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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Halterung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil mittels eines Verbindungsmittels und einem Mittel, das wenigstens ein Distanzelement aufweist, das zum Toleranzausgleich in den Verbindungsbereich geklappt werden kann und ein entsprechendes Verfahren.
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Im Montagebereich einer Kraftfahrzeugfertigung müssen sehr eng definierte Toleranzen eingehalten werden. Die Einhaltung dieser Fertigungstoleranzen ist nur möglich, wenn im Verbindungsbereich zwischen zwei Fahrzeugbauteilen ein Ausgleich der Streuung während des Fügeprozesses ermöglicht ist. Dazu werden Unterlegscheiben unterschiedlicher Dicke eingesetzt.
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In der
DE 102 20 985 A1 ist ein Verbindungsbereich beschrieben, wobei ein Träger-, ein Führungs- und ein Folgebauteil derart miteinander verbunden sind, dass die Distanzelemente diese Bauteile zumindest teilweise durchdringen. Außerdem ist in dieser Offenlegung ein Verfahren beschrieben, das zur Montage von zwei toleranzbehafteten Bauteilen geeignet ist, wobei ein Distanzelement so in die Führungsöffnung und die Folgeöffnung eingebracht ist, dass es die Lage des Folgebauteils relativ zum Führungsbauteil festlegt.
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In der
DE 42 19 481 A1 ist eine Vorrichtung zum Einstellen eines ersten Bauteils relativ zu einem zweiten Bauteil mittels eines längenveränderlichen Distanzelementes und einer Befestigungsschraube, wobei sich ein Schraubenkopf am zweiten Bauteil abstützt und beide Bauteile durch die Befestigungsschraube fest miteinander verbunden sind, beschrieben. Das Distanzelement besteht hier aus einer Hülse mit profilierter Innenwandung und einem in der Hülse geführten, axial bewegbaren, federbeaufschlagten Spreizelement, wobei beim Justieren jedes Distanzelement selbsttätig seine passende Länge einnimmt und in dieser Lage durch die eingedrehte Befestigungsschraube festgelegt ist.
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In der
DE 10 2010 000 134 A1 ist eine Vorrichtung zum Verbinden zweier Bauteile mit einem toleranzbehafteten Abstand mittels eines Mutternteiles, das ein Distanzteil aufweist. Hier ist das Befestigungsmittel so ausgebildet, dass das Mutternteil beim Fertigen des ersten Bauteils insbesondere durch laminieren, Gießen oder Spritzgießen formschlüssig mit dem ersten Bauteil verbindbar ist.
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Zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen werden bisher einzelne Unterlegscheiben unterschiedlicher Dicke zwischen zwei Fahrzeugbauteilen vorgesehen. Nachteilig ist hier, dass die Akzeptanz in regulären Produktionslinien für eine derartige Lösung äußerst gering ist, da die Scheiben leicht herunterfallen können und die Handhabung ungünstig ist. Bisher muss ermittelt werden welche Unterlegscheibendicke benötigt wird, diese muss dann ausgesucht werden und anschließend muss die Unterlegscheibe und das zweite Bauteil gleichzeitig an das erste Bauteil montiert werden. Zur Montage muss somit beides auch gleichzeitig festgehalten werden. Zur Lösung dieses Problems wird eine Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 7 und 8 und ein Verfahren nach den Ansprüchen 9 bis 11 vorgeschlagen. In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen ausgeführt.
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In einer ersten Ausführungsform wird eine Anordnung zur Halterung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil vorgeschlagen. Zur Lösung der Aufgabe ist ein Mittel vorgesehen, das ein Distanzelement aufweist, das in einen Verbindungsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil geklappt werden kann. Das Mittel selber ist an einem der Bauteile befestigt. Die in einer zweiten Ausführungsformen beschriebenen Ausgestaltungen gelten gleicherweise für diese Ausführungsform.
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In einer zweiten Ausführungsform wird eine Anordnung zur Halterung des ersten Bauteils an dem zweiten Bauteil vorgeschlagen. Zur Lösung der Aufgabe ist das Mittel vorgesehen, das zumindestenszwei Distanzelemente aufweist, die zumindest wahlweise in einen Verbindungsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil geklappt werden können. Erst wenn die an dem Mittel befestigten Distanzelemente in den Verbindungsbereich eingeklappt werden, werden Toleranzen in Abhängigkeit der Dicke der Distanzelemente in einer Richtung ausgeglichen. Als Verbindungsmittel dient insbesondere eine Schraube, Steckung oder ein Niet. Zweck dieser Anordnung ist durch die Möglichkeit des Distanzausgleichs mittels der Distanzelemente die Einhaltung vorgegebener Toleranzen zwischen zwei Bauteilen. Bevorzugt ist ein Einsatz der Anordnung in der Montage von Fahrzeugbauteilen vorgesehen.
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Vorteilhafterweise ist das Mittel einstückig mit dem ersten oder dem zweiten Bauteil ausgebildet, das heißt, dass das Mittel mit den Distanzelementen in einem Stück mit einem der Bauteile gespritzt ist. Bevorzugt ist der Übergang zwischen dem ersten oder zweiten Bauteil mit dem Mittel zu den Distanzelementen durch einen Steg ausgebildet, so dass nur geringe Kraft beim Umlegen der Distanzelemente in den Verbindungsbereich notwendig ist. Insbesondere sind auch die einzelnen Distanzelemente untereinander über solche Stege einklappbar.
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In einer besonderen Ausgestaltung können die einzelnen Distanzelemente in dem Mittel unterschiedliche Dicken aufweisen, so dass man sowohl durch einzelnes Einbringen der Distanzelemente als auch durch sinnvolle Addition mehrerer Distanzelemente den benötigten Längenausgleich in der Toleranzkette in dem Verbindungsbereich erzeugen kann. Durch vorteilhafte Auswahl der Dicken der unterschiedlichen Distanzelemente wird eine stufenweise Anpassung des gesamten Längenausgleichs zwischen zwei Bauteilen in den jeweils technisch benötigten Abstufungen und dem im Extremfall benötigten gesamten Längenausgleich vorgehalten. Es ist auf diese Weise ein größerer Distanzausgleich oder eine größere Variation von Distanzausgleichen bei gleicher Anzahl von Distanzmitteln möglich als bei der Verwendung von Distanzmitteln gleicher Dicke.
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Insbesondere werden die Distanzelemente aus unterschiedlichen Richtungen in den Verbindungsbereich eingeklappt. Sie werden dafür nacheinander in den Verbindungsbereich eingeklappt, so dass sie übereinander im Verbindungsbereich liegen und die Summe ihrer Dicken der auszugleichenden Distanz zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil entspricht. Vorteilhafterweise sind sie sternförmig um den Verbindungsbereich herum angeordnet, so dass je nachdem welche Länge ausgeglichen werden muss, wahlweise die Distanzelemente, die entweder unterschiedliche Dicke aufweisen oder gleich dick sind in den Verbindungsbereich eingebracht werden. In dieser Ausgestaltung umschließen die Distanzelemente den Verbindungsbereich und das Verbindungsmittel. Bei gleicher Dicke der Distanzelemente gibt die Dicke des einzelnen Distanzelementes die kleinste Abstufungsmöglichkeit des Längenausgleiches im Verbindungsbereich vor. Sind die Distanzelemente von unterschiedlicher Dicke, so sind unterschiedlichste Variationen durch die Kombination der Distanzelemente miteinander denkbar.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist die Anordnung der Distanzelemente zueinander dergestalt vorgesehen, dass sie zieharmonikaartig in den Verbindungsbereich einklappbar sind. Bei dieser Ausgestaltung ist die Dicke der einzelnen Distanzelemente vorteilhafterweise gleich, da eine Auswahl nur bestimmter Distanzelemente bei einer derartigen Anordnung nicht möglich ist. Wird beispielsweise eine Dicke von 1 mm gewählt, so müssen drei Distanzelemente in den Verbindungsbereich übereinandergeklappt werden, falls ein Längenausgleich von 3 mm im Verbindungsbereich benötigt wird.
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Insbesondere weist mindestens ein Distanzelement eine Ausnehmung auf, die für das Verbindungsmittel den notwendigen Raum freilässt. In einer Ausgestaltungsform ist das/die Distanzelemente vollständig oder teilweise um das Verbindungsmittel, dieses umschließend und fixierend, angeordnet. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine zusätzliche Befestigung der in den Verbindungsbereich eingefügten Distanzelemente mittels des Verbindungsmittels.
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In einer weiteren Ausgestaltung sind die Distanzelemente über Filmscharniere mit dem ersten oder zweiten Bauteil oder dem Mittel verbunden. Die Verbindung der Distanzelemente untereinander ist auch mit Filmscharnieren denkbar. Beides, die zuvor beschriebenen Stege zwischen Bauteil und Distanzmittel oder zwischen den Distanzelementen, als auch die Anbringung von Filmscharnieren zwischen Bauteil und Distanzmittel oder zwischen den Distanzelementen, ermöglicht eine erleichtere Handhabung der Distanzelemente. Sie lassen sich in dieser Ausgestaltung mit geringem Kraftaufwand in den Verbindungsbereich einklappen oder sind abreißbar. Vorteilhafterweise sind die überschüssigen, weil nicht benötigten Distanzelemente auf diese Weise leicht zu entfernen. Erfindungsgemäß wird ein Verfahren vorgestellt, das ein erstes und ein zweites Bauteil miteinander verbindet, wobei auftretende Toleranzabweichungen direkt ausgeglichen werden. Das erste oder das zweite Bauteil ist über ein Mittel vom jeweils anderen Bauteil beabstandet, das zumindestens zwei Distanzelemente aufweist, die wahlweise in den Verbindungsbereich eingeklappt werden können. Vorzugsweise ist das Mittel und die daran angebrachten Distanzelemente direkt an das erste oder an das zweite Bauteil angespritzt. Über Stege können die Verbindungen zwischen erstem oder zweitem Bauteil und dem Mittel und zwischen dem Mittel und den Distanzelementen durch Filmscharniere ausgestaltet sein. In einer weiteren Ausführungsform weist das Mittel eine Vorrichtung zum Anklipsen an das erste oder an das zweite Bauteil auf, wobei die Distanzelemente über einen Steg oder ein Filmscharnier an dem Mittel befestigt sind. Auch bei dieser Ausführungsform kann das Mittel, falls es nicht benötigt wird, durch Abreißen entfernt werden.
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Insbesondere ermöglicht das vorgestellte Verfahren das Einklappen von mehreren Distanzelementen in den Verbindungsbereich. Diese werden entweder aus unterschiedlichen Richtungen in den Verbindungsbereich eingeklappt oder sie werden zieharmonikaartig im Verbindungsbereich übereinander geklappt, so oft, bis der notwendige Abstand zur Optimierung der Toleranzen erreicht ist.
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In einer besonderen Ausgestaltung sind die Verbindungen zwischen Distanzmittel, Distanzelementen und/oder dem ersten oder zweiten Bauteil mittels Filmscharnieren vorgesehen. Dadurch wird das Umklappen oder auch Abreißen der Distanzelemente gegenüber dem Verbindungssteg noch erleichtert.
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In einer weiteren Ausgestaltung sind Rast- oder Clipelemente an zumindestens einem Distanzelement denkbar, um das Rückfedern des oder der Distanzelemente aus dem Verbindungsbereich zurück in die Ausgangslage zu verhindern.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben ist. Es zeigen:
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1a zeigt ein Mittel mit drei Distanzelementen an einem ersten Bauteil in der Draufsicht
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1b zeigt ein Mittel mit drei Distanzelementen an einem ersten Bauteil in der Seitenansicht
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1c zeigt ein Mittel mit drei Distanzelementen an einem ersten Bauteil in der Draufsicht mit einem eingeklappten Distanzelement
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1d zeigt ein Mittel mit drei Distanzelementen an einem ersten Bauteil in der Draufsicht mit zwei eingeklappten Distanzelementen
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1e zeigt ein Mittel mit drei Distanzelementen an einem ersten Bauteil alle in den Verbindungsbereich eingeklappt in der Seitenansicht
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2 zeigt ein Mittel mit wenigstens einem Distanzelement mit einem Rastelement an einem ersten Bauteil in der Seitenansicht
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3 zeigt ein Mittel mit vier Distanzelementen, das steckbar an einem ersten Bauteil befestigt ist in der Draufsicht
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4a zeigt ein Mittel mit drei Distanzelementen, von denen das erste direkt am Befestigungsmittel (angeklippt oder fest mit angespritzt) anliegt und die weiteren Distanzelemente jeweils am letzten Distanzelement davor anliegen, so dass die Distanzelemente bei Bedarf zieharmonikaartig übereinander geklappt werden können in der Draufsicht
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4b zeigt ein Mittel nach 4a in der Seitenansicht mit dem Unterschied, dass die Distanzelemente übereinandergeklappt sind und kurz vor ihrer Endposition stehen.
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In 1a ist ein Distanzmittel 4 in der Draufsicht dargestellt, das einstückig mit Bauteil 2 verbunden ist. Das Distanzmittel 4 ist über einen schmalen Steg 7 mit den Distanzelementen 5 verbunden. Das Mittel 4 ist an das Bauteil 2 angespritzt. Es sind hier drei Distanzscheiben 5 unterschiedlicher Dicke vorgesehen, die aus drei verschiedenen Richtungen einzeln, zwei oder alle drei in den Verbindungsbereich eingeklappt werden können, so dass unterschiedliche Abstände zwischen dem Bauteil 1 und dem Bauteil 2 erzeugt werden können. Hier sind die Distanzelemente 5 ein, zwei und drei Millimeter dick, so dass diese Distanzelemente 5 einzeln eingeklappt einen Abstand von ein bis drei Millimeter in Ein-Millimeter-Schritten im Verbindungsbereich erzeugen können. Durch weitere Kombinationen sind Ausgleichsmaßnahmen weiter in Ein-Millimeter Schritten bis zu sechs Millimetern möglich, indem das Ein-Millimeter Distanzelement 5 mit dem Zwei-Millimeter Distanzelement 5, dann das Ein-Millimeter Distanzelement 5 mit dem Drei-Millimeter Distanzelement 5, dann das Zwei-Millimeter Distanzelement 5 mit dem Drei-Millimeter Distanzelement 5 und zum Ausgleich einer Toleranz von sechs Millimetern werden alle drei Distanzelemente 5 in den Verbindungsbereich eingeklappt.
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In 1b ist das Distanzmittel 4 mit nicht eingeklappten Distanzelementen 5 in der Seitenansicht zwischen Bauteil 1 und Bauteil 2 zu sehen. Es ist zu erkennen, dass zwischen Bauteil 1 und Bauteil 2 kein Abstand ist, da in diesem Beispiel kein Ausgleich des Abstandes notwendig ist.
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In 1c ist das gleiche Distanzmittel 4 wie in 1a in der Draufsicht dargestellt, allerdings mit dem Unterschied, dass hier ein Distanzelement 5 in den Verbindungsbereich eingeklappt ist, so dass ein Abstandsausgleich hier erfolgt, das heißt, die Bauteile 1 und 2 berühren sich hier nicht, sondern haben den Abstand der Dicke des Distanzelementes 5 zueinander.
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In 1d ist das gleiche Distanzmittel 4 wie in 1a in der Draufsicht dargestellt, allerdings mit dem Unterschied, dass hier zwei Distanzelemente 5 in den Verbindungsbereich eingeklappt sind, so dass ein Abstandsausgleich hier erfolgt, das heißt, die Bauteile 1 und 2 berühren sich hier nicht, sondern haben den Abstand der Dicke der beiden eingeklappten Distanzelemente 5 zueinander.
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In 1e ist das Distanzmittel 4 mit allen drei eingeklappten Distanzelementen 5 in der Seitenansicht zwischen Bauteil 1 und Bauteil 2 zu sehen. Es ist zu erkennen, dass zwischen Bauteil 1 und Bauteil 2 ein Abstand ist, da in diesem Beispiel der volle Ausgleich des Abstandes zur Sicherung der Toleranzkette notwendig ist.
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In 2 ist das Distanzmittel 4 mit nicht eingeklappten Distanzelementen 5 in der Seitenansicht zwischen Bauteil 1 und Bauteil 2 zu sehen. Hier befindet sich an einem Distanzelement 5 ein Rast- oder Clipelement 8, welches sich sobald das Distanzelement 5 in den Verbindungsbereich eingeklappt wird an einem Bauteil 1, Bauteil 2 oder dem Mittel selbst verhakt oder verklemmt, so dass das Distanzelement 5 nicht zurückfedern kann.
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In 3 ist ein Distanzmittel 4 in der Draufsicht dargestellt, das auf das Bauteil 1 aufgeklippt ist. Es ist steckbar ausgeführt und zur Erleichterung des Einklappens ist im Übergang zwischen Distanzmittel 4 und den Distanzscheiben 5 ein Filmscharnier vorgesehen. Es sind hier vier Distanzscheiben 5 unterschiedlicher Dicke vorgesehen, die aus vier verschiedenen Richtungen einzeln, zwei, drei oder alle vier in den Verbindungsbereich eingeklappt werden können, so dass unterschiedliche Abstände zwischen dem Bauteil 1 und dem Bauteil 2 erzeugt werden können. Hier sind die Distanzelemente 5 ein, zwei, drei und vier Millimeter dick, so dass diese Distanzelemente 5 einzeln einen Abstand von ein bis vier Millimeter in Ein-Millimeter Schritten im Verbindungsbereich erzeugen können. Durch weitere Kombinationen sind Ausgleichsmaßnahmen weiter in Ein-Millimeter Schritten bis zu zehn Millimetern möglich, indem das Ein-Millimeter Distanzelement 5 mit dem Vier-Millimeter Distanzelement 5, dann das Zwei-Millimeter Distanzelement 5 mit dem Vier-Millimeter Distanzelement 5, dann das Drei-Millimeter Distanzelement 5 mit dem Vier-Millimeter Distanzelement 5, dann das Ein-Millimeter Distanzelement 5 mit dem Drei-Millimeter Distanzelement 5 und dem Vier-Millimeter Distanzelement 5, dann das Zwei-Millimeter Distanzelement 5 mit dem Drei-Millimeter Distanzelement 5 und dem Vier-Millimeter Distanzelement 5 und schließlich zum Ausgleich einer Toleranz von zehn Millimetern werden alle vier Distanzelemente 5 in den Verbindungsbereich eingeklappt.
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In 4a ist ein Distanzmittel 4 in der Draufsicht dargestellt, das drei Distanzelemente 5 aufweist, die aber im Unterschied zu den vorher beschriebenen Distanzelementen alle die gleiche Dicke aufweisen und von denen nur ein Distanzelement 5 am Distanzmittel 4 befestigt ist. Die weiteren beiden Distanzelemente 5 hängen am jeweils vorigen Distanzelement 5, so dass sie je nach Bedarf zieharmonikaartig übereinander geklappt werden können. Bei dieser Anordnung ergibt sich die maximal mögliche Ausgleichsmöglichkeit der Toleranz zwischen den beiden Bauteilen 1 und 2 aus der Summe der Distanzelemente und deren Dicke.
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In 4b ist ein Distanzmittel 4 in der Seitenansicht dargestellt, das drei Distanzelemente 5 aufweist, die alle die gleiche Dicke aufweisen und von denen nur ein Distanzelement 5 am Distanzmittel 4 befestigt ist. Die weiteren Distanzelemente befinden sich am jeweils vorigen Distanzelement 5 und sind zieharmonikaartig übereinandergeklappt fast in ihrer Endstellung, so dass hier alle Distanzelemente 5 in den Verbindungsbereich eingebracht werden.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 2
- Karosseriebauteile
- 3
- Schraubenachse
- 4
- (Distanz)mittel
- 5
- Distanzelement
- 6
- Ausnehmung
- 7
- Verbindungssteg, Filmscharnier
- 8
- Rastelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10220985 A1 [0003]
- DE 4219481 A1 [0004]
- DE 102010000134 A1 [0005]
