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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Falten von Hygieneprodukten sowie ein Verfahren zum Betrieb derselben.
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Vorrichtungen zum Falten von Hygieneprodukten, insbesondere von Damenbinden, sind beispielsweise aus der
DE 4028889 , aus der
DE 3528634 oder aus der
DE 3431548 bekannt. In diesen Vorrichtungen werden die in einem vorgelagerten Arbeitsschritt hergestellten Hygieneartikel bedarfsgerecht und insbesondere verkaufsfertig verpackt. Dabei kann es insbesondere wünschenswert oder erforderlich sein, für die vorgesehene Kompaktheit der Produkte im verkaufsfähigen Zustand eine Mehrfach-Faltung vorzunehmen, bei der die Randbereiche des jeweiligen Hygieneprodukts zu dessen Grundkörper hin umgefaltet werden. Die Arbeitsgeschwindigkeit der bekannten Faltvorrichtungen ist grundsätzlich hoch, allerdings stellen die Faltvorrichtungen einen Engpass dar, der den Ausstoss der Hygieneprodukte entscheidend beeinflußt, da die Produktionsgeschwindigkeit in vielen Fällen höher ist als die Falt- und Verpackungskapazität.
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Des Weiteren ist bisher eine gezielte Faltung von Seitenrändern während des eigentlichen Faltvorgangs nur begrenzt möglich.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Falten von Hygieneprodukten anzugeben, mit der eine besonders hohe Arbeitsgeschwindigkeit des Faltvorgangs erreichbar ist. Zusätzlich oder alternativ soll die Faltvorrichtung derart weitergebildet werden, dass die an einen Grundkörper des Hygieneprodukts angeformten Seitenränder bereits während der eigentlichen Faltung, also im gleichen Arbeitsgang, eingeklappt werden können. Des weiteren soll ein für eine besonders hohe Arbeitsgeschwindigkeit der Faltvorrichtung besonders geeignetes Faltverfahren für Hygieneprodukte angegeben werden.
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Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die zu faltenden Hygieneprodukte während des Durchlaufs durch die Faltvorrichtung nicht gedreht werden müssen, aber dennoch richtungsungebunden mehrfach gefaltet werden können und somit ein höherer als der bisher bekannte Durchsatz erzielt werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1 eine Faltvorrichtung für Hygieneprodukte im Schnitt, und
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2 eine Detailansicht des eigentlichen Faltmechanismus mit dem Aufnahmeteil für Hygieneprodukte im Schnitt mit einer Schnittebene senkrecht zu derjenigen aus 1.
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Gleiche Teile sind in beiden Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Die 1 zeigt in einer seitlichen Schnittansicht die Faltvorrichtung 1 zum Falten von Hygieneprodukten, beispielsweise Damenbinden. Das Hygieneprodukt 2 wird der Faltvorrichtung 1 an einer Startposition 4 in einer Längsrichtung gestreckt zugeführt und ab der Startposition 4 über eine Anzahl von um Umlenkrollen 6 laufende Transportbänder 8 und 10 weitertransportiert. Weitere Transportvorrichtungen sind vorgesehen, beispielsweise das Transportband 12, wobei die Transportbänder 8, 10, 12 jeweils einen einander überlappenden Bereich aufweisen, um das zu transportierende Hygieneprodukt 2 zuverlässig zu führen. Über die Transportvorrichtungen, insbesondere die Transportbänder 8, 10, 12, wird das zu faltende Hygieneprodukt 2 zunächst der zylindrischen Oberfläche einer Falttrommel 14 zugeführt, auf der in Längsrichtung des Hygieneprodukts 2 gesehen sowohl das vordere Drittel als auch das hintere Drittel durch Umklappen auf das mittlere Drittel hin gefaltet werden sollen. Zu Transportzwecken können auf den Transportbändern 8, 10, 12 sowie auf der Falttrommel 14 oder anderen Zuführungselementen besonders geeignete Mitnahmeelemente angeordnet sein.
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Des Weiteren können im Bereich der Zuführung des Hygieneproduktes 2 zur Falttrommel 14 eine Anzahl von Zuführelementen vorgesehen werden, um das Platzieren des Hygieneproduktes 2 an die zugeordnete Aufnahme sowie das Anliegen des Hygieneproduktes 2, insbesondere das plane Anliegen, an die Faltrommel 14 zu unterstützen.
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Die Falttrommel 14 ist auf einer zentralen Achse gelagert und rotiert mit einer vorgegebenen Umdrehungsgeschwindigkeit um diese, wobei der Antrieb der Falttrommel 14 in dieser erfolgen kann, beispielsweise durch einen an der Achse ansetzenden Antrieb, oder auch durch einen außerhalb der Falttrommel 14 an der Achse oder an der Falttrommel 14 selbst ansetzenden Antrieb.
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Das Hygieneprodukt 2 kann auf der zylindrischen Oberfläche der Falttrommel 14 nach Zuführung durch die Transportbänder 8, 10, 12 durch einen an Saugkanälen 16 erzeugten Unterdruck gehalten werden, wobei die Öffnung 17 des jeweiligen Saugkanals 16 an der Außenseite der Falttrommel 14 derart ausgeführt ist, dass in etwa das mittlere Drittel, also der Produktkern 2a, in dieser Darstellung schraffiert ausgeführt, des zu faltenden Hygieneproduktes 2 durch eine geeignet gesteuerte Zuführung über der Öffnung 17 zu liegen kommt und dort durch den an der Öffnung 17 anliegenden Unterdruck an der Falttrommel 14 gehalten wird.
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Während der Rotation der Falttrommel 14 ist für die erste, das in Längsrichtung des Hygieneprodukts 2 gesehen hintere Drittel betreffende Faltung des Hygieneproduktes 2 ein aus der Falttrommel 14 ausfahrbarer Faltarm 18 vorgesehen, der aufgrund eines in der Falttrommel 14 angeordeneten Hebelwerks eine Schwenkbewegung mit einer in Umfangsrichtung der Falttrommel 14 gesehen größeren Geschwindigkeit als die Umfangsgeschwindigkeit der Falttrommel 14 ausführt. Bezogen auf die zylindrische Oberfläche der Falttrommel 14 ist der Faltarm 18 somit in der Art eines „überholenden Faltarms” ausgestaltet und damit in der Lage, das rückwärtige Drittel des auf der Oberfläche der Falttrommel 14 mitgeführten Hygieneprodukts 2 zunächst aufzustellen und anschließend auf den mittleren Bereich des Hygieneproduktes 2, also den Produktkern 2a, hin umzuklappen. Der Produktkern 2a wird dabei durch den Unterdruck an der Öffnung 17 des Saugkanals 16 gehalten.
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Zur Unterstützung der Aufstellung des zu faltenden Drittels des Hygieneproduktes 2 oder auch zur alleinigen Vorsehung kann Druckluft wirksam eingesetzt sein. Zu diesem Zweck kann eine hier nicht dargestellte Blasdüse an einer geeigneten Position neben der Öffnung 17 des jeweiligen Saugkanals 16 an der Außenseite der Falttrommel 14 vorgesehen sein. Der Faltarm 14 ist dann in geeigneter, in der Figur nicht dargestellter Weise mit einem Drucklufterzeuger und einer Steuereinrichtung verbunden. Es kann auch ein federndes Druckstück entsprechend angeordnet sein, um die erwünschten Kräfte zu erzeugen.
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Der aufgestellte Bereich des Hygieneproduktes 2 wird in Transportrichtung gesehen durch den Faltarm 18 nach vorne derart gefaltet, dass dieser Teilbereich des Hygieneproduktes 2 an dem an der Falttrommel 14 anliegenden mittleren Teilbereich, dem Produktkern 2a, über der Öffnung 17 des Saugkanals 16 plan oder nahezu plan aufliegt. In dieser Phase der Faltung wird somit auslegungsgemäß die im Vergleich zur Transportgeschwindigkeit des Hygieneprodukts größere Geschwindigkeit des Faltarms genutzt, um den hinteren Teil des Hygieneprodukts „nach vorne hin” umzufalten, so dass diese Teilfaltung ohne Richtungsumkehr des Hygieneprodukts und damit ohne Systemstillstand oder Unterbrechung der Transportphase vorgenommen werden kann.
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Das den Faltarm antreibende Hebelwerk ist zudem derart ausgelegt, dass nach erfolgter Umfaltung des genannten, ursprünglich „hinteren” Drittels des Hygieneprodukts 2 die Geschwindigkeit des Faltarms 18 an die Umfangsgeschwindigkeit der Falttrommel 14 angeglichen wird, so dass in dieser Phase der Faltarm 18 relativ zur Oberfläche der Falttrommel 14 ruht. Der Faltarm 18 wird in dieser Phase genutzt, um das Hygieneprodukt 2 vorübergehend zu fixieren und dabei das umgefaltete Drittel auf dem Produktkern 2a zu halten.
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Die Falttrommel 14 ist unter anderem als ein den Faltarm 18 und wesentliche Teile seines Antriebes aufnehmendes und schützendes Gehäuse ausgelegt. Üblicherweise nur für den unmittelbaren Faltvorgang greift der Faltarm 18 mit seinem freien Ende durch hier nicht dargestellte Durchtrittsöffnungen, während sein anderes Ende ebenso wie der Arm im Inneren der Falttrommel 14 verbleiben. Eine geringe Öffnungsfläche für die Durchtrittsöffnung ist erwünscht, um den Eintritt von Staub und dergleichen in das Innere der Falttrommel 14 zu vermeiden.
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Zur weiteren Faltung des Hygieneproduktes 2, also zur Faltung des in Transportrichtung des Hygieneprodukts 2 gesehen vorderen Drittels auf den Produktkern 2a hin, während der gleichen Umdrehung der Falttrommel 14 ist an der Falttrommel 14 ein hier nicht dargestellter Aufsteller oder eine Hebewelle angeordnet, der oder die den vorlaufenden Teil des Hygieneproduktes 2, also den in Transportrichtung gesehen vorderen Teilbereich des Hygieneproduktes 2, aufstellt und in das Umfaltelement 20 einführt, das mit einer sich zur Falttrommel 14 hin verjüngenden Öffnung derart ausgelegt ist, dass der vorlaufende Teilbereich des zu faltenden Hygieneproduktes 2 an den auf dem an der Öffnung 17 des Saugkanals 16 gehaltenen Mittelteil obenauf liegenden nachlaufenden Teil, also den vormals hinteren Teil des Hygieneproduktes 2, nach Durchlauf des Umfaltelementes 20 plan oder annähernd plan aufliegt. Die Umfaltung erfolgt hierbei somit in „Rückwärtsrichtung”, also entgegen der Bewegungsrichtung des Hygieneprodukts 2, und wird dadurch bewerkstelligt, dass das an sich ruhende Umfaltelement 20 das angehobene „vordere” Drittel des Hygieneprodukts 2 festhält und der Produktkern 2a mitsamt daraufliegendem ursprünglich „hinterem” Drittel aufgrund der Rotationsbewegung der Falttrommel 14 unter dem Umfaltelement 20 hindurchgeführt wird. Auch dieser Teil des Faltvorgangs kann somit ohne Richtungsumkehr oder Systemstillstand erfolgen.
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Bei Erreichen der Endposition 22 für den Faltvorgang kann die Unterdruckerzeugung für den die Endposition 22 erreichenden Saugkanal 16 optional abgeschaltet werden, so dass das Hygieneprodukt 2 nicht mehr an der Falttrommel 14 gehalten ist. Des Weiteren kann alternativ oder zusätzlich das Hygieneprodukt 2 nach Passieren der Endposition 22 in dieser Ausführung durch den die Falttrommel umlaufenden Riemen 24 aus der anliegenden Position gehoben und dem Weitertransport durch eine Anzahl von Transportbändern 25 übergeben werden, wobei eine Führung durch das gegenüberliegende Führungsband 26 erfolgt.
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Ferner kann zur Unterstützung des Herausnehmens des gefalteten Hygieneproduktes 2 aus der Endposition 22 und der einfacheren Überleitung in den weiteren Transportweg eine Blasdüse an der Falttrommel 14 oder an geeigneter Stelle des Transportweges angeordnet sein, um das Hygieneprodukt 2 mit Druckluft anzublasen. Diese hier nicht dargestellte Blasdüse ist in geeigneter, in den Figuren nicht dargestellter Weise mit einem Drucklufterzeuger und einer Steuereinrichtung verbunden.
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Der Weitertransport des Hygieneproduktes 2 erfolgt typischerweise in eine in dieser Darstellung nicht ausgeführte Auswurf- und/oder Verpackungsvorrichtung, wobei in dieser Ausführung der Faltvorrichtung 1 das gefaltete Hygieneprodukt 2 über eine Umlenkrolle 28 und eine Anzahl von weiteren Transportbändern an die der Einführungsseite des gefalteten Hygieneproduktes 2 gegenüberliegende Ausgangsseite transportiert und dort der weiteren Verwendung, beispielsweise einem Qualitätskontroll- oder Packvorgang, zugeführt wird.
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In dieser Darstellung nicht ersichtlich ist eine vorgesehene mehrnutzige Ausführung der Faltvorrichtung 1. Dazu ist die Faltvorrichtung 1 derart ausgelegt, dass die Falttrommel 14 eine Anzahl von Hygieneprodukten 2 parallel aufnehmen kann, wozu auch parallele Zuführungen ungefalteter Hygieneprodukte 2 sowie nach erfolgter Faltung eine Anzahl von parallelen Auswurf- und/oder Verpackungsvorrichtungen vorzusehen ist.
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In einer besonders vorteilhaften Auslegung der Faltvorrichtung 1 ist das Hygieneprodukt 2 in einer Vertiefung und/oder Aufnahmemulde 30 gehalten, wie die 2 mit einer Schnittansicht des eigentlichen Faltmechanismus 20 offenbart.
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Zu Beginn des Faltvorgangs ist für das Einlegen des hier nicht dargestellten Hygieneproduktes 2 eine Vertiefung oder Aufnahmemulde 30 vorgesehen. In einer mehrnutzigen Ausführung der Faltvorrichtung 1 sind auf der Falttrommel 14 mehrere Aufnahmemulden 30 parallel oder versetzt nebeneinander angeordnet.
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Das Hygieneprodukt 2 wird in seiner Längsrichtung in die Aufnahmemulde 30 eingelegt und während der Rotation der Falttrommel 14 auch in seiner Längsrichtung gefaltet, so dass einer der Nachteile bisher verwendeter Faltvorrichtungen, nämlich das notwendige Drehen des Hygieneproduktes 2 zur Durchführung des Faltvorgangs, vermieden werden kann.
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Das Halten des Hygieneproduktes 2 in der Aufnahmemulde 30 kann durch einen im Innern des Gehäuses erzeugten oder einen in dieses geleiteten Unterdruck erfolgen, wobei deser über einen Saugkanal 16 an das Hygieneprodukt 2 geleitet wird. Die Steuerung des auf das Hygieneprodukt 2 wirkenden Unterdrucks erfolgt über ein der Aufnahmemulde 30 zugeordnetes Steuerventil 32.
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Durch das Einlegen des Hygieneproduktes 2 in die Aufnahmemulde 30, deren Aufnahmebreite die Breite des zugeordneten Hygieneproduktes 2 unterschreitet, werden die Seitenränder des Hygieneproduktes 2, also die seitlichen Produktüberstände, die sogenannten leg elastics, aufgerichtet oder partiell aufgerichtet und in eine vertikale oder annähernd vertikale Position gebracht.
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Unter anderem zum Halten und zum seitlichen Falten der Hygieneprodukte 2 weist die Falttrommel 14 jeweils seitlich der Aufnahmemulde 30 in Umfangsrichtung paarweise angeordnete fingerartige Halteelemente, die die Falthebel 34a, b mit jeweils rechtwinklig an diesen angeordneten Einschlagfingern 36a, b umfassen, auf. Durch die vorgesehenen Transportvorrichtungen wird das Hygieneprodukt 2 jeweils zwischen die fingerartigen Halteelemente und den Umfang der Falttrommel 14 in die Aufnahmemulde 30 eingeschoben, wobei beim Einschieben des Hygieneproduktes 2 die Falthebel 34a, b noch nicht ihre in der 2 dargestellte Position erreicht haben.
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Durch das über eine zugeordnete Steuerung gesteuerte Einklappen der Falthebel 34a, b mit jeweils rechtwinklig an diesen angeordneten Einschlagfingern 36a, b um eine Falthebeldrehachse 38a, b werden die Seitenränder, also die seitlichen Produktüberstände, die nach ihrer Aufrichtung in eine vertikale oder annähernd vertikale Position für die Einschlagfinger 36a, b erreichbar geworden sind, an den Mittelbereich des Hygieneproduktes 2 auf der Produktinnenseite anliegend nach innen eingeklappt. In der späteren Anwendung können sie beispielsweise als Auslaufschutz des Hygieneproduktes 2 genutzt werden.
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Der Faltmechanismus zum Einklappen der seitlichen Produktüberstande, also die Falthebel 34a, b mit den Einschlagfingern 36a, b, verharrt vorteilhafterweise solange in der die seitlichen Produktüberstände fixierenden Position, bis diese durch die Überlappung der Faltung des Hygieneproduktes 2 in ihrer nach innen zur Produktinnenseite gefalteten Position gehalten werden. Erst nach der Faltung werden die Einschlagfinger 36a, b aus der Faltung herausgezogen.
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Eine weitere Aufgabe der an den Falthebelen 34a, b angeordneten Einschlagfingern 36a, b besteht darin, die exakte Position der Vorder- und Hinterfaltung des Hygieneproduktes 2, also die Lage der Querfaltungen, zu bestimmen und während des Faltvorgangs sicherzustellen sowie die ungewollte Rückstellung von Teilen des Hygieneproduktes 2 während des Faltvorgangs zu unterbinden.
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Parallel zum Einklappen der Seitenränder kann das Hygieneprodukt 2 weiter transportiert werden, so dass für diesen Vorgang keine zusätzliche Bearbeitungszeit aufgewendet werden muss. In der 2 ist außer den seitlich einklappenden Falthelbeln 34a, b der Faltarm 14 dargestellt, der eine Faltung des Hygieneproduktes 2 in der Transportrichtung der Falttrommel 14 vornimmt.
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Der eigentliche Faltmechanismus 20 der Faltvorrichtung 1 ist optional in einem stabilen Grundkörper 42 untergebracht, wobei auf einer Grundgestellplatte 40 der Aufbau der verschiedenen Segmente, die als Blechkörper oder aus Vollmaterial herstellbar sind, beispielsweise das Segment 44, des Faltmechanismus 20 angeordnet ist, und wobei der Grundkörper 42 oder das Gerüst des Grundkörpers 42 ohne die zur Faltung der Hygieneprodukte 2 notwendigen weiteren Elemente und/oder Segmente aufgesetzt und/oder montiert werden kann. Beispielsweise die Falthebel 34a, b mit den Einschlagfingern 36a, b sind ohne vorheriges Aufsetzen der Segmente montierbar, so dass eine gute Zugänglichkeit zu den Falthebeln 34a, b und zu den vorgesehenen Kurvenscheiben ermöglicht ist. Die Montage der Segmente kann dann zum Schluss erfolgen.
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Durch die Lagerung der Falthebel 34a, b mit ihren Falthebeldrehachsen 38a, b im stabilen Grundkörper 42 kann bei der Auslegung der Segmente auf eine hohe (Eigen-)Stabilität der Segmente verzichtet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Faltvorrichtung
- 2
- Hygieneprodukt
- 4
- Startposition
- 6
- Umlenkrollen
- 8, 10, 12
- Transportbänder
- 14
- Falttrommel
- 16
- Saugkanal
- 17
- Öffnung des Saugkanals
- 18
- Faltarm
- 20
- Umfaltelement
- 22
- Endposition
- 24
- Riemen
- 26
- Führungsband
- 28
- Umlenkrolle
- 30
- Vertiefung/Aufnahmemulde
- 32
- Steuerventil
- 34a, b
- Falthebel
- 36a, b
- Einschlagsfinger
- 38a, b
- Falthebeldrehachse
- 40
- Grundgestell
- 42
- Grundkörper
- 44
- Segment(e)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4028889 [0002]
- DE 3528634 [0002]
- DE 3431548 [0002]
