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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Sicherheitspapiers, wobei eine erste Nasspartie einer Papiermaschine eine erste Papierbahn bildet und gegebenenfalls mit Individualisierungsmerkmalen, wie einer Öffnung, einem endlosen Sicherheitselement oder einem Wasserzeichen, versieht, und eine zweite Nasspartie einer Papiermaschine eine zweite Papierbahn bildet. Eine Saugvorrichtung entfernt aus der ersten und/oder zweiten Papierbahn im noch feuchten Zustand an mindestens einer Stelle Papierfasern, vorzugsweise im Register zu den gegebenenfalls vorhandenen Individualisierungsmerkmalen der ersten Papierbahn. Anschließend wird über ein Abnahmeband die zweite Papierbahn mit der ersten Papierbahn zusammengeführt und fest verbunden.
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Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der
WO 2006/099971 A2 bekannt.
WO 2006/099971 A2 betrifft eine Papiermaschine, in der eine erste Papierlage mit einem Gegenstromrundsieb und eine zweite Papierlage mit einem Kurzformer erzeugt werden. Die beiden Papierlagen werden im Bereich einer Abnahmewalze zusammengeführt und miteinander vergautscht. Zwischen die Papierlagen wird ein am Gegenstromrundsieb zugeführter Sicherheitsfaden oder ein Sicherheitsband eingebracht. Mittels einer zwischen Kurzformer und Gegenstromrundsieb angeordneten ersten Saugeinrichtung können Öffnungen in die zweite Papierlage (Kurzformerlage) eingebracht werden. Falls gewünscht, können mithilfe einer optionalen zweiten Saugeinrichtung, die nach dem Zusammenführungspunkt der beiden Papierlagen angeordnet ist, auch Öffnungen in die erste Papierlage (Gegenstromrundsieblage) eingebracht werden.
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Die Saugvorrichtung ist gemäß einer ersten Ausführungsform der
WO 2006/099971 A2 als Lochblechwalze ausgeführt, die eine Blechtrommel in Papierbahnbreite aufweist. In die Blechtrommel sind Bohrungen in einer gewünschten Anordnung und Größe eingebracht, wobei die Blechtrommel mit einem Vakuumsauganschluss versehen ist. Die Lochblechwalze ist drehbar gelagert und in kleinem Abstand zum Abnahmefilz angeordnet, auf dem die zweite Papierbahn zur Andruckrolle geführt wird. Der Umfang der Blechtrommel entspricht der Länge eines Druckbogens und steht damit im Register zum ersten Rundsieb. Darüber hinaus wird die Lochblechwalze im Register zum ersten Rundsieb angetrieben, um die Registerhaltigkeit aufrechtzuerhalten. Über den Vakuumsauganschluss und Bohrungen können Papierfasern aus der zweiten Papierbahn abgesaugt werden, so dass sich neue Effekte im Register zur ersten Papierbahn verwirklichen lassen.
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Die
WO 2006/099971 A2 führt jedoch weiterhin aus, dass bei beengten räumlichen Verhältnissen die Lochblechwalze nur einen kleinen Durchmesser aufweisen kann, so dass die Berührungsfläche an die Kurzformerlage und damit die Zeit zur Absaugung der Papierfasern ebenfalls klein sein wird. Als Lösung schlägt die
WO 2006/099971 A2 vor, die Absaugeinrichtung nicht rund zu gestalten, sondern in Trapez- oder Dreiecksform auszubilden, wobei eine Seite des Trapezes oder Dreiecks mit der Papierbahn zusammenwirkt. Hierbei ist eine Vielzahl von einzelnen Absaugformen auf einem flexiblen Grundmaterial befestigt, das über eine Kette angetrieben wird. Nachteilig an dieser Absaugeinrichtung ist jedoch, dass aufgrund der Komplexität eine Vielzahl einzelner Komponenten zusammenwirken muss.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu beheben und eine weitere konkrete Ausgestaltung einer gattungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Sicherheitspapiers anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruches gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Erfindungsgemäß weist die Saugvorrichtung ein endloses Band aus einem siebartigen Gewebe oder mit einer geschlossenen Oberfläche auf, wobei das endlose Band mindestens eine Aussparung im Register mit der mindestens einen Stelle aufweist, an der die Papierfasern aus der Papierbahn im noch feuchten Zustand entfernt werden sollen. Das endlose Band ist auf mindestens zwei in ihrer Position verstellbare Leitwalzen gespannt. Eine Saugwalze oder ein Saugkasten ist auf der Seite des endlosen Bandes angeordnet, die der Papierbahn gegenüberliegt, wobei die Saugwalze oder der Saugkasten einen Unterdruck erzeugt und die Papierfasern durch die Aussparungen des Bandes absaugt.
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Erfindungsgemäß werden somit in das endlose Band Aussparungen bzw. Löcher geschnitten, die im Abstand wie die Fenster der späteren fertigen Banknote angeordnet sind.
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Bevorzugt besteht das endlose Band aus einem siebartigen Gewebe, das aus Kunststoff, Kupfer, Bronze oder anderen geeigneten Materialien besteht. Alternativ besteht das endlose Band aus einem undurchlässigen Material, beispielsweise aus Gummi, Kunststoff oder anderen geeigneten Materialien.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist mindestens ein Spritzrohr auf der Seite des endlosen Bandes angeordnet, auf der sich die Papierbahn befindet. Das Spritzrohr sprüht hierbei eine Flüssigkeit auf die Papierbahn, so dass Faserstoff durch die Aussparungen bzw. Löcher des endlosen Bandes von der Absaugapparatur in die Saugwalze bzw. den Saugkasten befördert wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die einzelnen Fasern des siebartigen Gewebes am Rand jeder einzelnen Aussparung miteinander verbunden, beispielsweise verschweißt, verklebt oder verlötet, um die mechanische Stabilität des Sieb- bzw. Lochgewebes nicht zu beeinträchtigen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist mindestens eine der Aussparungen mit E-Typen und/oder Spritzgussnäpfchen ausgestattet. E-Typen sind beispielsweise zur Herstellung von Wasserzeichen bei Rundsiebpapiermaschinen aus dem Stand der Technik bekannt. Spritzgussnäpfchen zum Einsetzen in Aussparungen eines Rundsiebs sind beispielsweise aus
DE 10 2012 014 894 A1 bekannt. Diese E-Typen und/oder Spritzgussnäpfchen werden in die Aussparung eingesetzt, so dass eine mechanische Stabilisierung des Randes der Aussparungen in dem endlosen Band oder auch eine Strukturierung innerhalb der Aussparung möglich ist.
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Erfindungsgemäß entsteht somit ein Rundsiebschlauch mit ausgeschnittenen Löchern, wobei der Abstand der Aussparungen bzw. Löcher voneinander dem Abstand der auf der fertigen Banknote angeordneten Fenster entspricht. Dieser so behandelte Rundsiebschlauch wird auf eine Vorrichtung gespannt, wobei in den Ausführungsbeispielen bzw. den Figurenbeschreibungen zwei verschiedene Ausführungsformen dieser Vorrichtung exemplarisch dargestellt werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise für Sicherheitselemente verwendet werden, wie sie aus
WO 2006/018171 A2 bekannt sind.
WO 2006/ 018171 A2 betrifft hierbei ein Sicherheitselement zur Absicherung von Sicherheitspapieren, Wertdokumenten und dergleichen mit einem transparenten oder transluzenten Träger. Hierbei ist der transparente oder transluzente Träger mit einem Echtheitskennzeichen versehen, das im Durchlicht einen ersten optischen Eindruck vermittelt und im Auflicht vor einem vorbestimmten und leicht zugänglichen Hintergrund einen zweiten optischen Eindruck vermittelt, der sich von dem ersten optischen Eindruck signifikant unterscheidet.
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Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise auch für die gezielte Absaugung einer Lage Papier zur Erzeugung eines sogenannten „Pendelfadens”, dessen Oberfläche in Teilbereichen vollständig in das Substrat eingebettet und mit Papier überdeckt ist und in anderen Teilbereichen an einer Seite nicht mit Papier überdeckt und somit an die Oberfläche des Substrats geführt ist.
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Ein Sicherheitspapier im Sinne dieser Erfindung ist das unbedruckte Papier, das üblicherweise in quasi endloser Form vorliegt und zu einem späteren Zeitpunkt weiterverarbeitet wird.
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Mehrlagiges Sicherheitspapier enthält zumindest eine Lage aus Papier. Die weiteren Lagen können ebenfalls aus Papier, aber auch aus anderen Materialien, beispielsweise durch Kunststofffolien, gebildet sein. Das Sicherheitspapier besteht besonders bevorzugt aus Baumwollfasern, wie es beispielsweise für Banknoten verwendet wird.
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Bevorzugt kann das Substrat auch aus Papier aus anderen natürlichen Fasern, ebenso bevorzugt aus Synthesefasern, d. h. einer Mischung aus natürlichen und synthetischen Fasern oder ebenso bevorzugt aus mindestens einer Kunststofffolie bestehen. Weiterhin bevorzugt besteht das Substrat aus einer Kombination aus mindestens zwei übereinander angeordneten und miteinander verbundenen unterschiedlichen Substraten, einem sogenannten Hybrid, beispielsweise einer Kombination Kunststofffolie-Papier-Kunststofffolie, d. h. ein Substrat aus Papier wird auf jeder seiner beiden Seiten durch eine Kunststofffolie bedeckt, oder Papier-Kunststofffolie-Papier, d. h. ein Substrat aus einer Kunststofffolie wird auf jeder seiner beiden Seiten durch ein Substrat aus Papier bedeckt.
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Angaben zum Gewicht des verwendeten Substrats sind beispielsweise in der Schrift
DE 102 43 653 A9 angegeben, deren Ausführungen diesbezüglich vollumfänglich in diese Anmeldung aufgenommen werden. Die Schrift
DE 102 43 653 A9 führt insbesondere aus, dass die Papierschicht üblicherweise ein Gewicht von 50 g/m
2 bis 100 g/m
2 aufweist, vorzugsweise von 80 g/m
2 bis 90 g/m
2. Selbstverständlich kann je nach Anwendung jedes geeignete Gewicht eingesetzt werden.
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Wertdokumente, für die ein derartiges Sicherheitspapier verwendet werden kann, sind insbesondere Banknoten, Aktien, Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten, aber auch andere fälschungsgefährdete Papiere, wie Pässe und sonstige Ausweisdokumente, sowie Karten, wie beispielsweise Kredit- oder Debitkarten, deren Kartenkörper mindestens eine Lage eines Sicherheitspapiers aufweist und auch Produktsicherungselemente, wie Etiketten, Siegel, Verpackungen und dergleichen.
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Die vereinfachte Benennung Sicherheitspapier oder Wertdokument schließt alle oben genannten Materialien, Dokumente und Produktsicherungsmittel ein.
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Ein Sicherheitselement im Sinne dieser Erfindung ist bevorzugt ein endloses Sicherheitselement, das beispielsweise durch einen Sicherheitsfaden oder ein breites Sicherheitsband gebildet sein kann. Sicherheitsfäden weisen dabei eine Breite von 2 mm oder weniger, zumeist von etwa 1 mm auf. Breitere endlose Sicherheitselemente werden auch als Sicherheitsbänder bezeichnet. Sie weisen insbesondere eine Breite von 4 mm bis 20 mm, teilweise sogar bis zu 30 mm auf. Während die schmäleren Sicherheitsfäden meist in die erste Papierlage eingebettet sind, teilen die breiten Sicherheitsbänder typischerweise die erste Papierlage in zwei Teile, so dass sie auf beiden Seiten der Papierlage sichtbar und zugänglich sind. Dabei wird in den Randbereichen des Sicherheitsbands mit Vorteil ein charakteristischer Büttenrand ausgebildet, der durch Schneiden oder Stanzen nicht nachzubilden ist. Das Sicherheitselement kann auch mit einem Kleber in der ersten Papierlage befestigt sein. Das endlose Sicherheitselement kann darüber hinaus mit optisch variablen Effekten, insbesondere mit einer Beugungsstruktur, einem Hologramm, einem Farbkippeffekt oder einem anderen Interferenzschichteffekt, ausgestattet sein. Es kann auch mit einem Druckbild, insbesondere Positiv- oder Negativschriftzeichen, versehen sein.
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Anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele und den ergänzenden Figuren werden die Vorteile der Erfindung erläutert. Die Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen dar, auf die jedoch die Erfindung in keinerlei Weise beschränkt sein soll. Des Weiteren sind die Darstellungen in den Figuren des besseren Verständnisses wegen stark schematisiert und spiegeln nicht die realen Gegebenheiten wieder. Insbesondere entsprechen die in den Figuren gezeigten Proportionen nicht den in der Realität vorliegenden Verhältnissen und dienen ausschließlich zur Verbesserung der Anschaulichkeit. Des Weiteren sind die in den folgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Ausführungsformen der besseren Verständlichkeit wegen auf die wesentlichen Kerninformationen reduziert. Bei der praktischen Umsetzung können wesentlich komplexere Muster oder Bilder zur Anwendung kommen.
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Im Einzelnen zeigen schematisch:
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1 eine Doppelrundsieb-Papiermaschine mit einer erfindungsgemäßem Saugvorrichtung in Form einer Saugwalze zwischen den beiden Rundsieb-Papiermaschinen,
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2 eine Doppelrundsieb-Papiermaschine mit einer erfindungsgemäßem Saugvorrichtung in Form einer Saugwalze nach der zweiten Rundsieb-Papiermaschine,
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3 eine Doppelrundsieb-Papiermaschine mit einer erfindungsgemäßem Saugvorrichtung in Form eines Saugkastens zwischen den beiden Rundsieb-Papiermaschinen,
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4 eine Doppelrundsieb-Papiermaschine mit einer erfindungsgemäßem Saugvorrichtung in Form eines Saugkastens nach der zweiten Rundsieb-Papiermaschine, und
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5 einen erfindungsgemäßes endloses Band aus einem siebartigen Gewebe.
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1 bis 4 zeigen in schematischer Darstellung jeweils eine Doppelrundsieb-Papiermaschine, wie sie bei der Herstellung von Sicherheitspapier eingesetzt wird. Die Papiermaschine enthält zwei Rundsieb-Papiermaschinen 1 und 2, die über einen Abnahmesieb 8 miteinander in Verbindung stehen. Die Rundsieb-Papiermaschine 1 stellt hierbei die erste Nasspartie der Papiermaschine dar und wird auch als Kurzformer bezeichnet, die Rundsieb-Papiermaschine 2 stellt die zweite Nasspartie der Papiermaschine dar.
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Eine erfindungsgemäße Saugvorrichtung kann entweder gemäß 1 oder 3 zwischen den beiden Rundsieb-Papiermaschinen 1 und 2 oder gemäß 2 oder 4 nach der zweiten Rundsieb-Papiermaschine 2 angeordnet sein.
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Bei einem ersten Ausführungsbeispiel besteht die Saugvorrichtung gemäß 1 und 2 aus einer Saugwalze 4. Die Saugwalze befindet sich hierbei innerhalb eines endlosen Bandes 9 aus einem siebartigen Gewebe. Das endlose Band 9 wird durch mindestens zwei in der Position verstellbare Leitwalzen 3 mechanisch gespannt, so dass er straff über die Leitwalzen 3 und die Saugwalze 4 verläuft. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung eine Siebkonditionierung 6 aus mehreren Reinigungsspritzrohren und mehreren Rohrsaugern, die das endlose Band 9 reinigen und von Papierfasern oder Rückständen befreien.
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Die Saugwalze besteht aus einem gelochten Walzenkörper und im Inneren einem durch Dichtleisten abgedichteten Saugkasten. Der Saugkasten ist verdrehbar, somit kann die optimale Saugposition eingestellt werden. Derartige Saugwalzen sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise von der Fa. Voit. An die Saugwalze wird ein Unterdruck angelegt, durch welchen dann die Entfernung der Papierfasern durch das perforierte Siebgewebe erfolgt.
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Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel befindet sich gemäß 3 und 4 innerhalb des endlosen Bandes 9 anstatt der Saugwalze 4 ein Rohrsauger bzw. Saugkasten 7 sowie ansonsten dieselben Bauelemente, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Der Saugkasten ist an der Berührungsstelle des siebartigen Gewebes oder Bandes geschlitzt. Der Saugkasten wird mit einem Unterdruck beaufschlagt, durch welchen dann die Entfernung der Papierfasern durch das perforierte Siebgewebes in den Schlitz des Saugers erfolgt. Derartige Saugkästen sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise von den Firmen Wefapress, IBS etc.
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Die Konstruktion beider Ausführungsbeispiele wird in das schon mit einem Abnahmesieb 8 beladene Transfersieb (nach Kurzformer bzw. nach Gautschwalze oder geeignete Stelle) geschwenkt, so dass sich ein konvergierender bzw. zusammenlaufender Spalt zwischen Abnahmesieb 8 und endlosem Band 9 ergibt. In diesem Spalt wird die Papierbahn entwässert und gelangt gleichzeitig in die Zone der Saugwalze 4 bzw. des Saugkastens 7.
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Über der Saugwalze 4 bzw. dem Saugkasten 7 wird ein Spritzrohr 5 positioniert, das eine Flüssigkeit durch das Abnahmesieb 8 spritzt und dabei den Faserstoff durch die Löcher 10 des endlosen Bandes 9 von der Absaugapparatur in die Saugwalze 4 bzw. den Saugkasten 7 befördert.
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Danach läuft das Abnahmesieb 8 weiter, wobei das mit Löchern versehene Papier über einen Rohrsauger am Abnahmesieb 8 festgehalten wird.
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5 zeigt ein erfindungsgemäßes endloses Band 9, in das Aussparungen bzw. Löcher 10 eingebracht sind. Die Anordnung dieser Löcher 10 entspricht hierbei den Löchern, die sich in dem Endprodukt, beispielsweise einer Banknote oder einem Bogen von Banknoten befinden.
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Das Band 9 ist als endloses siebartiges flächiges Gewebe bzw. undurchlässiges Gefüge ausgeführt. Als Bandmaterialien können geeignete Metalle bzw. Legierungen oder Kunststoffe eingesetzt werden.
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Die Ausführung der Löcher 10 muss derart gestaltet sein, dass die Kanten der Löcher 10 klar abgegrenzt sind, so dass sich keinerlei Fasern ablagern können. Zur Verbesserung der Kantenschärfe können die oben erwähnten E-Typen bzw. Spritzgussnäpfchen zum Einsatz kommen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rundsieb-Papiermaschine
- 2
- Rundsieb-Papiermaschine
- 3
- Leitwalzen
- 4
- Saugwalze
- 5
- Spritzrohr
- 6
- Siebkonditionierung
- 7
- Saugkasten
- 8
- Abnahmesieb
- 9
- endloses Band aus einem siebartigen Gewebe
- 10
- Aussparungen bzw. Löcher
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2006/099971 A2 [0002, 0002, 0003, 0004, 0004]
- DE 102012014894 A1 [0012]
- WO 2006/018171 A2 [0014, 0014]
- DE 10243653 A9 [0019, 0019]
