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Die Erfindung betrifft einen Niederspannungs-Leistungsschalter mit Abschließvorrichtung für dessen Kipphebel nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, wobei unter einem Leistungsschalter auch ein Lasttrennschalter zu verstehen ist.
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Als Folge eines Kurzschlusses in dem mit dem Schaltgerät verbundenen Stromkreis kann es zum Verschweißen der Hauptkontakte des Schaltgerätes kommen. Dabei hat sich herausgestellt, dass der Kipphebel entgegen seiner Rückstellkraft in die Aus-Stellung gebracht werden kann, obwohl die miteinander verschweißten Kontakte geschlossen sind. Dies birgt eine Gefahr für das Bedienpersonal, das bei dem in der anscheinenden Aus-Stellung abgeschlossenen Kipphebel mit fatalen Folgen irrtümlich auf einen spannungslosen Zustand des Stromkreises schließen kann. Es ist daher vorgeschrieben, dass ein Abschließen des Kipphebels unter diesen Umständen nicht möglich sein darf.
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Aus der Druckschrift
EP 0 604 331 B1 ist eine gattungsgemäße Abschließvorrichtung eines Leitungsschutzschalter bekannt, bei dem der Kipphebel zwei stabile Stellungen entsprechend der Ein-Stellung und der Aus-Stellung des Schaltgerätes einnehmen kann, wobei das Schaltergehäuse mit Plombieröffnungen versehen ist. Die Abschließvorrichtung umfasst einen Hebel, eine Verriegelungsklammer, ein Tastelement und ein Spreizelement. Der Hebel ist zwischen einer ersten, oberen Stellung und einer zweiten, unteren Stellung verschiebbar und weist eine erste Öffnung auf, die das Hindurchführen eines Bügelschlosses zum Abschließen ermöglicht, wenn der Hebel in die zweite Stellung verbracht worden ist. Der Hebel ist in einem Aufsatz gelagert, der eine zweite Öffnung aufweist, welche mit der ersten Öffnung fluchtet, wenn der Hebel in der zweiten Stellung steht, und zum Durchführen des Bügelschlosses dient. Die Verriegelungsklammer enthält zwei Federarme, an denen Ansätze zum Eingreifen in die Plombieröffnungen ausgebildet sind, wenn der Kipphebel in einer seiner stabilen Stellungen steht, wobei die Abschließvorrichtung so ausgebildet ist, dass sie an das Schaltergehäuse angebaut werden kann, wenn der Kipphebel in der einen oder der anderen seiner stabilen Stellungen steht. Die Verriegelungsklammer ist im Aufsatz gelagert und umfasst einen das Tastelement bildenden, U-förmigen Mittelteil, wobei die Schenkel des Mittelteils durch die Federarme verlängert sind. Die Verriegelungsklammer weist ein Spiel auf, das ausreichend groß ist, um der Klammer die Einnahme einer mehr oder weniger geneigte Stellung zu ermöglichen, wenn der Schalthebel in einer anderen als einer seiner beiden stabilen Stellungen steht. Das Tastelement ist zur Erfassung einer Zwischenstellung zwischen den genannten stabilen Stellungen des Kipphebels sowie zur Verhinderung des Abschließens in dieser Stellung ausgebildet. Das mit dem Hebel verbundene Spreizelement dient dazu, die Federarme auseinander zu drücken, wenn der Hebel von der ersten Stellung in die zweite Stellung verbracht wird, um die Ansätze in die Plombieröffnungen einzuschieben. Im aufgesetzten Zustand umschließt der haubenartige Aufsatz den Kipphebel. Von Nachteil ist der komplizierte und damit kostenaufwändige Aufbau dieser Abschließvorrichtung.
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Aus der Druckschrift
EP 0 737 991 B1 ist ein Leitungsschutzschalter mit einem Schaltmechanismus und einer Abschließvorrichtung bekannt, wobei der Kipphebel des Leitungsschutzschalters mit einer Drehtrommel des Schaltmechanismus starr verbunden ist, die durch Schwenkung um eine Achse entweder in eine normale Aus-Stellung entsprechend einer Offenstellung der Schaltkontakte des Schaltgerätes oder in eine normale Ein-Stellung entsprechend einer Schließstellung der Schaltkontakte verbracht werden kann. Die Drehtrommel umfasst eine Ausnehmung, die in Flucht mit einer am Schaltergehäuse ausgebildeten Öffnung zum Durchführen eines Bügelschlosses gebracht werden kann. Ein Anschlag ist gegenüber der normalen Aus-Stellung des Kipphebels um ein bestimmtes Winkelmaß versetzt am Schaltgerätegehäuse angeordnet. Der Anschlag dient als Endabstützung des Kipphebels in einer Abschließ-Aus-Stellung, die durch Überführung von der normalen Aus-Stellung durch einen bei nicht verschweißten Schaltkontakten zulässigen Überhub des Kipphebels erfolgt. Bei verschweißten Schaltkontakten erfordert jedes zwangsweise Verschwenken des Kipphebels in die Verriegelungs-Aus-Stellung dagegen eine Betätigungskraft, die größer oder gleich einem festgelegten Grenzwert ist, ab dem eine Zerstörung des Schaltmechanismus eintritt. Hier ist von Nachteil, dass der Schaltmechanismus entsprechend des Grenzwertes auszulegen ist, was bei Leistungsschaltern selten möglich ist. Da ein Abschließen des Kipphebels trotz Zerstören des Schaltmechanismus weiterhin nicht ausgeschlossen ist, könnte das Bedienpersonal mit gefährlichen Folgen von einem spannungsfrei geschalteten Stromkreis ausgehen.
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In der Druckschrift
DE 42 27 213 C2 wird ein für Leistungsschalters vorgesehener Schaltmechanismus näher beschrieben, sodass im Folgenden nicht näher auf dessen Aufbau und Wirkungsweise eingegangen werden muss.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Leistungsschalter mit einer kostengünstigen Abschließvorrichtung anzugeben, mit der ein Abschließen des Kipphebels bei verschweißten Hauptkontakten ausgeschlossen ist.
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Ausgehend von einem Leistungsschalter mit Abschließvorrichtung der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruches gelöst, während den abhängigen Ansprüchen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind.
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Durch eine von außen durch das Schaltergehäuse zugängliche Gewindebohrung in der Schaltkulisse und die entsprechende Durchgangsbohrung in der Abschließvorrichtung sind Schaltgerät und Abschließvorrichtung mittels einer Kopfschraube miteinander verbindbar. Durch die zueinander bemessenen Abstände zwischen der Gewindebohrung und dem Kipphebel an der Schaltkulisse einerseits sowie zwischen der Durchgangsbohrung und einer dem in Aus-Stellung befindlichen Kipphebel nahe gegenüberstehenden, ersten Innenwand der Abdeckhaube an der Abschließvorrichtung anderseits, gelingt es ausschließlich in der normalen Aus-Stellung des Kipphebels diesen von der Abdeckhaube zu umschließen und gleichzeitig die Kopfschraube über die Durchgangsbohrung mit der Gewindebohrung in der Schaltkulisse zu verbinden. Bei einer anderen Stellung des Kipphebels, insbesondere bei verschweißten Hauptkontakten, könnte zwar die Abdeckhaube über den Kipphebel gestülpt werden, aber da die Längsachsen von Durchgangsbohrung und Gewindebohrung nicht fluchten, kann die Kopfschraube nicht zur Befestigung der Abschließvorrichtung mit der Schaltkulisse verbunden werden. Selbst der Versuch, den Kipphebel bei verschweißten Hauptkontakten entgegen der auf die Schaltkulisse wirkenden Rückstellkraft mithilfe einer Innenfläche der Abdeckhaube in Richtung Aus-Stellung zu bewegen, kann durch den unveränderten Abstand zwischen Kipphebel und Gewindebohrung an der Schaltkulisse nicht zu einer Position führen, in der die Längsachsen von Durchgangsbohrung und Gewindebohrung miteinander fluchten. Damit ist ein Abschließen des Kipphebels außerhalb der normalen Aus-Stellung ausgeschlossen. Anderseits ist der Kipphebel in seiner Aus-Stellung sicher abschließbar, da durch den in der mindestens einen Abschließöffnung der Abschließvorrichtung eingehängten Bügel eines Bügelschlosses die Kopfschraube für ein Werkzeug verdeckt ist, wodurch ein Lösen der Abschließvorrichtung vom Schaltgerät ohne autorisiertes Entfernen des Bügelschlosses ausgeschlossen ist. Somit ist der Leistungsschalter mit einer überlistungssicheren, unkompliziert zu befestigenden Abschließvorrichtung verbindbar.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht in einer einteiligen, günstig herzustellenden Abschließvorrichtung.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass sich an die Abdeckhaube beidseitig zwei ösenförmige, zueinander fluchtende Abschließöffnungen in Kipprichtung des Kipphebels anschließen. Zwischen den zueinander beabstandeten Abschließöffnungen ist zum einen die Durchgangsbohrung zugängig. Zum anderen wird durch ein in den beiden Abschließöffnungen eingehängtes Bügelschloss die Kopfschraube versperrt.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung, die insbesondere dem Versperren der Kopfschraube dient, besteht darin, dass sich die Längsachsen der Durchgangsbohrung und der mindestens einen Abschließöffnung senkrecht schneiden.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass im aufgesetzten Zustand der Abschließvorrichtung und bei verschweißten Hauptkontakten der Kipphebel einer der ersten Innenwand gegenüberstehenden, zweiten Innenwand der Abdeckhaube nahe gegenübersteht. So kann der Kipphebel sowohl in der Aus-Stellung als auch bei verschweißten Hauptkontakten von der Abdeckhaube umgeben werden, eine Befestigung der Abschließvorrichtung mittels der Kopfschraube ist allerdings wegen des feststehenden Abstandes zwischen Gewindebohrung und Kipphebel nicht möglich.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht außerdem darin, dass die zum Schaltergehäuse weisende Außenkontur des Abschließvorrichtung zu dem Schaltergehäuse im Bereich der Durchtrittsöffnung für den Kipphebel konform ausgebildet ist, insbesondere dann wenn seitlich von der Abschließvorrichtung in Richtung Schaltergehäuse wenigstens ein Steg ragt, der in eine entsprechende, neben der Durchtrittsöffnung entsprechend ausgebildete Stegaufnahme im Schaltergehäuse einführbar ist. Dies erleichtert ein sicheres Aufsetzen und Verbinden der Abschließvorrichtung auf dem Schaltgerät.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel. Es zeigen
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1: einen erfindungsgemäßen Leistungsschalter in perspektivischer Explosivdarstellung;
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2: den Leistungsschalter von 1 im abgeschlossenen Zustand in perspektivischer Darstellung;
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3: den Leistungsschalter von 1 und 2 im Längsschnitt;
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4: den Leistungsschalter von 3 bei verschweißten Hauptkontakten.
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1 zeigt einen Leistungsschalter 1, der in diesem Fall einpolig ausgeführt ist. Der Leistungsschalter 1 weist einen Kipphebel 3 auf, mit dem der Leistungsschalter 1 ein- und ausgeschaltet werden kann. Der Leistungsschalter 1 ist von einem Schaltergehäuse 5 umschlossen, das eine Durchtrittsöffnung 7 für den Kipphebel 3 aufweist. Der Leistungsschalter 1 hat selbstredend elektrische Hauptkontakte, die mit einem Schaltmechanismus wirkverbunden sind, und durch Betätigung des Kipphebels 3 geschlossen oder geöffnet werden können. Von dem Schaltmechanismus ist in 1 lediglich eine Schaltkulisse 9 zu sehen, mit welcher der aus dem Schaltergehäuse 5 ragende Kipphebel 3 starr verbunden ist. Die Schaltkulisse 9 ist im Schaltergehäuse 5 um eine feststehende Schwenkachse kippbar und weist in der Nähe zum Kipphebel 3 eine Gewindebohrung 11 auf. Die Gewindebohrung 11 ist in der Aus-Stellung des Leistungsschalters 1 von außen durch die Durchtrittsöffnung 7 zugängig und verläuft annähernd radial zu der vorgenannten Schwenkachse. Der Kipphebel 3 nimmt zwei stabile Stellungen entsprechend der Ein-Stellung und der Aus-Stellung der Hauptkontakte ein, wovon in 1 die Aus-Stellung dargestellt ist. Bei verschweißten Hauptkontakten nimmt jedoch der Kipphebel 3 eine von der Aus-Stellung und der Ein-Stellung unterschiedliche Zwischenstellung ein.
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1 zeigt weiterhin eine Abschließvorrichtung 13 in einer Position zum Aufsetzen auf das Schaltergehäuse 5. Die Abschließvorrichtung 13 weist eine frontseitig auf das Schaltergehäuse 5 aufsetzbare Abdeckhaube 15 auf, um den Kipphebel 3 in seiner Aus-Stellung zu umschließen. Die Abschließvorrichtung 13 ist einteilig als Spritzgussteil ausgebildet. Die Abschließvorrichtung 13 weist nahe der Abdeckhaube 15 eine Durchgangsbohrung 17 auf. Durch diese Durchgangsbohrung 17 kann der Gewindeschaft 19 einer Kopfschraube 21 zu der Gewindebohrung 11 gelangen, um mit der Schaltkulisse 9 verbunden zu werden und damit die Abschließvorrichtung 13 auf dem Schaltergehäuse 5 zu befestigen. Hierbei stützt sich die in der Gewindebohrung 11 festgezogene Kopfschraube 21 mit ihrem Kopf 23 an einem Auslauf 25 der Durchgangsbohrung 17 ab. An beiden Seiten der Abdeckhaube 13 schließen sich zwei ösenförmige, zueinander fluchtende Abschließöffnungen 27 an. Zwischen den beiden Abschließöffnungen 27 befindet sich der Zutritt zu der Durchgangsbohrung 17. Die Längsachse 29 der Durchgangsbohrung 17 und die gemeinsame Längsachse 31 der beiden Abschließöffnungen 27 schneiden sich senkrecht zueinander. Zum sicheren Aufsetzen und erleichterten Befestigen der Abschließvorrichtung 13 auf dem Schaltergehäuse 5 ist die zum Schaltergehäuse 5 weisende Außenkontur der Abschließvorrichtung 13 an das Schaltergehäuse 5 im Bereich der Durchtrittsöffnung 7 angepasst. Dem gleichen Zweck dienen eine Stegaufnahme 35, die neben der Durchtrittsöffnung 7 im Schaltergehäuse 5 ausgebildet ist, und ein der Stegaufnahme 35 angepasster Steg 33, der seitlich von der Abdeckhaube 15 ausgebildet ist. Beim Aufsetzen der Abschließvorrichtung 13 auf das Schaltergehäuse 5 gelangt der Steg 33, gewissermaßen die Position der Abschließvorrichtung 13 justierend, in die Stegaufnahme 35.
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2 zeigt den Leistungsschalter 1 in der Aus-Stellung mit aufgesetzter Abschließvorrichtung 13. Der Kipphebel 3 ist durch die Abdeckhaube 15 verdeckt und durch ein Bügelschloss 37 abgeschlossen. Dazu wurde der Bügel 39 des Bügelschlosses 37 in die beiden Abschließöffnungen 27 eingehängt. Hierbei versperrt der Bügel 39 den Zutritt zu dem sich im Auslauf 25 der Durchgangsbohrung 17 befindenden Kopf 23 der Kopfschraube 21. Ohne Losschließen des Bügelschlosses 37 ist somit ein Entfernen der Abschließvorrichtung 13 und damit ein Betätigen des Kipphebels 3 aus seiner Aus-Stellung nicht möglich.
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Nachstehend werden mithilfe der 3 und 4 der Leistungsschalter 1 und die Abschließvorrichtung 13 im Detail und in ihrer gegenseitigen Funktionsweise erläutert. die Hauptkontakte des Leistungsschalters 1 sind hierbei nicht dargestellt.
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Nach 3 ist der bereits erwähnte Schaltmechanismus 41 im Schaltergehäuse 5 gelagert. Der Schaltmechanismus 41 beinhaltet neben anderen Bestandteilen die genannte Schaltkulisse 9. Die Schaltkulisse 9 ist um die im Schaltmechanismus 41 gelagerte Schwenkachse 43 kippbar gelagert. Gegenüberstehend zur Schwenkachse 43 ist die Schaltkulisse 9 in der Art einer Teilfläche eines Zylindermantels ausgebildet und trägt den aus dem Schaltergehäuse 5 ragenden Kipphebel 3. Über der Durchtrittsöffnung 7 für den Kipphebel 3 sitzt die Abschließvorrichtung 13 und umschließt mit ihrer Abdeckhaube 15 den in Aus-Stellung befindlichen Kipphebel 3.
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Zum einen sind auf der Schaltkulisse 9 die Gewindebohrung 11 und der Kipphebel 3 mit einem gewissen Winkel versetzt angeordnet. Zum anderen sind in der Abschließvorrichtung 13 die Durchgangsbohrung 17 und eine zur Abdeckhaube 15 gehörende erste Innenwand 45 der Abdeckhaube 15, die dem in Aus-Stellung befindlichen Kipphebel 3 nahe gegenübersteht, mit einem gewissen Abstand versetzt angeordnet. Die besagten Versätze zwischen der Gewindebohrung 11 und dem Kipphebel 3 einerseits und zwischen der Durchgangsbohrung 17 und der ersten Innenwand 45 anderseits sind zueinander in der Weise bemessen, dass lediglich in der Aus-Stellung sowohl der Kipphebel 3 von der Abdeckhaube 15 abgedeckt werden kann als auch die Durchgangsbohrung 17 sich in Flucht mit der Gewindebohrung 11 befindet, sodass ausschließlich in der Aus-Stellung die Kopfschraube 21 über die Durchgangsbohrung 17 in der Abschließvorrichtung 13 in die Gewindebohrung 11 zum Befestigen der Abschließvorrichtung 13 auf dem Schaltergehäuse 5 greifen kann. Durch den in die Abschließöffnungen 27 eingehängten Bügel 39 bei verschlossenem Bügelschloss 37 kann die Kopfschraube 21 nicht mehr mit einem Werkzeug manipuliert werden.
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4 zeigt den Leistungsschalter 1 in einem Zustand, bei dem die Hauptkontakte infolge eines stattgefundenen Kurzschlusses miteinander verschweißt und damit noch geschlossen sind. Aufgrund des Kurzschlusses ist der Schaltmechanismus 41 zwar ausgelöst worden, jedoch konnten die Schaltkulisse 9 und damit der Kipphebel 3 nicht die normale Aus-Stellung gemäß 3 einnehmen. Infolge der dem Schaltmechanismus 41 innewohnenden Elastizität und die durch die verschweißten Hauptkontakte verursachten Rückstellkräfte nehmen die Schaltkulisse 9 und damit notwendigerweise der Kipphebel 3 und die Gewindebohrung 11 Stellungen ein, die gegenüber den in 3 gezeigten Stellungen um den gleichen Winkelbetrag entgegen dem Uhrzeigersinn versetzt sind. Auch in diesem Zustand kann der Kipphebel 3 von der Abdeckhaube 15 überdeckt werden. Der Kipphebel 3 steht nun einer der ersten Innenwand 45 gegenüber befindlichen, zweiten Innenwand 47 der Abdeckhaube 15 nahe gegenüber. Allerdings liegen jetzt die Durchgangsbohrung 17 und die Gewindebohrung 11 außer Flucht, sodass die Kopfschraube 21 nicht zum Befestigen der Abschließvorrichtung 13 in die Gewindebohrung 11 dringen kann. Die Gewindebohrung 11 ist zudem teilweise vom Schaltergehäuse 5 verdeckt. Ein Versuch zum Abschließen des Kipphebels 3 trotz verschweißter Hauptkontakte ist zum Scheitern verurteilt. Denn das Bemühen, den durch die Abdeckhaube 15 umschlossenen Kipphebel 3 entgegen der Rückstellkraft des Schaltmechanismus 41 mit der zweiten Innenwand 47 im Uhrzeigersinn in Richtung zur normalen Aus-Stellung zu bewegen, bewirkt keine Änderung an der relativen Position und damit an dem Versatz zwischen der Gewindebohrung 11 und der Durchgangsbohrung 17.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungsformen. So lässt sich die Erfindung beispielsweise auch auf mehrpolige Leistungsschalter anwenden. Unter Leistungsschalter sind im Sinne der Erfindung auch Lasttrennschalter zu verstehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Leistungsschalter
- 3
- Kipphebel
- 5
- Schaltergehäuse
- 7
- Durchtrittsöffnung
- 9
- Schaltkulisse
- 11
- Gewindebohrung
- 13
- Abschließvorrichtung
- 15
- Abdeckhaube
- 17
- Durchgangsbohrung
- 19
- Gewindeschaft
- 21
- Kopfschraube
- 23
- Kopf
- 25
- Auslauf
- 27
- Abschließöffnung
- 29; 31
- Längsachsen
- 33
- Steg
- 35
- Stegaufnahme
- 37
- Bügelschloss
- 39
- Bügel
- 41
- Schaltmechanismus
- 43
- Schwenkachse
- 45; 47
- Innenwände
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0604331 B1 [0003]
- EP 0737991 B1 [0004]
- DE 4227213 C2 [0005]
