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Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung für Rahmenkonstruktionen, aufweisend ein zentrales Basiselement und wenigstens ein Adapterelement, wobei das Adapterelement an das Basiselement festlegbar ist, sowie eine Rahmenkonstruktion, die wenigstens eine Verbindungsanordnung und wenigstens ein Profilelement aufweist.
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Verbindungsanordnungen für Rahmenkonstruktionen werden im Messe- oder Ausstellungsbau eingesetzt, um großflächige Räume flexibel aufzuteilen, ohne diese baulich verändern zu müssen. Insbesondere im Messebau dienen derartige Systeme nicht nur dem Schall- und Sichtschutz, sondern auch und vor allem der Präsentation einzelner Firmen oder Unternehmen, die sich bzw. bestimmte Produkte oder Dienstleistungen in einem hierfür mit den Systemen geschaffenen Raum vorstellen. Ferner werden solche Verbindungsanordnungen für Rahmenkonstruktionen auch ganz allgemein für die Raumgestaltung von größeren Büro- oder Wohnräumen eingesetzt, wo sie ebenfalls der Untergliederung dienen. Dabei werden die Rahmenkonstruktionen teilweise gleichzeitig als Regal- oder Schranksystem genutzt.
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Bei den genannten Verbindungsanordnungen für Rahmenkonstruktionen, insbesondere bei solchen, die beim Messe- oder Ausstellungsbau eingesetzt werden, ist es oftmals essentiell, dass die Konstruktionen unkompliziert und leicht montiert werden können, um ein schnelles Auf- und Abbauen zu gewährleisten. Ferner ist es oftmals notwendig und wünschenswert, die Systeme leicht zu verändern, bspw. um diese veränderten technischen Gegebenheiten oder Wünschen bzw. in optischer Hinsicht flexibel umgestalten und/oder anpassen zu können. So sollte bspw. ein Alu-Profil in technischer Hinsicht so beschaffen sein, das es auch zur Aufnahme von Flächenelementen wie Vorhängen, Leinwänden oder Werbetafeln dienen kann. Über eine Nut in dem Alu-Profil können die Flächenelemente einfach aufgezogen werden. Für den Messebau sind bereits viele Rahmenkonstruktionen von Montageeinheiten bekannt, um Gestelle für Aufbauten, Regale und Konstruktionen für Verkleidungen bereit zu stellen, die jedoch einige Nachteile aufweisen.
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So ist in der
FR 237 717 A1 ein System für die Konstruktion von verschiedenen Strukturen beschrieben, bei denen ein Rohrrahmen oder -gestänge, vorzugsweise aus Metall, Rohre oder Stangen in einem Knoten des Rahmens aufnimmt und der Rahmen mit seinen gekoppelten Enden mit Außen- oder Innengewinden ausgestaltet ist.
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Ferner ist aus der
FR 155 04 51 A ein Bausystem bekannt, dass aus zwei Hohlelementen besteht, die auf ihren jeweils gegenüberliegenden Außenseiten eine Nut oder eine Rille und endseitig ein Langloch aufweisen. Die Hohlelemente können über eine Schraube, die in eine innenseitig in den Hohlelementen angeordnete Klammer eingreift, miteinander verbunden werden.
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Aus der
DE 20 2006 019 145 U1 ist eine Tragkonstruktion bekannt, die ein Netzwerk bildet und mehrere Stabknoten besitzt, die über Stäbe miteinander verbunden sind. Die Tragkonstruktion dient dabei zur Aufnahme von Glasscheiben oder Glaswänden. Jede Glasscheibe kann aus einer oder mehreren Glasscheiben zusammengesetzt sein. Die Tragkonstruktion dient dabei als Aufnahmeelement zur großflächigen Verglasung von Bauwerken.
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Die
CA 025 543 20 A1 beschreibt Module für Rahmenkonstruktionen, die als Verbindungselemente in Baugerüsten oder freistehende Wände Verwendung finden. Die Module weisen eine vierwandige Grundstruktur mit einer zentralen quadratischen Öffnung auf. Auf den Seitenwänden befinden sich Nuten über die mit Hilfe von Bolzen eine Befestigung von Rahmenelementen zum Aufbau der Rahmenkonstruktion erfolgen kann.
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In der
CH 484 652 A ist ein nach Baukastenprinzip zusammensetzbares Gestell aus rohrförmigen Stütz- und Tragorganen und aus Eckverbindungsstücken mit horizontal und vertikal gerichteten Zapfen zum Aufsetzen der Stütz- und Tragorgane offenbart. Über Bohrungen in den Stütz- und Tragorganen und über Gewinde in den Zapfen der Eckverbindungsstücke werden die Stütz- und Tragorgane an den Eckverbindungsstücken durch Schrauben befestigt.
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Den Verbindungsanordnungen für Rahmenanordnungen nach dem Stand der Technik liegt jedoch der Nachteil zugrunde, dass ein Auf- und Abbau von Rahmenkonstruktionen bzw. der Wechsel der Konstruktionsgeometrie aufwendig ist, und beim Auf-, Ab- und Umbau ein Verlust von Befestigungselementen nicht ausgeschlossen werden kann.
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Aufgabe der Erfindung ist daher eine Verbindungsanordnung für Rahmenkonstruktionen bereitzustellen, die schnell montierbar ist und ein Verlust von Befestigungselementen nicht erfolgen kann.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den Merkmalen des Anspruchs 1 und 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Verbindungsanordnung für eine Rahmenkonstruktion besteht aus einem Basiselement, das eine Mehrzahl von Anlegeflächen aufweist, die einen Winkel zueinander einschließen, wobei die Anlageflächen mindestens eine Vertiefung und mindestens eine Bohrung aufweisen, sowie wenigsten einem Profilelement, das axial ineinander gesteckt und senkrecht zur Achse mit mindestens einem Befestigungselement gehalten werden kann
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Die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung für Rahmenkonstruktionen bietet den Vorteil, nicht für bestimmte Anwendungen spezialisiert zu sein, es aber ermöglicht vor allem bei der Erstellung von Gerüsten beispielsweise im Ausstellungs- und Messebau eine Raumaufteilung von beliebiger Dimension und Höhe, eine Implementierung von Schall- und Sichtschutz oder Rahmenkonstruktionen für Regale und Schranksysteme unterschiedlicher Stärke und Größe zu gewährleisten.
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Die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung für Rahmenkonstruktionen besteht aus einem Basiselement das als würfelförmiger Knoten ausgestaltet sein kann, der aus Metall und/oder einen harten Kunststoff besteht. Würfelförmig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Basiselement mindestens sechs Anlegeflächen aufweist, wobei auch mehr Anlegeflächen vorhanden sein können. Die Anzahl solcher Flächen ist dabei abhängig von der Gestaltung des Basiselements und dem Einsatzzweck der Rahmenkonstruktion. So ist es denkbar, dass für spezielle Rahmenkonstruktion vier, sechs, acht oder mehr solcher Flächen an dem Basiselemente vorhanden sein können, wobei diese Aufzählung nicht abschließend ist.
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Die Anlageflächen des Basiselements weisen in der Regel eine zentrale Vertiefung und eine zentrale Bohrung auf, wobei die zentrale Vertiefung und die zentrale Bohrung konvergieren können. So ist es möglich, dass eine runde oder mehreckige Vertiefung im zentralen Bereich der Anlageflächen des Basiselements vorhanden ist, die mit der Bohrung kongruiert. Als besonders vorteilhaft hat sich jedoch eine quadratische Vertiefung herausgestellt, wobei die Bohrung im zentralen Bereich der Vertiefung angeordnet ist, d. h. dass die Bohrung beabstandet von der seitlichen Umrandung der Vertiefung verläuft. Es können auch mehrere Vertiefungen und mehrere Bohrungen in die Anlegefläche eingebracht werden. Unabhängig von der Anzahl der Bohrungen weist aber zumindest eine der Bohrung ein Gewinde auf, in das eine Schraube oder Gewindestange eingedreht werden kann.
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An die Anlegeflächen des Basiselements sind Adapterelemente befestigbar. Unter Adapterelementen sind vorliegend im Wesentlichen hohlzylindrische Metallstangen oder Metallrohre zu verstehen die in Richtung auf die Anlegeflächen innenseitig mit Schrauben oder Gewindestangen befestigt werden können und eine in die Vertiefung der Anlegeflächen passende, korrespondierende Vorwölbung aufweisen. Für die Befestigung der Adapterelemente kann zusätzlich ein Federring verwendet werden, um die Druck- und Zugfestigkeit der Befestigung über Schrauben oder Gewindestangen zu verstärken. Die Adapterelemente können hohlzylindrische Metallstangen oder Metallrohre darstellen, welche einen kreisförmigen oder rechteckigen Querschnitt haben und auf ihrer Außenfläche einen Tragrohrabschnitt aufweisen, auf dem ein Profilelement montiert werden kann. Unter Profilelement sind vorliegend Profile für die Aufnahme von Flächenelementen zu verstehen, die in der Regel aus Aluminium-Legierungen bestehen und eine stabile Verbindung mit dem Adapterelement gewährleisten. Die Profile ermöglichen beispielsweise die Aufnahme von Vorhängen, Leinwänden, Werbetafeln, Podesten, Bühnen, Treppenstufen etc.
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Um eine bessere Auflage der Adapterelemente auf den Anlegeflächen zu gewährleisten sind die Adapterelemente einenends mit einem flanschartigen Kragen ausgestaltet. So ist es möglich die Adapterelemente leicht lösbar mit den Anlegeflächen der Basiselemente zu verbinden. Der flanschartige Kragen kann dabei mehrere Kanten aufweisen, sodass das Adapterelement mit einem Werkzeug, wie beispielsweise einem Schraubenschlüssel oder einer Zange gehalten werden kann. Die einenends flanschartige Ausgestaltung des Adapterelements ermöglicht daher eine Rahmenkonstruktion leicht zu montieren und wieder zu demontieren und bietet dennoch ausgezeichnete Eigenschaften der mechanischen Festigkeit, da die Ausgestaltung und Befestigung der Basis- und Adapterelemente trotz etwaiger Druck- und Zugkräfte, keine Scherkräfte zulassen, die zu einer Instabilität der Rahmenkonstruktion führen könnten. Die Verbindungsanordnung für eine Rahmenkonstruktion ist daher besonders geeignet für die Herstellung von Gerüsten, Plattformen etc.
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Die Adapterelemente weisen Tragrohrabschnitte auf, wobei im Bereich der Tragrohrabschnitte zumindest eine Ausbuchtung zur Aufnahme eines Befestigungselements vorhanden ist. Ein Befestigungselement der hier verwendeten Art kann eine Schraube, ein Gewindestift, eine Klammer, ein Bolzen oder auch eine Feder sein, wobei die Ausbuchtung die vollständige Aufnahme des Befestigungselements ermöglicht. Dies ist deswegen wichtig, damit Profilelemente, die im Bereich des Tragrohrabschnittes fixiert werden sollen, quasi reibungs- und widerstandslos auf diese Bereiche aufgelegt oder über diese Bereiche gezogen werden können.
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Die Ausbuchtung kann eine kegelförmige Vertiefung im Tragrohrabschnitt der Adapterelemente darstellen, in dessen Mitte sich eine Bohrung mit oder ohne Gewinde befindet und in die ein Befestigungselement einführbar ist. Das Befestigungselement wird dabei auf der Innenseite der Adapterelemente bzw. der hohlzylindrischen Metallstangen oder Metallrohre über ein Sicherungselement im Bereich der Ausbuchtung gehalten, wobei in der Regel als Sicherungselement ein O-Ring verwendet wird. Der O-Ring verhindert eine komplette axiale Bewegung des Sicherungselements aus der Bohrung und der Ausbuchtung heraus, sodass das Befestigungselement beim Auf-, Um- oder Abbau einer Rahmenkonstruktion nicht verloren gehen kann. Es sind jedoch auch andere Sicherungselemente wie beispielsweise ein Splint verwendbar, solange eine komplette axiale Bewegung des Sicherungselements aus der Bohrung und der Ausbuchtung heraus verhindern werden kann.
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Die Anzahl der Ausbuchtungen nebst Bohrungen und der verwendeten Befestigungs- und Sicherungselemente ist variabel und richtet sich nach Art der Adapterelemente und der Art der verwendeten Profilelemente. So können zwei, vier, sechs oder auch mehr Ausbuchtungen nebst Bohrungen, Befestigungs- und Sicherungselementen an den Tragrohrbereichen der Adapterelemente vorhanden sein.
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An den Tragrohrabschnitten der Adapterelemente sind Profilelemente fixierbar, wobei die Profilelemente in der Regel eine zentrale Aufnahme aufweisen und über Ausbuchtungen verfügen, über die mit Hilfe eines Werkzeugs die Befestigungselemente erreicht werden können, sodass ein Verklemmen der Profilelemente über ein Herausdrehen, Herausziehen oder Spannen der Befestigungselemente und damit eine Fixierung der Profilelemente im Bereich der Tragrohrabschnitte erfolgen kann. Durch die Zusammenfügung weiterer Verbindungsanordnungen an die Profilelemente können so unterschiedlichste Rahmenkonstruktionen zu jeder möglichen Nutzung erstellt werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Verwendung eines bestimmten Rahmenkonstruktionstyps beschränkt.
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So können durch unterschiedliche Anzahl von Adapterelementen an dem Basiselement Rahmenkonstruktionsstrukturen geschaffen werden, die sowohl durchgängig sind, d. h. bei denen alle Anlegeflächen an dem Basiselement mit Adapter- und Profilelementen versehen sind als auch solche, bei denen das Basiselement ein Eck- oder Abschlussstück bildet. Die Länge, Breite und Höhe der Rahmenkonstruktionen wird insofern nur durch die Anzahl der vorhandenen und verwendeten Verbindungsanordnungen und die Anzahl der Profilelemente begrenzt. Um zu gewährleisten, dass keine Verunreinigungen in die Basiselemente gelangen können, Verletzungen die durch scharfe Kanten oder Schrauben an dem Basiselement hervorgerufen werden können und um eine ansprechende optische Gestaltung der gesamten Rahmenkonstruktion zu gewährleisten, sind die Anlegeflächen der Basiselemente, an die keine Adapterelemente und/oder Profilelemente befestigt werden sollen, mit Abdeckplatten verschließbar. Die Abdeckplatten besitzen eine konvexe Form, das in die Vertiefung der Basiselemente eingreift und leicht über den Rand der Anlegeflächen hinaussteht. Die Abdeckplatten sind jedoch zur Funktionsfähigkeit, Sicherheit und Ästhetik der Verbindungsanordnung nicht unbedingt erforderlich. Sie dienen als Abschluss, Stütze oder Fuß für eine Verbindungsanordnung einer Rahmenkonstruktion der vorliegenden Art.
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Die Abdeckplatten weisen in der Regel im zentralen Bereich der Abschlussplatte eine Bohrung auf, über die eine Schraube oder eine Gewindestange in das Gewinde des Basiselements einführbar ist und eine Befestigung der Abdeckplatte auf dem Basiselement ermöglicht. Die Abdeckplatten korrespondieren mit der Größe der Anlegeflächen und bilden damit einen ebenen Abschluss des Basiselements. Die Anzahl der Abdeckplatten, die an einem Basiselement angebracht werden, richtet sich nach dem Verwendungszweck und der Lage der Rahmenkonstruktion. Auch ist es durch vollständige Anbringung der Abdeckplatten möglich beim Transport der Verbindungsanordnungen eine Beschädigung oder Verschmutzung der Basiselemente zu verhindern und damit eine bleibende Funktionsfähigkeit der Basiselemente zu gewährleisten.
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Die Rahmenkonstruktion wird durch wenigstens eine Verbindungsanordnung und wenigstens ein Profilelement, welches axial ineinander gesteckt und senkrecht zur Achse mit mindestens einem Befestigungselement gehalten werden kann, gebildet. Es ist besonders vorteilhaft, dass die Profilelemente nicht nur auf die Adapterelemente aufgelegt oder aufgetragen werden, sondern, dass die Profilelemente formschlüssig, axial ineinander auf die Adapter gesteckt werden können. Dadurch wird eine gute Stabilisierung der Profilelemente erreicht, da Scherkräfte in den Bereichen der Tragrohrabschnitte nicht angreifen können. Über Befestigungselemente, die in Aussparungen in den Bereichen der Tragrohrabschnitte komplett versenkbar sind, können die Profilelemente an den Adapterelementen fixiert und gehalten werden. Da die Befestigungselemente durch Sicherungselemente in den Ausbuchtungen gehalten werden, kann bei Montage und Demontage der Rahmenkonstruktion ein Verlust der Befestigungselemente vermieden werden, wie es typischerweise bei schnellen Auf-, Um- oder Abbau der Fall ist. Die Verbindungsanordnung bleibt daher immer vollständig und ist unmittelbar nach erfolgtem Einsatz sofort wieder benutzbar.
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Ferner ermöglicht die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung über eine Prüfstatik Eckverbindungen von Raumkonstruktionssystemen statisch nachzuweisen und die Statik zu berechnen. Der Nachteil aller auf dem Markt befindlichen Lösungen beruht auf deren kraftschlüssigen Klemmverbindungen. Ein rechnerischer Nachweis der Standsicherheit von Rahmenkonstruktionen ist damit nicht möglich, im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung. Ferner ist eine fehlerhafte Montage und damit eine Beeinträchtigung der Statik durch die Bauform der Verbindungsanordnung unmöglich.
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Die Erfindung wird anhand des nachfolgen Figurenbeispiels nochmals eingehender erläutert.
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1 zeigt in einer Explosionszeichnung eine Verbindungsanordnung (14) in einer Seitenansicht. Man erkennt das Basiselement (1) in einer würfelförmigen Ausgestaltung. Die Anlegeflächen (2) des Basiselements (1) schließen einen Winkel zu einander ein und es befinden sich zentrale annähernd quadratische Vertiefungen (3) und Bohrungen (4) auf den Anlegeflächen (2) des Basiselements (1). Die Vertiefungen korrespondieren mit Vorwölbungen der Adapterelemente (5) und der Abdeckplatten (6), die passgenau mit den Vertiefungen (3) abschließen. Im Bereich der Vertiefungen (3) befinden sich Bohrungen (4), die mit einem Gewinde versehen sind. Über die Gewinde können die Adapterelemente (5), die im Wesentlichen als hohlzylindrische Metallstangen oder Metallrohre mit einem einenends ausgebildeten flanschartigen Kragen (7) ausgestaltet sind und die Abdecklatten (6), die im zentralen Bereich über eine kreisförmige Ausnehmung verfügen, mit Zylinderschrauben (9) an den Anlegeflächen (2) des Basiselements (1) befestigt werden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn zumindest für die Befestigung der Adapterelemente (5) ein Federring (10) verwendet wird, um die Druck- und Zugfestigkeit der Befestigung zusätzlich zu verstärken. Um die Basiselemente (1) als Fuß oder Stütze für eine Rahmenkonstruktion zu verwenden, weisen die Abdeckplatten (3) eine konvexe Ausgestaltung auf wobei die Ränder über den Bereich der Anlegeflächen (2) der Basiselemente (1) hinausragen. Durch konvexe Ausgestaltung der Abdeckplatten (6) wird eine zusätzliche Stabilität einer Rahmenkonstruktion erreicht, wobei die Basiselemente (1) als Fuß oder Stütze für eine aufgebaute Rahmenkonstruktion dienen.
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Die Adapterelemente (5) weisen weiterhin im Bereich der Tragrohrabschnitte (11) Ausbuchtungen (8) mit Durchbohrungen und Gewinde auf, in die Befestigungselemente (12), wie beispielsweise Gewindestangen mit Rundmuttern oder Schrauben, vollständig eingedreht werden können. Der Bereich der Tragrohrabschnitte (11) bleibt somit außen als glatte, ebene Fläche erhalten. Innseitig der Adapterelemente (5) werden die Befestigungselemente (12) über Sicherungselemente (13) gehalten. Solche Sicherungselemente (13) können beispielsweise O-Ringe darstellen, die ein Herausfallen der Befestigungselemente (13) bei Auf-, Um- oder Abbau der Verbindungsanordnung (14) verhindern. Über die Befestigungselemente (13) können Profilelemente (nicht dargestellt) an die Adapterelemente (5) befestigt werden. Dazu werden Profilelemente axial über die Adapterelemente (5) gezogen und senkrecht über die Befestigungselemente (12) an den Adapterelementen (5) verklemmt. Durch die Gestaltung der Adapterelemente (5) als im Wesentlichen hohlzylindrische Metallrohre oder hohlzylindrische Metallstangen wird eine formschlüssige Verbindung der Profilelemente an den Adapterelementen (5) gewährleistet, sodass Scherkräfte nicht wirken können. Indem mehrere Basiselemente (1) mit einer variablen Anzahl an Adapterelementen (5) und Abschlussplatten (6), sowie mehrerer Profilelemente kombiniert werden können, ist der Aufbau einer Rahmenkonstruktion in unterschiedlichster Struktur möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Basiselement
- 2
- Anlegeflächen
- 3
- Vertiefung
- 4
- Bohrung
- 5
- Adapterelement
- 6
- Abdeckplatte
- 7
- Kragen
- 8
- Ausbuchtung
- 9
- Zylinderschraube
- 10
- Federring
- 11
- Tragrohrabschnitt
- 12
- Befestigungselement
- 13
- Sicherungselement
- 14
- Verbindungsanordnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- FR 237717 A1 [0004]
- FR 1550451 A [0005]
- DE 202006019145 U1 [0006]
- CA 02554320 A1 [0007]
- CH 484652 A [0008]
