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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf eine Behälterreinigungsmaschine gemäß Oberbegriff Patentanspruch 9.
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Behälterreinigungsmaschinen zum Reinigen von Flaschen oder dergleichen Behältern sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Allen Maschinen ist aber grundsätzlich gemeinsam, dass die zu reinigenden und an einer Behälteraufgabe bereitgestellten zu reinigenden Behälter im Inneren der Maschine mit einem Behältertransporteur durch verschiedene Behandlungszonen bewegt werden, u.a. auch durch wenigstens eine Behandlungszone in Form eines Tauchbades mit einem erhitzten flüssigen Behandlungsmedium, vorzugsweise Lauge, und anschließend durch verschiedene weitere Behandlungszonen, in denen eine Außen- und Innenbehandlung der Behälter durch Tauchen oder Spritzen oder Abspritzen erfolgt und deren hierbei verwendete Behandlungsmedien Temperaturen aufweisen, die in Transportrichtung des Behältertransporteurs von Behandlungszone zu Behandlungszone abnehmen. In diesen weiteren Behandlungszonen erfolgt dann auch ein Ab- oder Rückkühlen nicht nur der Behälter, sondern auch des Behältertransporteurs, d.h. des diese weiteren Behandlungszonen passierenden Abschnitts des Behältertransporteurs, jeweils durch Abgabe von Wärmeenergie an das betreffende Behandlungsmedium. Nachteilig hierbei ist u.a., dass die beim Rückkühlen der Behälter sowie des Behältertransporteurs anfallende Wärmeenergie nur zu einem geringen Teil genutzt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, welches diesen Nachteil vermeidet und eine optimale und flexible Nutzung der Wärmeenergie ermöglicht, die in wenigstens einer der weiteren Behandlungszonen anfällt, die nachstehend auch als „zweite“ Behandlungszone bezeichnet wird. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Eine Behälterreinigungsmaschine ist Gegenstand des Patentanspruchs 9.
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Die wenigstens eine zweite Behandlungszone ist vorzugsweise diejenige Behandlungszone, in der bezogen auf die Transportrichtung des Behältertransporteurs eine Außen- und Innenbehandlung der Behälter durch Tauchen oder Spritzen oder Abspritzen mit einem zumindest hauptsächlich von Wasser gebildeten, nicht beheizten Behandlungsmedium erfolgt, vorzugsweise erstmals erfolgt und in der auch der Behältertransporteur noch eine relativ hohe Temperatur aufweist. Durch den Entzug der Wärmeenergie aus dem Behandlungsmedium dieser Behandlungszone bzw. durch das hierbei erfolgende Abkühlen des Behandlungsmediums dieser Behandlungszone, verbunden mit einem entsprechenden Rückkühlen der Behälter und des Behältertransporteurs beim Passieren dieser Behandlungszone kann ein großer Teil der Wärmeenergie, die bei dem Rückkühlen der Behälter und des Behältertransporteurs anfällt, durch Rückführen für das Erwärmen des Behandlungsmediums in der wenigstens einen ersten Behandlungszone genutzt werden. Insbesondere kann auch verhindert werden, dass in bezogen auf die Transportrichtung des Behältertransporteurs nachfolgenden zweiten Behandlungszonen Wärmeenergie in größerem Ausmaß verloren geht. Mit der Erfindung ist nicht nur eine Reduzierung der Heizkosten beim Betrieb einer Behälterreinigungsmaschine erreicht, sondern durch die Rückführung der Wärmeenergie ist es insbesondere auch nicht erforderlich, warmes Behandlungsmedium im üblichen Maße aus der Behälterreinigungsmaschine abzuführen und dadurch Wärmeverluste in Kauf zu nehmen. Weiterhin ist auch eine Reduzierung der Menge des zu Kühlzwecken eingesetzten Frischwassers möglich.
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Eine für die Erfindung geeignete Wärmepumpe ist beispielsweise als Hochleistungswärmepumpe, die eine hohe Temperaturdifferenz zwischen der Sekundärseite und der Primärseite ermöglicht, in der
EP 2 473 795 A1 beschrieben.
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In Weiterbildung der Erfindung sind das Verfahren und/oder die Behälterreinigungsmaschine beispielsweise so ausgebildet,
dass die wenigstens eine erste Behandlungszone zumindest ein Tauchbad und die wenigstens eine zweite Behandlungszone eine Abkühlzone sind,
und/oder
dass der die wenigstens eine zweite Behandlungszone eine Abspritzzone und/oder ein Tauchbad sind, und dass die Behandlung der Behälter in mehreren in der Transportrichtung aufeinander folgenden Tauchbädern und in mehreren in der Transportrichtung aufeinander folgenden Abspritzzonen erfolgt,
und/oder
dass die Temperatur des Behandlungsmediums in den Tauchbädern von Tauchbad zu Tauchbad ansteigt oder fällt,
und/oder
dass die Wärmeenergie des Behandlungsmediums der wenigstens einen zweiten Behandlungszone zum Erhitzen des Behandlungsmediums des Tauchbades mit dem höchsten Wärmebedarf genutzt wird,
und/oder
dass der auf die wenigstens eine zweite Behandlungszone wenigstens eine weitere als Abkühlzone wirkende Behandlungszone folgt,
und/oder
dass die Behälter mit dem Behältertransporteur durch weitere Behandlungszonen bewegt werden, die bezogen auf die Transportrichtung zum Teil vor der wenigstens einen ersten Behandlungszone und/oder zwischen der wenigstens einen ersten Behandlungszone und der wenigstens einen zweiten Behandlungszone und/oder auf die wenigstens eine zweite Behandlungszone folgend vorgesehen sind und in denen eine Innen- und/oder Außenbehandlung der Behälter mit einem flüssigen Behandlungsmedium, beispielsweise durch Spritzen und/oder Tauchen erfolgt,
und/oder
dass das Behandlungsmedium der wenigstens einen zweiten Behandlungszone einer Primärseite der Wärmepumpe zugeführt und nach dem Passieren der Primärseite an die wenigstens eine zweite Behandlungszone zurückgeführt wird,
und/oder
dass einer Sekundärseite der Wärmepumpe das Behandlungsmedium der wenigstens einen ersten Behandlungszone zugeführt und dieses Behandlungsmedium nach dem Passieren der Sekundärseite an die wenigstens eine erste Behandlungszone zurückgeführt wird,
und/oder
dass das Behandlungsmedium der wenigstens einen zweiten Behandlungszone der Wärmepumpe oder deren Primärseite mit einer Temperatur im Bereich zwischen 20°C und 65°C bevorzugt jedoch zwischen 30°C und 50°C zugeführt wird,
und/oder
dass das die Sekundärseite der Wärmepumpe durchströmende Behandlungsmedium auf eine Temperatur erhitzt wird, die höher ist als die Temperatur des Behandlungsmediums in der wenigstens einen ersten Behandlungszone,
wobei die vorstehenden Merkmale jeweils einzeln oder in beliebiger Kombination verwendet sein können.
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Der Ausdruck „im Wesentlichen“ bzw. „etwa“ bzw. „ca.“ bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/–10%, bevorzugt um +/–5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
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Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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1 in vereinfachter schematischer Funktionsdarstellung eine Behälterreinigungsmaschine in ihrer Ausbildung als Einend-Maschine zusammen mit einem Zusatz-Heizkreis zum Erhitzen einer ersten Behandlungszone in Form eines Tauch- bzw. Laugenbades (Hauptlauge) der Behälterreinigungsmaschine durch Wärmerückführung;
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2 in schematischer Einzeldarstellung den Zusatz-Heizkreis der Behälterreinigungsmaschine der 1;
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3 in vereinfachter schematischer Funktionsdarstellung eine Behälterreinigungsmaschine in ihrer Ausführung als Doppelend-Maschine zusammen mit dem Zusatz-Heizkreis.
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In der 1 ist 1 eine Behälterreinigungsmaschine zum Reinigen von Behältern 2 in Form von Flaschen. Die Behälterreinigungsmaschine 1 ist als Einend-Maschine ausgebildet, d.h. an einer gemeinsamen Stirnseite der Behälterreinigungsmaschine 1 befinden sich die Behälteraufgabe 1.1, an der die zu reinigenden Behälter 2 der Maschine zugeführt werden, sowie die Behälterabgabe 1.2, an der die gereinigten Behälter 2 aus der Behälterreinigungsmaschine 1 abgeführt werden. Die Behälterreinigungsmaschine 1 weist in einem geschlossenen Gehäuse 3 einen in der 1 allgemein mit 4 bezeichneten Behältertransporteur auf, der während des Reinigungsbetriebes in einer Transportrichtung A umlaufend angetrieben wird und in der dem Fachmann bekannten Weise aus mehreren Behälter- oder Flaschenkörben 5 besteht. Diese sind mit ihrer Längserstreckung senkrecht zur Transportrichtung A zwischen zwei endlos umlaufenden Transport- oder Förderketten angeordnet und weisen senkrecht zur Transportrichtung A mehrere Aufnahmen für jeweils einen Behälter 2 auf.
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Mit dem Behältertransporteur 4 werden die Behälter 2 für ihre Reinigung durch mehrere Behandlungszonen bewegt, die in der nachstehenden Reihenfolge in Transportrichtung A aufeinander folgen, so u.a.
- – durch wenigstens eine Vorwärmzone 6, die als Tauchbad oder als Spritzzone ausgebildet sein kann, zum Vorbehandeln der Behälter 2 an ihrer Außen- und Innenseite,
- – durch ein beheiztes Tauchbad 7, welches eine Lauge (Lauge 1) enthält,
- – im Anschluss daran nach einen Wenden und Entleeren der Behälter 2 in der Zone 9 durch verschiedene Behandlungszonen 10–14, die mit ansteigender Wertigkeit ihrer Bezugsziffern in Transportrichtung A aufeinander folgen, deren Behandlungstemperatur von Behandlungszone zu Behandlungszone abnimmt und in denen eine Behandlung der Behälter 2 durch Innen- und Außenspritzung erfolgt.
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Die Behandlungszone 10 dient beispielsweise zum Behandeln der Behälter 2 mit Nachlauge. Die Behandlungszonen 11–13 dienen zum Behandeln der Behälter mit in der Behälterreinigungsmaschine z.B. im Durchlauf geführten Wasser und die Behandlungszone 14 zum Innenspritzen der Behälter 2 mit Frischwasser.
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Die Temperatur der von den Tauchbad 7 gebildeten Behandlungszonen liegt beispielsweise im Bereich zwischen 60°C und 95°C. Die Behandlungszonen 10–14 wirken auch als Rückkühlzonen, in denen der Behältertransporteur 4 und die Behälter 2 abgekühlt werden, und zwar die Behälter 2 soweit, dass sie an der Behälterabgabe 1.2 eine Temperatur aufweisen, die deutlich unter der maximalen Behandlungstemperatur des Tauchbades 7 liegt, beispielsweise eine Temperatur im Bereich zwischen 20°C und 40°C.
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Dem Tauchbad 7 ist eine Sammelkammer oder ein Bad 15 zugeordnet, welches u.a. mit dem Tauchbad 7 über eine Einrichtung 16 zum Entfernen von festen, im Tauchbad 7 von den Behältern 2 abgelösten Bestandteilen, wie beispielsweise Etiketten oder Etikettenresten in Verbindung steht.
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Zur Unterstützung einer Heizvorrichtung
15.1 zum Beheizen des Tauchbades
7 ist eine in der
1 allgemein mit
17 bezeichnete Zusatz-Heizeinrichtung vorgesehen, deren zentrales Element eine Wärmepumpe
18 ist. Diese ist als Hochleistungswärmepumpe ausgebildet, d.h. als Wärmepumpe, die eine hohe Temperaturdifferenz zwischen ihrer Sekundärseite
18.2 und ihrer Primärseite
18.1 ermöglicht. Eine derartige Wärmepumpe ist beispielsweise in der
EP 2 473 795 A1 beschrieben.
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Die Primärseite 18.1 der Wärmepumpe 18 ist eingangsseitig über eine Umwälzpumpe 19.1 mit einem Bad oder einer Sammelwanne 11.1 der Behandlungszone 11 verbunden. In dieser Sammelwanne wird das in der Behandlungszone 11 auf die Behälter 2 und auf den Behältertransporteur 4 ausgebrachte und anschließend abfließende Behandlungsmedium gesammelt, welches in der Hauptsache aus Wasser mit einem reduzierten Anteil an verschlepptem Behandlungsmedium (Lauge) aus den Behandlungszonen 7 und 10 besteht. Ausgangsseitig ist die Primärseite 18.1 mit Spritzdüsen 11.2 verbunden, die in der Behandlungszone 11 oberhalb der Bewegungsbahn des Behältertransporteurs 4 und damit der Behälter 2 angeordnet sind und mit denen u.a. eine Außenabspritzung der Behälter 2 sowie auch eine Abspritzung des Behältertransporteur 4 mit dem Behandlungsmedium erfolgt. Der Ausgang der Umwälzpumpe 19.1 ist weiterhin unmittelbar auch mit einer Spritzung 11.3 verbunden, der in bekannter Weise Düsen für eine Innenspritzung der Behälter 2 aufweist. Mit der Umwälzpumpe 19.1 wird somit ein Teil des flüssigen Behandlungsmediums der Behandlungszone 11 aus der Sammelwanne 11.1 durch die Primärseite 18.1 der Wärmepumpe 18 gekühlt an die Spritzdüsen 11.2 gefördert, von denen die Behandlungsflüssigkeit dann nach Aufnahme von Wärmeenergie von dem die Behandlungszone 11 passierenden Behältertransporteur 4 und den Behältern 2 wieder in die Sammelwanne 11.1 zurückgelangt.
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Die Sekundärseite 18.2 der Wärmepumpe 18 ist eingangsseitig über eine Umwälzpumpe 19.2 an die Wanne 15 angeschlossen und ausgangsseitig mit dem Tauchbad 7 verbunden, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform an einem bezogen auf die Transportrichtung A vorderen Bereich.
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Die Temperatur der der Primärseite 18.1 der Wärmepumpe 18 aus der Behandlungszone 11 bzw. der dortigen Sammelwanne 11.1 zugeführten Behandlungsflüssigkeit liegt beispielsweise im Bereich zwischen 20°C und 45°C bevorzugt zwischen 30°C und 50°C. Trotz dieser relativ niedrigen Temperatur weist das mit der Wärmepumpe 18 erhitzte und über die Sekundärseite 18.1 an das Tauchbad 7 zurückgeführte Behandlungsmedium (Lauge) eine Temperatur auf, die wenigstens der Temperatur des Tauchbades 7 entspricht, vorzugsweise höher ist als die Temperatur des Tauchbades 7, beispielsweise eine Temperatur zwischen 60 und 95°C. Mit der Zusatz-Heizeinrichtung 17 ist es somit möglich, einen großen Teil der Wärmeenergie, den der die Behandlungszone 11 passierende Behältertransporteur 4 und die in diesem angeordneten Behälter 2 aufweisen, zurück zu gewinnen, bevor größere Wärmeverluste in den weiteren, ebenfalls als Abkühlzonen wirkenden Behandlungszonen 12–14 eintreten.
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Die 3 zeigt als weitere Ausführungsform eine Behälterreinigungsmaschine 1a, die im Gegensatz zu der Behälterreinigungsmaschine 1 als Doppelend-Maschine ausgeführt ist, bei der sich die Behälteraufgabe 1.1 und die Behälterabgabe 1.2 an einander gegenüberliegenden Stirnseiten der Maschine bzw. des Gehäuses 3 befinden.
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Die Behälterreinigungsmaschine 1a weist wiederum den in Transportrichtung A endlos umlaufend angetriebenen Behältertransporteur 4 auf, mit dem die Behälter 2 für ihre Reinigung durch verschiedene Behandlungszonen bewegt werden, die in der nachfolgenden Reihenfolge in Transportrichtung A aufeinander folgen, nämlich
- – durch mehrere Behandlungszonen 20 für das Vorabspritzen der Behälter 2 an der Behälterinnen- und Behälteraußenseite,
- – durch mehrere Tauchbäder 21–23 für eine Behandlung beispielsweise mit Lauge,
- – durch Behandlungszonen 24 zur Spritzung der Behälter mit Lauge und
- – durch Behandlungszonen 25, beispielsweise für eine Behandlung der Behälter 2 mit Nachlauge,
- – durch ein Tauchbad 26.1 einer Behandlungszone 26 zur Behandlung der Behälter 2 mit einem hauptsächlich aus Wasser bestehenden Behandlungsmedium und
- – durch Behandlungszone 27–29 für eine abschließende Innen- und Außenabspritzung der Behälter mit Wasser bzw. Frischwasser.
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Die Tauchbäder 21–23 sind jeweils durch Heizeinrichtungen 21.1–23.1 beheizt und weisen beispielsweise eine Temperatur im Bereich zwischen 60°C und 95°C auf. Zumindest die Behandlungszonen 26–29 dienen auch als Rückkühlzonen zum Rückkühlen der Behälter 2, sodass diese dann an der Behälterabgabe 1.2 wiederum eine Temperatur aufweisen, die deutlich unter der maximalen Behandlungstemperatur von 60°C bis 95°C liegt, die durch die Tauchbäder 21–23 bestimmt ist, beispielsweise eine Temperatur im Bereich zwischen 20°C und 65°C bevorzugt jedoch zwischen 30°C und 50°C.
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Zur Unterstützung der Beheizung der Tauchbäder, d.h. bei der dargestellten Ausführungsform zur Unterstützung der Heizeinrichtung 21.1 des Tauchbades 21 weist auch die Behälterreinigungsmaschine 1a die von der Wärmepumpe 18 gebildete Zusatz-Heizeinrichtung 17 auf. Die Primärseite 18.1 der Wärmepumpe 18 ist mit einer der als Abkühlzonen wirkenden Behandlungszonen verbunden, d.h. eingangsseitig über die Umwälzpumpe 19.1 mit einer Auffang- oder Sammelwanne 26.2 der Behandlungszone 26, in die (Auffang- oder Sammelwanne) sich die Behälter 2 nach dem Passieren des Tauchbades 26.1 entleeren. Ausgangsseitig ist die Primärseite 18.1 mit dem Tauchbad 26.1 verbunden, sodass die der Sammelwanne 26.1 entnommene Behandlungsflüssigkeit nach dem Passieren der Primärseite 18.1 und nach dem hierbei erfolgten Abkühlen an das Tauchbad 26.1 der Behandlungszone 26 zurückgeführt und von dort nach Aufnahme von Wärmeenergie von dem das Tauchbad 26.1 passierenden Behältertransporteur 4 und von den Behältern 2 durch das Entleeren der Behälter 2 in die Sammelwanne 26.1 zurückgelangt.
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Die Sekundärseite 18.2 der Wärmepumpe 18 ist eingangsseitig über die Umwälzpumpe 19.2 an das Tauchbad 21 und ausgangsseitig ebenfalls mit diesem Tauchbad verbunden.
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Durch die Wärmepumpe 18 erfolgt wiederum ein Abkühlen des flüssigen Behandlungsmediums im Tauchbad 26.1 und damit ein Abkühlen des Behältertransporteurs 4 sowie der Behälter 2 beim Passieren des Tauchbades 26.1. Die hierbei aus dem Tauchbad 26.1, d.h. aus dieser Abkühlzone abgeführte Wärmeenergie wird durch Wärmerückführung zum Beheizen des Tauchbades 21 genutzt. Zugleich wird durch das Abkühlen auch erreicht, dass weitere Wärmeverluste in den folgenden Behandlungszonen 27–29 (Abkühlzonen) zumindest reduziert werden.
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Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1a
- Behälterreinigungsmaschine
- 2
- Behälter
- 3
- Gehäuse
- 4
- Behältertransporteur
- 5
- Behälterkörbe
- 6
- Behandlungszone
- 7
- Tauchbad
- 9–14
- Behandlungszone
- 11.12.13
- Sammelwanne der Behandlungszone 11
- 11.2
- Düsenanordnung der Behandlungszone 11
- 11.3
- Spritzung der Behandlungszone 11
- 15
- Bad
- 15.1
- Heizeinrichtung
- 16
- Filter- oder Siebeinrichtung
- 17
- Zusatz-Heizeinrichtung
- 18
- Wärmepumpe
- 18.1
- Primärseite der Wärmepumpe 18
- 18.2
- Sekundärseite der Wärmepumpe 18
- 19.1, 19.2
- Umwälzpumpe
- 20
- Behandlungszone
- 21–23
- Tauchbad
- 21.1–23.1
- Heizeinrichtung
- 24–29
- Behandlungszone
- 26.1
- Tauchbad
- 26.2
- Sammelwanne der Behandlungszone 26
- A
- Transportrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2473795 A1 [0005, 0018]
