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Die Erfindung betrifft einen flexiblen Zellverbinder zum elektrischen Verbinden von Zellen eines Energiespeichers.
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Stand der Technik
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Zum elektrischen Verschalten von Batteriezellen zu Modulen werden Zellverbinder benötigt. Das Verschalten der einzelnen Module mit Modulverbindern geschieht analog wie bei den Zellverbindern. Aktuell werden massive Verbinder aus Aluminium oder Kupfer verwendet. Zur Reduzierung einer mechanischen Belastung der elektrischen Anschlussterminals der Zellen werden teilweise Wellen in die Verbinder eingebracht. Diese verhindern bei einer möglichen Relativbewegung der Zellen die Entstehung größerer Kräfte.
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Die
DE 10 2009 058 723 A1 beschreibt einen flexiblen Zellverbinder zum elektrischen Verbinden von Zellen eines Energiespeichers, bestehend aus einem Blech, wobei das Blech über Längsseitenkanten und Stirnseitenkanten und benachbart zu den Stirnseitenkanten über Kontaktierungsabschnitte verfügt zum Kontaktieren mit den Anschlüssen einer Energiespeicherzelle, wobei zwischen einem ersten Kontaktierungsabschnitt und einem zweiten Kontaktierungsabschnitt ein flexibler Biegeabschnitt angeordnet ist, der mehrere im Wesentlichen parallel verlaufende Schlitze aufweist. Der Biegeabschnitt ist im Wesentlichen U-förmig ausgebildet. Der geschlitzte Lamellenabschnitt im Bereich des Biegeabschnitts gewährleistet eine Beweglichkeit sowohl in Hoch-, Längs-, als auch in Querrichtung des Zellverbinders.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft einen flexiblen Zellverbinder zum elektrischen Verbinden von Zellen eines Energiespeichers. Der flexible Zellverbinder weist einen ersten, zum Anschluss an ein Zellterminal einer ersten Speicherzelle gebildeten Anschlussteil auf. Des Weiteren weist der Zellverbinder einen zweiten, zum Anschluss an ein Zellterminal einer zweiten Speicherzelle gebildeten Anschlussteil auf. Der Zellverbinder weist überdies einen flexiblen, zwischen den Anschlussteilen angeordneten und die Anschlussteile elektrisch miteinander kontaktierenden Verbindungsteil auf, wobei der Verbindungsteil mit Bezug auf zumindest den ersten Anschlussteil oder den zweiten Anschlussteil um die Längsachse des Zellverbinders gebogen ist. Dadurch kann eine erhöhte Flexibilität des Zellverbinders in Hochrichtung als auch Querrichtung des Zellverbinders ermöglicht werden.
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Vorteile der Erfindung
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Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Flexibilität des Zellverbinders in Hoch-, Quer- und Längsrichtung zu erzielen sowie eine kompaktere Bauform des Zellverbinders zu ermöglichen.
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Durch Biegung eines mittleren Abschnitts des Zellverbinders um die Längsachse des Zellverbinders, während der erste Anschlussteil und der zweite Anschlussteil des Zellverbinders in der gleichen Ebene angeordnet sind, kann eine Verbesserung der Flexibilität in Hoch- und Querrichtung des Zellverbinders erreicht werden. Durch zusätzliches Vorsehen einer Biegung des Zellverbinders um seine Querachse kann die Flexibilität des Zellverbinders in Längsrichtung ebenfalls verbessert werden.
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Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Verbindungsteil mit Bezug auf zumindest den ersten Anschlussteil oder den zweiten Anschlussteil eine Biegung von 90° bis 360°, vorzugsweise eine Biegung von 90° bis 270°, insbesondere vorzugsweise eine Biegung von 90° bis 180° aufweist. Durch eine Biegung des Verbindungsteils von beispielsweise 180° ist der erste Anschlussteil und der zweite Anschlussteil, welche jeweils benachbart zu jeweiligen Endabschnitten des Verbindungsteils ausgebildet sind, in der gleichen Ebene angeordnet. Durch Änderung des Biegungswinkels des Verbindungsteils kann die Flexibilität des Zellverbinders individuell eingestellt werden.
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Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, dass der Zellverbinder mit Bezug auf zumindest den ersten Anschlussteil oder den zweiten Anschlussteil zusätzlich eine Biegung um die Querachse des Zellverbinders aufweist. Dadurch kann zusätzlich eine erhöhte Flexibilität des Zellverbinders in Längsrichtung ermöglicht werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Biegung des Zellverbinders mit Bezug auf zumindest den ersten Anschlussteil oder den zweiten Anschlussteil um die Querachse des Zellverbinders wellenförmig ausgebildet ist. Dadurch kann eine optimale Flexibilität des Zellverbinders in Längsrichtung erzielt werden.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Biegung des Zellverbinders mit Bezug auf zumindest den ersten Anschlussteil oder den zweiten Anschlussteil um die Querachse des Zellverbinders zwischen dem ersten Anschlussteil oder dem zweiten Anschlussteil und dem Verbindungsteil angeordnet ist. Die Positionierung der Biegung des Zellverbinders kann somit in vorteilhafter Weise baulichen Anforderungen angepasst werden.
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Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, dass der Zellverbinder in einem vorbestimmten Bereich in Längsrichtung des Zellverbinders zumindest eine Durchtrennung aufweist. Dadurch kann eine Optimierung der Flexibilität des Zellverbinders erzielt sowie der Zellverbinder kompakter ausgebildet werden.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass sich die zumindest eine Durchtrennung des Zellverbinders in Längsrichtung des Zellverbinders von einer Stirnseitenkante des ersten Anschlussteils bis zu einem, zum zweiten Anschlussteil benachbarten Endabschnitt des Verbindungsteils, oder von einer Stirnseitenkante des zweiten Anschlussteils bis zu einem, zum ersten Anschlussteil benachbarten Endabschnitt des Verbindungsteils erstreckt. Dadurch kann eine gute Befestigbarkeit des Zellverbinders am Zellterminal der jeweiligen Speicherzelle im Bereich des nicht durchtrennten Anschlussteils sowie eine erhöhte Flexibilität des Zellverbinders im Bereich des Verbindungsteils sowie des durchtrennten Anschlussteils ermöglicht werden.
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Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, dass sich die zumindest eine Durchtrennung des Zellverbinders in Längsrichtung des Zellverbinders von einem, zum ersten Anschlussteil benachbarten Endabschnitt des Verbindungsteils bis zu einem, zum zweiten Anschlussteil benachbarten Endabschnitt des Verbindungsteils erstreckt. Dies ermöglicht sowohl eine gute Befestigbarkeit des Zellverbinders am Zellterminal durch den ersten Anschlussteil sowie den zweiten Anschlussteil des Zellverbinders und eine erhöhte Flexibilität des Zellverbinders aufgrund der Durchtrennung des Zellverbinders im Bereich des Verbindungsteils.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die zumindest zwei durch die Durchtrennung des Zellverbinders in Längsrichtung des Zellverbinders gebildeten Streifen mit Bezug auf zumindest den ersten Anschlussteil oder den zweiten Anschlussteil jeweils um die Längsachse der jeweiligen Streifen gebogen sind, wobei die zumindest zwei Streifen eine Biegung von 90° bis 360°, vorzugsweise eine Biegung von 90° bis 270°, insbesondere vorzugsweise eine Biegung von 90° bis 180°, aufweisen. Durch die Biegung der Streifen mit Bezug auf zumindest den ersten Anschlussteil oder den zweiten Anschlussteil jeweils um die Längsachse der jeweiligen Streifen kann eine erhöhte Flexibilität des Zellverbinders in Hochrichtung als auch Querrichtung des Zellverbinders ermöglicht werden. Durch die Biegung des Verbindungsteils von beispielsweise 180° ist der erste Anschlussteil und der zweite Anschlussteil, welche jeweils benachbart zu jeweiligen Endabschnitten des Verbindungsteils ausgebildet sind, in der gleichen Ebene angeordnet. Durch Änderung des Biegungswinkels des Verbindungsteils kann die Flexibilität des Zellverbinders individuell eingestellt werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die zumindest zwei durch die Durchtrennung des Zellverbinders in Längsrichtung des Zellverbinders gebildeten Streifen mit Bezug auf zumindest den ersten Anschlussteil oder den zweiten Anschlussteil jeweils zusätzlich eine Biegung um die Querachse des Zellverbinders aufweisen, wobei die Biegung wellenförmig ausgebildet ist. Durch Biegung der Streifen mit Bezug auf zumindest den ersten Anschlussteil oder den zweiten Anschlussteil jeweils zusätzlich um die Querachse des Zellverbinders kann zusätzlich eine erhöhte Flexibilität des Zellverbinders in Längsrichtung ermöglicht werden.
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Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
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Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.
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Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines flexiblen Zellverbinders gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine schematische Darstellung des flexiblen Zellverbinders gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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3 eine schematische Darstellung des flexiblen Zellverbinders gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
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4 eine schematische Darstellung des flexiblen Zellverbinders gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
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5 eine schematische Darstellung des flexiblen Zellverbinders gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung; und
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6 eine schematische Darstellung des flexiblen Zellverbinders gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.
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In den Figuren der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile oder Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines flexiblen Zellverbinders gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
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Der flexible Zellverbinder 10 zum elektrischen Verbinden von Zellen eines Energiespeichers weist einen ersten, zum Anschluss an ein Zellterminal einer ersten Speicherzelle gebildeten Anschlussteil 12 sowie einen zweiten, zum Anschluss an ein Zellterminal einer zweiten Speicherzelle gebildeten Anschlussteil 14 auf. Darüber hinaus weist der Zellverbinder 10 einen flexiblen, zwischen den Anschlussteilen 12, 14 angeordneten und die Anschlussteile elektrisch miteinander kontaktierenden Verbindungsteil 16 auf. Der Verbindungsteil 16 ist in der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf den ersten und zweiten Anschlussteil 12, 14 des Zellverbinders 10 um die Längsachse L des Zellverbinders 10 um 180° gebogen, sodass der erste und zweite Anschlussteil 12, 14 des Zellverbinders 10 in der gleichen Ebene angeordnet sind. Alternativ kann der Verbindungsteil 16 mit Bezug auf zumindest den ersten Anschlussteil 12 oder den zweiten Anschlussteil 14 ebenfalls einen anderen, geeigneten Biegungswinkel aufweisen.
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2 zeigt eine schematische Darstellung des flexiblen Zellverbinders gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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In 2 weist der Verbindungsteil 16 des Zellverbinders 10 mit Bezug auf den ersten und zweiten Anschlussteil 12, 14 zusätzlich eine Biegung 18 um die Querachse Q des Zellverbinders 10 auf. Die Biegung 18 des Verbindungsteils 16 mit Bezug auf den ersten und zweiten Anschlussteil 12, 14 um die Querachse Q des Zellverbinders 10 ist hierbei wellenförmig ausgebildet. Alternativ kann die Biegung beispielsweise auch rechteckig oder mehreckig ausgeführt sein. Die Biegung 18 des Zellverbinders 10 mit Bezug auf den ersten und zweiten Anschlussteil 12, 14 um die Querachse Q des Zellverbinders 10 ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform zwischen dem ersten Anschlussteil 12 und dem Verbindungsteil 16 angeordnet. Alternativ kann die Biegung 18 des Zellverbinders 10 mit Bezug auf den ersten und zweiten Anschlussteil 12, 14 um die Querachse Q des Zellverbinders ebenfalls an einer anderen geeigneten Position, beispielsweise zwischen dem Verbindungsteil 16 und dem zweiten Anschlussteil 14, angeordnet sein.
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Die 3 zeigt eine schematische Darstellung des flexiblen Zellverbinders gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
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Der Zellverbinder 10 weist gemäß der in 3 gezeigten Ausführungsform in einem vorbestimmten Bereich in Längsrichtung LR des Zellverbinders 10 zwei in Querrichtung des Zellverbinders 10 voneinander beabstandet angeordnete Durchtrennungen 20, 21 auf. Die Durchtrennungen 20, 21 des Zellverbinders 10 erstrecken sich von einer Stirnseitenkante 12a des ersten Anschlussteils 12 bis zu einem, zum zweiten Anschlussteil 14 benachbarten Endabschnitt 16a des Verbindungsteils 16. Durch die Durchtrennungen 20, 21 in Längsrichtung LR des Zellverbinders 10 werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform drei Streifen 22, 23, 24 ausgebildet. Die Streifen 22, 23, 24 sind mit Bezug auf den zweiten Anschlussteil 14 des Zellverbinders 10 um die Längsachse L1, L2, L3 der jeweiligen Streifen 22, 23, 24 gebogen. Jeder der Streifen weist eine Biegung von 180° mit Bezug auf den zweiten Anschlussteil 14 des Zellverbinders 10 auf.
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4 zeigt eine schematische Darstellung des flexiblen Zellverbinders gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
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Der Zellverbinder 10 weist gemäß der in 4 gezeigten Ausführungsform in einem vorbestimmten Bereich in Längsrichtung LR des Zellverbinders 10 zwei in Querrichtung des Zellverbinders 10 voneinander beabstandet angeordnete Durchtrennungen 20, 21 auf. Die Durchtrennungen 20, 21 des Zellverbinders 10 erstrecken sich von einer Stirnseitenkante 14a des zweiten Anschlussteils 14 bis zu einem, zum ersten Anschlussteil 12 benachbarten Endabschnitt 16b des Verbindungsteils 16. Durch die Durchtrennungen 20, 21 in Längsrichtung LR des Zellverbinders 10 werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform drei Streifen 22, 23, 24 ausgebildet. Die Streifen 22, 23, 24 sind mit Bezug auf den ersten Anschlussteil 12 des Zellverbinders 10 um die Längsachse L1, L2, L3 der jeweiligen Streifen 22, 23, 24 gebogen. Jeder der Streifen weist eine Biegung von 180° mit Bezug auf den ersten Anschlussteil 12 des Zellverbinders 10 auf.
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5 zeigt eine schematische Darstellung des flexiblen Zellverbinders gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung.
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Der Zellverbinder 10 weist in einem vorbestimmten Bereich in Längsrichtung LR des Zellverbinders zwei Durchtrennungen 20, 21 auf. Die zwei Durchtrennungen 20, 21 des Zellverbinders 10 in Längsrichtung LR des Zellverbinders 10 erstrecken sich von einem, zum ersten Anschlussteil 12 benachbarten Endabschnitt 16b des Verbindungsteils 16 bis zu einem, zum zweiten Anschlussteil 14 benachbarten Endabschnitt 16a des Verbindungsteils 16. Durch die Durchtrennungen 20, 21 in Längsrichtung LR des Zellverbinders 10 werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform drei Streifen 22, 23, 24 ausgebildet. Die Streifen 22, 23, 24 sind mit Bezug auf den ersten Anschlussteil 12 oder den zweiten Anschlussteil 14 des Zellverbinders 10 um die Längsachse L1, L2, L3 der jeweiligen Streifen 22, 23, 24 gebogen. Jeder der Streifen weist eine Biegung von 180° mit Bezug auf den ersten Anschlussteil 12 oder den zweiten Anschlussteil 14 des Zellverbinders 10 auf.
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6 zeigt eine schematische Darstellung des Zellverbinders gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.
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In 6 weist der Verbindungsteil 16 des Zellverbinders 10 mit Bezug auf den ersten und zweiten Anschlussteil 12, 14 zusätzlich zu der in 5 gezeigten Ausführungsform eine Biegung 18 um die Querachse Q des Zellverbinders 10 auf. Die Biegung 18 des Verbindungsteils 16 mit Bezug auf den ersten und zweiten Anschlussteil 12, 14 um die Querachse Q des Zellverbinders 10 ist hierbei wellenförmig ausgebildet. Alternativ kann die Biegung beispielsweise auch rechteckig oder mehreckig ausgeführt sein. Die Biegung 18 des Zellverbinders 10 mit Bezug auf den ersten und zweiten Anschlussteil 12, 14 um die Querachse Q des Zellverbinders 10 ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform zwischen dem ersten Anschlussteil 12 und dem Verbindungsteil 16 angeordnet. Alternativ kann die Biegung 18 des Zellverbinders 10 mit Bezug auf den ersten und zweiten Anschlussteil 12, 14 um die Querachse Q des Zellverbinders ebenfalls an einer anderen geeigneten Position, beispielsweise zwischen dem Verbindungsteil 16 und dem zweiten Anschlussteil 14, angeordnet sein.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
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Beispielsweise kann der Verbindungsteil 16 mit Bezug auf den ersten und zweiten Anschlussteil 12, 14 des Zellverbinders 10 um die Längsachse L des Zellverbinders 10 um 360° gebogen sein, sodass der erste und zweite Anschlussteil 12, 14 des Zellverbinders 10 in der gleichen Ebene angeordnet sind oder alternativ um 90° oder 270° gebogen sein, sodass der erste und zweite Anschlussteil 12, 14 des Zellverbinders 10 in einer unterschiedlichen Ebene angeordnet sind und ein geeigneter Adapter zum Anschluss an das Zellterminal vorgesehen werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009058723 A1 [0003]
