Auffangbehälters (2) (zusammen Getränkebereiter
genannt) aufgesetzt ist. Die Stabilität des Getränkebereiters
ist von seinem Gewichtsmittelpunkt und seiner Stellfläche, die
mit der Stellfläche des Auffangbehälters (2)
identisch ist, definiert. Bei der Ermittlung der notwendigen Stabilität
ist insbesondere die Beschleunigung des Getränkebereiters
auf dem Drehteller eines handelsüblichen Mikrowellenofens
zu berücksichtigen. Wobei vormals ein Designer, also derjenige
der die äußerliche Anmutung des Getränkebereiters
definiert, nur mit der Form der Stellfläche die Stabilität
beeinflussen konnte, steht ihm nun auch das Gesamtgewicht und der
Gewichtsmittelpunkt zur Veränderung zur Verfügung.
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Die
bisher beschriebene abschirmende Vorrichtung (32) schützt
das Getränk (8) vor elektromagnetischer Strahlung,
die von den Seiten oder Boden auf den Auffangbehälter trifft.
Um die Abschirmung zu verbessern, sind in den bis weitere Ausführungen
gezeigt. Diese verursachen, dass über die Öffnung
des Auffangbehälters eingestrahlte elektromagnetische Wellen
wieder aus dem Innenraum des Auffangbehälters (2)
heraus reflektiert werden, ohne von dem Getränk (8)
absorbiert zu werden.
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zeigt
eine leichte Abschrägung (107) der Abschirmung
(32), sodass an der oberen Seite auftreffende Strahlung
z. T. so abgelengt wird, dass das Getränk (8)
nicht erwärmt wird. zeigt
ein Sägezahnprofil (108), das eine bessere Wirkung zeigt.
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zeigt
ein fresnel-linsenartiges Profil (109), das als Brennpunkt
(110) einen Punkt knapp über dem Rand des Auffangbehälters
hat. Wird der Auffangbehälter im Zusammenhang mit einem
Getränkebereiter verwendet, der oberhalb des Auffangbehälters
(2) angeordnet ist, so wird der Großteil der das
Getränk (8) erwärmenden Strahlung durch
den Spalt zwischen dem die Strahlung abschirmenden bzw. absorbierenden
Materials im Getränkebereiter und des Auffangbehälters
eintreffen. Das Profil (109) wird diese eintreffende Strahlung
direkt wieder aus dem Auffangbehälter (2) herausreflektieren,
sodass ein besonders hoher Abschirmungsgrad des Getränkes
(8) gegen Erwärmung durch elektromagnetische Strahlung
erreicht wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 2601067 [0004]
- - US 4386109 [0004, 0005]
- - US 5884551 [0007]
- - US 5185505 [0008]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - DIN EN 13248:2002 [0005]
