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Die Erfindung betrifft eine Dichtungstülle für eine Leitungsdurchführung in einer Wandung eines Kraftfahrzeugs, mit einem eine Durchgangsöffnung aufweisenden rotationssymmetrischen Dichtungskörper, welcher einerseits mit dem Umfang einer in der Durchgangsöffnung befindlichen Leitung und andererseits mit einem Randbereich der die Leitungsdurchführung umgebenden Wandung in Kontakt/Eingriff bringbar ist, wobei in der Montageendposition an dem Dichtungskörper angeordnete, elastisch verformbare, Rastelemente die Wandung hintergreifen.
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Dichtungstüllen werden insbesondere für Leitungsdurchführungen in Blechbauteilen eingesetzt, um die durchgeführten Leitungen vor Beschädigungen zu schützen und gleichzeitig die Leitungsdurchführungen abzudichten. Die Abdichtfunktion der Dichtungstüllen ist dabei insbesondere notwendig, wenn eine Leitung durch eine Wand, beispielsweise die Spritzwand in einem Fahrzeug, geführt wird, die einen Feuchtraum von einem Trockenraum trennt. Üblicherweise sind die Dichtungstüllen rotationssymmetrisch sowie im Längsschnitt rechteckig oder trapezförmig ausgebildet und bestehen aus einem elastischen Material, z. B. aus Gummi. Sie besitzen entlang der Rotationsachse eine Durchgangsöffnung für die durchzuführende Leitung und liegen im montierten Zustand dichtend sowohl an der Leitung als auch an dem die Öffnung der Spritzwand umgebenden Blechrand an. Zum dichtenden Fixieren am Rand der Leitungsdurchführung in der Wandung sind die Dichtungstüllen beispielsweise umfangsseitig mit einer konzentrischen Nut versehen. Bei der Montage muss die Dichtungstülle zusammengedrückt und mit einem der beiden an die Nut grenzenden axialen Abschnitte durch die Ausnehmung gedrückt werden. Insbesondere bei eingeengten Bauräumen bedeutet das eine erschwerte und zeitaufwändige Montage.
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In
DE 10 2010 032 247 A1 wird eine derartige Dichtungstülle beschrieben, die der Abdichtung einer Öffnung in einer Spritzwand eines Fahrzeugs dient. Dabei wird ein elastisches Dichtelement in die Öffnung eingebracht, welches aus einem beidseitig offenen Schlauchstück gebildet wird. Dessen Enden sind derart unterschiedlich ausgeführt, dass das eine Ende den umgebenden Öffnungsrand der Spritzwand in radialer Richtung einschließt, und das andere Ende in axialer Richtung ein Aufnahmeteil, beispielsweise eine Leitung, umhüllt. Dabei ist das der Spritzwand zugeordnete Ende als zweizinkige Gabel ausgeführt, deren Zinken durch zwei parallel verlaufende Dichtlippen gebildet werden, die axial jeweils an einer Seite an dem Öffnungsrand anliegen. Bei der Montage muss das sowohl dehnungs- als auch schrumpffähige Dichtelement an seinem gabelartigen Ende so weit aufgeweitet werden, bis es an den Durchmesser der Öffnung angepasst ist und die beiden Dichtlippen deren Randbereich einschließen können. Das andere Ende des schlauchartigen Dichtelements wird ebenfalls aufgeweitet, um so eine Einführung des Aufnahmeteils zu ermöglichen. Anschließend wird dieser Schlauchabschnitt erhitzt, bis sich das Material des Schlauchstückes in diesem Abschnitt so weit zusammenzieht, bis es auf den Außendurchmesser des Aufnahmeteils aufgeschrumpft ist.
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Diese technische Lösung einer Abdichtung einer Leitungsdurchführung erfordert ebenfalls eine aufwändige und komplizierte Montage.
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Ein weiterer Nachteil bekannter Dichtungstüllen besteht in dem verwendeten Material. Häufig kommt insbesondere in Hydrauliksystemen von Fahrzeugen auf Grund seiner guten Dichtungseigenschaften ein teurer synthetischer Kautschuk, EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Monomer), zum Einsatz. Je größer die aus EPDM bestehenden Teile sind, die für die Abdichtung einer Leitungsdurchführung benötigt werden, umso teurer wird die Dichtungstülle. Da es zudem ein relativ weiches Material darstellt, lassen sich diese Dichtungstüllen während der Montage nur schwer auf dem Rohr/der Leitung verschieben, wodurch ein genaues Ineingriffbringen der Dichtungstülle mit der Wandung/Spritzwand schwierig ist.
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Gemäß
DE 103 32 035 A1 wird eine Dichtungstülle für eine Leitungsdurchführung in einer Wandung eines Fahrzeugs offenbart, welche aus Gummi oder PE (Polyethylen) besteht. Der rotationssymmetrische Dichtungskörper weist eine quer zu einem axial angeordneten Leitungsaufnahmekanal ausgebildete Anlagefläche zur Anlage an der Wandung und im Anschluss daran einen im Durchmesser verjüngten, durch die Öffnung/Leitungsdurchführung schiebbaren, stopfenförmigen Bereich auf. An letzterem ist ein Ring (bevorzugt ein metallischer) befestigt, an dessen Umfang konzentrisch zum Leitungsaufnahmekanal vier bogenförmige Rastelemente aus Federstahl in einem Abstand von jeweils 90° zueinander angeordnet sind. Bei der Montage wird die auf der Leitung vormontierte Dichtungstülle mit ihrem stopfenförmigen Bereich in die Leitungsdurchführung geschoben, wobei die Rastelemente radial nach innen, an den Umfang des Dichtungskörpers, gedrückt werden. Während die Anlagefläche der Dichtungstülle auf der Vorderseite der Wandung zur Anlage kommt, schnappen die Rastelemente aus ihrer Anlagestellung am Umfang des Dichtungskörpers heraus und hintergreifen die Wandung auf der Rückseite. An den axialen Enden des Leitungsaufnahmekanals sind zudem zwei Dichtungslippen zur Abdichtung der Leitung gegenüber dem Dichtungskörper in radialer Richtung vorgesehen.
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Diese Ausführung einer Dichtungstülle ermöglicht zwar eine erleichterte Montage, weist aber auch Nachteile auf: So kann die Montageperson nur schwer nachvollziehen, wann die Rastelemente zurückgeschnappt sind und somit der Montageendzustand der Dichtungstülle erreicht ist. Bei zu geringen axialen Abständen der Rastelemente von der Anlagefläche reicht die Schnappkraft der Rastelemente nicht aus, um in die Halteposition zu springen. Bei großen und schweren Leitungen ist zudem die von den vier Rastelementen auf den Randbereich der Leitungsdurchführung ausgeübte Kraft nicht ausreichend, um eine sichere Lagerung der Dichtungstülle zu gewährleisten. Auch ist die abdichtende Wirkung insbesondere im Verbindungsbereich von Wandung und Dichtungstülle unzureichend.
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Die in
DE 20 2004 015 749 U1 beschriebene Dichtungstülle soll die oben genannten Nachteile beseitigen. Hier wird eine Dichtungstülle zum Halten eines länglichen Gegenstandes offenbart, welche einen aus einem elastischen Material, wie Gummi oder einem Elastomer, bestehenden Dichtungskörper aufweist. Ein aus einem starren Material, wie Polypropylen, gebildetes Rastelement ist an dem Dichtungskörper angeformt. Dabei setzt sich der Dichtungskörper aus zwei Teilen zusammen, die durch einen Teller- oder Blattfedergelenkabschnitt miteinander verbunden sind, wobei ein Teil des Dichtungskörpers als Federung ausgebildet ist. Das elastisch verformbare Rastelement umfasst dabei eine umlaufende starre Ringbasis sowie wenigstens einen Schnapphaken mit einer Schnappaufnahme, mit welcher der Randbereich der die Leitungsdurchführung umgebenden Wandung in Eingriff bringbar ist.
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Diese bekannte Dichtungstülle zeigt zwar eine relativ sichere Halterung durch die schnapphakenförmig ausgebildeten Rastelemente. Auch ist es für die montierende Person einfach, festzustellen, wann sich die Dichtungstülle in der Montageendposition befindet. Allerdings kann auch diese Lösung dem erhöhten Anspruch an eine Abdichtung von Druckleitungen in Hydraulik-/Bremssystemen von Fahrzeugen nicht genügen. Sowohl an der Verbindungsstelle von Wandung und Dichtungstülle als auch an der Verbindungsstelle von Dichtungstülle und Leitung besteht ein großer Dichtungsbedarf.
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Ein weiteres Merkmal bekannter Dichtungstüllen, die meist einen rechteckigen oder trapezförmigen Längsschnitt besitzen, besteht in ihren relativ großen Abmessungen in axialer Richtung. Das kann sich bei kleinem Bauraum als nachteilig bei deren Anordnung bzw. Montage erweisen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Dichtungstülle für eine Leitungsdurchführung in einer Wandung eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, welche bei Verwirklichung einer guten und sicheren Abdichtung kostengünstig und mit geringem Aufwand herstellbar und auch bei kleinem Bauraum leicht montierbar ist.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung betrifft eine Dichtungstülle für eine Leitungsdurchführung in einer Wandung eines Kraftfahrzeugs, mit einem eine Durchgangsöffnung aufweisenden rotationssymmetrischen Dichtungskörper, welcher einerseits mit dem Umfang einer in der Durchgangsöffnung befindlichen Leitung und andererseits mit einem Randbereich der die Leitungsdurchführung umgebenden Wandung in Kontakt/Eingriff bringbar ist, und in der Montageendposition an dem Dichtungskörper angeordnete, elastisch verformbare, Rastelemente die Wandung hintergreifen, wobei erfindungsgemäß der Dichtungskörper aus einem scheibenförmig ausgebildeten Grundkörper besteht, welcher mit den Rastelementen einstückig aus dem gleichen Material hergestellt ist.
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An der Kontaktstelle von Dichtungskörper und Leitung sowie von Dichtungskörper und Wandung sind Dichtungselemente angeordnet, die vorzugsweise jeweils als ein O-Ring ausgebildet sind. Dabei bestehen die Rastelemente und der Grundkörper des Dichtungskörpers aus einem relativ starren Material wie Polyethylen, während die Dichtungselemente aus einem relativ weichen elastomeren Material wie EPDM bestehen.
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Die Rastelemente sind auf dem scheibenförmigen Grundkörper radial umlaufend mit einem äußeren Durchmesser, der dem Durchmesser der Leitungsdurchführung angepasst ist, angeordnet. Vorzugsweise sind die zueinander beabstandeten Rastelemente als Schnappelemente ausgebildet, die eine axiale Aufnahme und einen sich daran anschließenden, mit einer schräg zu einer Symmetrieachse verlaufenden Kontaktfläche sowie einer radialen Anlagefläche versehenen Haken aufweisen.
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In der Montageendposition sitzt der Randbereich der Wandung auf der axialen Aufnahme der Rastelemente auf und die radiale Anlagefläche der Rastelemente hintergreift die Rückseite der Wandung. Der scheibenförmige Grundkörper des Dichtungskörpers weist eine radial innen um die Durchgangsöffnung umlaufende axiale Verdickung und einen radial außen umlaufenden, in Richtung der Rastelemente geneigten, Rand auf.
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In der Verdickung ist eine nach radial innen offene, umlaufende Nut vorgesehen, in welcher das als O-Ring ausgebildete erste Dichtungselement aufgenommen ist. Das ebenfalls als O-Ring ausgebildete zweite Dichtungselement ist zwischen dem Randbereich der Wandung, der axialen Aufnahme der Rastelemente und dem Grundkörper des Dichtungskörpers angeordnet.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung eines Dichtungskörpers einer erfindungsgemäßen Dichtungstülle
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2 eine axiale Schnittdarstellung einer Dichtungstülle in der Montageendposition in einer Leitungsdurchführung
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3 ein Detail X nach 2
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4 ein Detail Y nach 3
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Die erfindungsgemäße Dichtungstülle findet insbesondere in einer hydraulischen Strecke eines Kraftfahrzeugs Anwendung, beispielsweise zum Abdichten von Hydraulikschläuchen beim Übergang zwischen dem Motorraum und der Fahrerkabine. Dabei wird sie in einer Leitungsdurchführung einer Wandung, die hier von einem Armaturenbrett gebildet wird, eingesetzt.
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In 1 ist ein Dichtungskörper D einer erfindungsgemäßen Dichtungstülle in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. Der Dichtungskörper D weist einen rotationssymmetrischen Grundkörper 1 mit einer um eine Symmetrieachse A angeordneten Durchgangsöffnung 2 auf. Der Grundkörper 1 ist scheibenförmig ausgebildet, d. h. er besitzt relativ geringe axiale Abmessungen. Eine Vergrößerung der axialen Ausdehnung – eine radial umlaufende Verdickung 3 – besteht im Randbereich der Durchgangsöffnung 2. In radialer Richtung beabstandet sowohl zu der Verdickung 3 als auch zu dem Außenumfang des Grundkörpers 1 sind auf dessen einer Seite um die Symmetrieachse A umlaufend Rastelemente 4 angeordnet, die an den Grundkörper 1 einstückig angeformt sind und der Verwirklichung einer Schnappverbindung dienen. Jedes Rastelement 4 besteht aus einer axialen, parallel zu der Symmetrieachse A verlaufenden, Aufnahme 4.1, an deren Ende ein mit einem Hinterschnitt versehener Haken 4.2 ausgebildet ist, der eine schräg zur Symmetrieachse A verlaufende Kontaktfläche 4.2.1 sowie eine radiale Anlagefläche 4.2.2 aufweist (s. 4).
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Die Aufnahmen 4.1 der Rastelemente 4 sind auf einer Kreislinie mit einem äußeren Durchmesser d1 auf dem Grundkörper 1 angeordnet. Dabei sind die Rastelemente 4 zueinander geringfügig beabstandet. In Abhängigkeit von der Größe der einzusetzenden Dichtungstülle und damit auch des zugehörigen Dichtungskörpers D kann eine Vielzahl von Rastelementen 4 vorgesehen sein. Radial außen weist der Grundkörper 1 einen Rand 5 auf, der schräg zur Symmetrieachse A auf die Seite der Rastelemente 4 geneigt ist.
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Es ist zu betonen, dass alle Teile des geformten Dichtungskörpers D, d. h. der Grundkörper 1 mit der Verdickung 3 und dem Rand 5 sowie die Rastelemente 4, aus dem gleichen Material bestehen, beispielsweise aus einem kostengünstigen Polyethylen (PE). Somit stellt der Dichtungskörper D eine relativ starre Einheit dar, die einfach zu handhaben und auf Grund ihrer geringen axialen Abmessungen auch bei kleinem Bauraum leicht montierbar ist.
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Um die Dichtungswirkung zu verbessern, kommen noch zwei zusätzliche Dichtungselemente zum Einsatz. Diese sind in 2 zu sehen.
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2 zeigt eine Schnittdarstellung einer in einer Leitungsdurchführung 6 einer Wandung 7, beispielsweise einem Armaturenbrett, bereits montierten Dichtungstülle. Die Montagerichtung M ist hier mit einem Pfeil angezeigt. Der Dichtungskörper D steht dabei einerseits mit einem Randbereich 7.1 der die Leitungsdurchführung 6 umgebenden Wandung 7 in Eingriff und liegt andererseits dichtend an einer Leitung 8 an, die durch die Leitungsdurchführung 6 entlang der Symmetrieachse A geführt ist. Der Durchmesser d1 der ringförmig um die Symmetrieachse A angeordneten Rastelemente 4 ist einem Durchmesser d2 der Leitungsdurchführung 6 angeglichen. Die mit dem Umfang der Leitung 8 in Verbindung tretende Verdickung 3 des Grundkörpers 1 weist eine radial umlaufende, zur Symmetrieachse A und somit zur Leitung 8 hin offene, Nut 3.1 auf, in der ein als O-Ring ausgebildetes Dichtungselement 9 angeordnet ist. Ein weiteres als O-Ring ausgebildetes Dichtungselement 10 ist im Verbindungsbereich von Wandung 7 und Dichtungskörper D vorgesehen. Hier hintergreifen die Haken 4.2 der Rastelemente 4 die Wandung 7 auf deren Rückseite, wobei die radiale Anlagefläche 4.2.2 an der Wandung 7 anliegt. Der Randbereich 7.1 stützt sich dabei auf den axialen Aufnahmen 4.1 der Rastelemente 4 ab. Zwischen der Wandung 7, den axialen Aufnahmen 4.1 und dem Grundkörper 1 ist Platz für den O-Ring 10, der radial außen von dem Rand 5 des Grundkörpers 1 eingeschlossen ist. Beide O-Ringe 9, 10 bestehen aus EPDM, um besonders gute Dichtungseigenschaften zu erzielen. Da es Serien-Bauteile mit geringen Abmessungen sind, können die Kosten insgesamt niedrig gehalten werden.
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In 3 ist ein Detail nach 2 gezeigt, bei welchem der Verbindungsbereich von Wandung 7 und Dichtungstülle in der Montageendposition in vergrößerter Darstellung zu sehen ist.
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4 zeigt ebenfalls in vergrößerter Darstellung den Bereich des Dichtungskörpers D gemäß 3, aber im unmontierten Zustand, d. h. ohne O-Ring 10 und ohne Wandung 7, um den konstruktiven Aufbau der Rastelemente 4 zu verdeutlichen.
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Die erfindungsgemäße Dichtungstülle besteht somit aus drei Teilen:
Aus einem relativ starren, geformten Dichtungskörper D, der aus einem kostengünstigen Kunststoff (z. B. PE) hergestellt ist, sowie aus einem kleinen Serien-O-Ring 9 und einem großen Serien-O-Ring 10, die zwar aus dem teueren Kunststoff EPDM bestehen, deren Kosten aber auf Grund der kleinen Teile niedrig sind.
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Bei der Montage der erfindungsgemäßen Dichtungstülle wird folgendermaßen vorgegangen:
Zunächst werden die beiden O-Ringe 9, 10 an dem Dichtungskörper D befestigt, d. h. der kleinere O-Ring 9 wird in die Nut 3.1 der Verdickung 3 eingelegt, und der größere O-Ring 10 wird radial außen auf den Aufnahmen 4.1 der Rastelemente 4 angebracht.
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Die derart vormontierte Dichtungstülle wird mit ihrer Durchgangsöffnung 2 auf die Leitung 8 aufgeschoben, wobei der Dichtungskörper D mit dem in der Nut 3.1 der Verdickung 3 aufgenommenen O-Ring 9 an dem Umfang der Leitung 8 dichtend zur Anlage kommt.
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Beim Montieren der Dichtungstülle in der Leitungsdurchführung 6 der Wandung 7 kommt deren Randbereich 7.1 mit den Haken 4.2 der Rastelemente 4 in Kontakt. Dabei erfolgt zunächst eine Berührung des Randbereichs 7.1 mit der schrägen Kontaktfläche 4.2.1 der Haken 4.2. Durch Ausübung eines Druckes auf die Dichtungstülle in Montagerichtung M werden die Haken 4.2 unter leichtem, radial nach innen gerichteten, Verbiegen durch die Leitungsdurchführung 6 geschoben. Bei Erreichen des Hinterschnittes der Haken 4.2 und somit der Aufnahmen 4.1 erfolgt ein Aufschnappen der Rastelemente 4, wodurch die radialen Anlageflächen 4.2.2 an der Rückseite der Wandung 7 zur Anlage kommen. Der Randbereich 7.1 der Wandung 7 sitzt auf den axialen Aufnahmen 4.1 der Rastelemente 4 auf, wobei der O-Ring 10 an der Vorderseite der Wandung 7 dichtend anliegt.
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Die erfindungsgemäße Dichtungstülle zeichnet sich somit durch geringe Herstellungskosten, eine einfache Montage und eine sehr gute Dichtungsfunktion aus.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Grundkörper
- 2
- Durchgangsöffnung
- 3
- Verdickung
- 3.1
- Nut
- 4
- Rastelement
- 4.1
- Aufnahme
- 4.2
- Haken
- 4.2.1
- schräge Kontaktfläche
- 4.2.2
- radiale Anlagefläche
- 5
- Rand
- 6
- Leitungsdurchführung
- 7
- Wandung
- 7.1
- Randbereich
- 8
- Leitung
- 9
- Dichtungselement (O-Ring)
- 10
- Dichtungselement (O-Ring)
- A
- Symmetrieachse
- D
- Dichtungskörper
- M
- Montagerichtung
- d1
- Durchmesser
- d2
- Durchmesser
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010032247 A1 [0003]
- DE 10332035 A1 [0006]
- DE 202004015749 U1 [0008]
