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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Baukastensystem für eine Verdampfereinrichtung einer Klimaanlage. Die Erfindung betrifft außerdem eine Adaptereinrichtung für ein derartiges Baukastensystem.
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Aufgrund gesetzlicher Regelungen in Europa müssen Neufahrzeuge ab Baujahr 2011 mit einem Kältemittel in ihrer Klimaanlage ausgestattet werden, welches einen GWP < 150 hat. Diese Regelung betrifft jedoch nur solche Kraftfahrzeuge, die im europäischen Markt verkauft werden. In anderen Märkten existieren zur Zeit keine ähnlichen Vorgaben, so dass hier weiter das Kältemittel R134a verwendet werden kann. Da die meisten Fahrzeughersteller global agieren und dasselbe Kraftfahrzeuge bzw. dieselbe Plattform in verschiedenen Märkten und Ländern anbieten, kommt es zu der Situation, dass das gleiche Kraftfahrzeug eventuell mit zwei verschiedenen Kältemitteln im Klimaanlagenkreislauf ausgerüstet werden muss. Eines dieser alternativen Kältemittel ist beispielsweise R744. Für die Klimaanlage selbst bedeutet dies, dass zwei verschiedene Verdampfer mit unterschiedlichen Kältemitteln in derselben Klimaanlage verbaut werden müssen, wobei die Verdampfer hinsichtlich ihrer Abmessung und ihrer Form nicht identisch sind. Dies trifft insbesondere für Verdampfer für das Kältemittel R744 zu, da hier die Systemdrücke deutlich höher sind als bei dem Kältemittel R134a und somit die Komponenten eines solchen Kältemittelkreislaufs ganz anders dimensioniert werden müssen. Es bleibt somit heutzutage nichts anderes übrig, als für unterschiedliche Märkte nicht nur unterschiedliche Verdampfer mit unterschiedlichen Kältemitteln, sondern auch unterschiedliche Gehäuse für die jeweiligen Klimaanlagen vorzusehen, in welchen die jeweiligen Verdampfer eingebaut werden.
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Aus der
JP 2002-219929 A ist ein Wärmeübertrager bekannt, welcher es über einen entsprechenden Adapterrahmen ermöglicht, unterschiedliche Heizkörper in ein und dasselbe Gehäuse einzubauen.
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Aus der
DE 10 2004 017 339 A1 ist eine Dichtungsanordnung für einen in einem Luftkanal angeordneten Wärmeübertrager bekannt, der Seitenteile mit Aussparungen aufweist, wobei der Luftkanal Wandabschnitte mit Führungsnuten besitzt. Zwischen den Seitenteilen des Wärmeübertragers und den Wandabschnitten sind dabei Dichtprofilleisten angeordnet, die einerseits in die Aussparung der Seitenteile und andererseits in die Führungsnuten eingreifen. Hierdurch ist nicht nur eine verbesserte Dichtwirkung möglich, sondern auch ein zumindest geringfügiger Toleranzausgleich.
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Generell ist bei den aus dem Stand der Technik bekannten Wärmeübertragern bzw. Klimaanlagen nachteilig, dass zur Adaption derselben an unterschiedliche Märkte beispielsweise Werkzeugwechseleinsätze eingeplant werden müssen, die deutlich höhere Investitionen erfordern. Zudem müssen für unterschiedliche Verdampfer unterschiedliche Gehäuse vorgehalten werden, die eigene Sachnummern besitzen und eine entsprechende Lagerhaltung mit eigenen Sachnummern erfordern. Darüber hinaus muss in der Fertigung sichergestellt werden, dass die richtigen Gehäuse bzw. Gehäusevarianten mit dem jeweils zugehörigen, richtigen Verdampfer verbaut werden, was im Enddefekt zu einer Erhöhung der Herstellkosten führt.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, eine Verdampfereinrichtung einer Klimaanlage so flexibel zu gestalten, dass diese in unterschiedlichsten Märkten und bei unterschiedlichsten Anforderungen ohne große Modifikationen einsetzbar sind.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, für eine Verdampfereinrichtung einer Klimaanlage ein Baukastensystem vorzusehen, mittels welchem unterschiedlichste Varianten, das heißt insbesondere für unterschiedlichste Märkte individuell angepasste Varianten vergleichsweise einfach herstellbar sind. Das erfindungsgemäße Baukastensystem weist dabei zumindest zwei Verdampfer unterschiedlicher Größe und/oder unterschiedlicher Form mit jeweils einem oberen und einem unteren Sammler und dazwischen angeordneten Flachrohren auf. Darüber hinaus umfasst das erfindungsgemäße Baukastensystem ein Gehäuse, in welchem einer der zumindest zwei Verdampfer alternativ aufnehmbar ist. Von besonderer Bedeutung bei dem erfindungsgemäßen Baukastensystem ist jedoch eine Adaptereinrichtung, mittels welcher Maßabweichungen aufgrund der unterschiedlichen Größe und unterschiedlichen Formen der einzelnen Verdampfer in Bezug auf das stets gleich ausgebildete Gehäuse ausgleichbar sind, so dass über die Adaptereinrichtung alternativ unterschiedliche Verdampfer in dem Gehäuse anordenbar sind. Ohne Adaptereinrichtung kann beispielsweise ein größerer Verdampfer in das Gehäuse eingebaut werden und mit Adaptereinrichtung ein kleinerer. Dies bietet den großen Vorteil, eine hinsichtlich ihrer Außenabmessung stets gleiche Verdampfereinrichtung einer Klimaanlage bereitstellen zu können, die sich lediglich hinsichtlich ihrer darin verbauten Komponenten, nämlich der Verdampfer unterscheidet und über dies an unterschiedliche Anforderungen, beispielsweise Märkte oder Länder, anpasst. Mit einem derartigen Baukastensystem lässt sich nicht nur die Fertigung deutlich flexibler gestalten, sondern es lässt sich auch eine Reduzierung der Teilevielfalt erreichen, wodurch nicht nur günstigere Lager- und Logistikkosten erzielbar sind, sondern auch günstigere Herstellkosten, da beispielsweise keine unterschiedlichen Werkzeuge zur Herstellung des Gehäuses mehr erforderlich sind.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist die Adaptereinrichtung derart ausgebildet, dass sie den zugehörigen Verdampfer so in dem Gehäuse anordnen, dass die Anschlüsse des jeweiligen Verdampfers mit den Anschlüssen am Gehäuse kommunizierend verbindbar sind. Die erfindungsgemäße Adaptereinrichtung ermöglicht es somit, zumindest zwei unterschiedlich große Verdampfer in dem Gehäuse so zu integrieren bzw. einzubauen, dass ein Zu- und Ablauf der jeweiligen Verdampfer mit einem Zu- und Ablauf des Gehäuses problemlos verbindbar ist, ohne dass hierfür weitere Adapter erforderlich wären. Zu jedem Verdampfer gehört dabei eine eigene Adaptereinrichtung, mit der Ausnahme des größten Verdampfers, der ohne Adaptereinrichtung in das Gehäuse einbaubar ist. Über jeweilige Adaptereinrichtungen werden somit unterschiedlichen Verdampfern die gleiche äußere Form, Höhe und Tiefe gegeben, so dass diese die gleichen Schnittstellen zum Gehäuse aufweisen.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist die Adaptereinrichtung zum Höhenausgleich, Tiefenausgleich, Breitenausgleich oder Formausgleich zumindest eine Aufsatzschale zum Aufsetzen auf den oberen oder unteren Sammler und/oder ein Seitenteil auf. Zumindest eine Aufsatzschale oder ein Seitenteil können dabei als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet sein, wobei zusätzlich optional denkbar ist, dass die Aufsatzschale und das Seitenteil über ein Filmscharnier miteinander verbunden und dadurch einteilig ausgebildet sind. Hierdurch ist es möglich, die die einzelnen Bestandteile der erfindungsgemäßen Adaptereinrichtung nicht nur kostengünstig (als Kunststoffspritzgussteil) auszubilden, sondern auch eine Reduzierung der Teilevielfalt zu erreichen, da beispielsweise zumindest eine Aufsatzschale und ein Seitenteil in einem Spritzgussvorgang hergestellt und als einteiliges, über ein Filmscharnier verbundenes Bauteil ausgebildet werden können. Bei einem derartigen kombinierten Bauteil wären dann zwei Seitenteil-/Aufsatzschalen-Kombinationen erforderlich, um den jeweiligen Verdampfer aufzunehmen. Diese Lösung ermöglicht auch eine problemlose Montage der Teiler am Verdampfer, insbesondere wenn die Verrohrung bereits angebracht ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weisen zumindest eine Aufsatzschale und/oder ein Seitenteil zumindest ein Federelement, insbesondere zumindest ein Blattfederelement, zum Toleranzausgleich gegenüber dem Gehäuse auf. Der Verdampfer selbst besitzt selbstverständlich ebenfalls Maßtoleranzen in X-, Y- und Z-Richtung, so dass zu dessen spielfreiem bzw. spielarmem Einbau im Gehäuse eine Kompensation dieser Toleranzen durch die Adaptereinrichtung erforderlich ist. Beispielsweise ist es möglich, einen Maßausgleich in Z-Richtung dadurch zu realisieren, dass eine mehrstufige Verrastung der Aufsatzschale mit dem oberen oder unteren Sammler möglich ist, so dass je nach Verrastungstiefe die einzelnen Maßtoleranzen kompensiert werden können. Ist beispielsweise das Seitenteil über ein Filmscharnier mit der Aufsatzschale verbunden, kann ein spielfreier/spielarmer Sitz des Verdampfers in der Adaptereinrichtung dadurch gewährleistet werden, dass die Verbindung zwischen dem Seitenteil und der Aufsatzschale so gestaltet wird, dass ein Maßausgleich in Z-Richtung möglich ist. Die Seitenteile selbst werden spielfrei bzw. spielarm mit dem Verdampfer verbunden, so dass dieser spielfrei bzw. spielarm in Z- und Y-Richtung in der aus Seitenteil und Aufsatzschale gebildeten Adaptereinrichtung (Einpassung) sitzt. Der eigentliche Toleranzausgleich zum Gehäuse erfolgt über das zumindest eine Federelement, welches beispielsweise als vorgekrümmtes Kunststoffblattfederelement ausgebildet sein kann. Diese sind so gestaltet, dass sie sich spritzgusstechnisch einfach herstellen lassen. Wenn erforderlich, ist zumindest ein Federelement vorzusehen, wobei es selbstverständlich auch hilfreich sein kann, zwei oder mehr Federelemente insbesondere Blattfederelemente, zu verwenden. Die Federeigenschaften der Blattfederelemente selbst können gut über deren Länge, Breite, Dicke und der Ausführung der Vorkrümmung auf die jeweiligen Randbedingungen abgestimmt werden. Abhängig von den Fertigungstoleranzen der verwendeten Verdampfer kann diese Art des Toleranzausgleichs auch nur bei einem Teil der Adaptereinrichtung (Seitenteil oder Aufsatzschale) zum Einsatz kommen. Abhängig von der Geometrie der einzelnen alternativ einzubauenden Verdampfer können auch nur die Seitenteile oder Aufsatzschalen für das Erzeugen einer einheitlichen Geometrie zum Gehäuse hin erforderlich sein.
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Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, eine zuvor beschriebene Adaptereinrichtung zu schaffen, mittels welcher Maßabweichungen aufgrund unterschiedlicher Größe und/oder unterschiedlicher Form von Verdampfern in Bezug auf das Gehäuse ausgleichbar sind, so dass mit oder ohne die Adaptereinrichtung alternativ unterschiedliche Verdampfer in einem Gehäuse einer Klimaanlage anordenbar sind. Diese sind darüber hinaus so ausgebildet, dass unterschiedlichste Verdampfer in dem Gehäuse angeordnet werden können, ohne dass die Anschlüsse des jeweilige Verdampfers noch entsprechend an die Anschlüsse am Gehäuse angepasst werden müssten. Durch die Ausbildung der Adaptereinrichtung als Kunststoffspritzgussteil kann diese zudem kostengünstig hergestellt werden.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch,
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1 ein erfindungsgemäßes Baukastensystem für eine Verdampfereinrichtung einer Klimaanlage,
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2 eine Explosionsdarstellung eines Verdampfers mit einer zugehörigen Adaptereinrichtung,
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3a bis 3d Seitenschalen der Adaptereinrichtung zum Ausgleich einer unterschiedlichen Breite einzelner Verdampfer,
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4a bis 4c jeweils ein Seitenteil zum Ausgleich einer unterschiedlichen Tiefe des Verdampfers,
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5 eine Ansicht auf eine erfindungsgemäße Aufsatzschale einer Adaptereinrichtung mit zwei Blattfedern,
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6 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Verdampfereinrichtung im Bereich einer Seitenschale.
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Entsprechend der 1, weist ein erfindungsgemäßes Baukastensystem 1 für eine Verdampfereinrichtung 14 einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges zumindest ein Gehäuse 2 auf, welches stets gleich groß ausgebildet ist. Darüber hinaus umfasst das erfindungsgemäße Baukastensystem 1 zumindest zwei Verdampfer 3 unterschiedlicher Größe und/oder unterschiedlicher Form, mit jeweils einem oberen Sammler 4 und einem unteren Sammler 5 sowie dazwischen angeordneten Flachrohren 6. Um nun die zumindest zwei unterschiedlich großen Verdampfer 3 in das gleich große Gehäuse 2 einbauen zu können, umfasst das erfindungsgemäße Baukastensystem 1 des Weiteren eine Adaptereinrichtung 7 (vgl. auch die 2), mittels welcher Maßabweichungen aufgrund der unterschiedlichen Größe und/oder der unterschiedlichen Form der Verdampfer 3 in Bezug auf das Gehäuse 2 ausgleichbar sind, so dass mit oder ohne die Adaptereinrichtung 7 alternativ unterschiedliche Verdampfer 3 in dem Gehäuse 2 anordenbar sind.
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Die Adaptereinrichtung 7 ist dabei derart ausgebildet, dass sie den zugehörigen Verdampfer 3 so in dem Gehäuse 2 angeordnet, dass die Anschlüsse des Verdampfers 3 mit den Anschlüssen am Gehäuse 2 einfach kommunizierend verbunden werden können. Die Adaptereinrichtung 7 ermöglicht so eine stets gleiche Schnittstelle zum Gehäuse 2 auch bei kleinerem Verdampfern 3. Generell können somit ohne Adaptereinrichtung 7 ein erster (großer) Verdampfer 3 und mit Adaptereinrichtung 7 ein zweiter (kleinerer) Verdampfer 3 in das gleiche Gehäuse 2 eingebaut werden. Sollen weitere Verdampfer 3 mit zu dem ersten und zweiten Verdampfer 3 abweichenden Formen oder maßen eingebaut werden, müssen weitere zum jeweiligen Verdampfer 3 zugehörige Adaptereinrichtungen 7 vorgesehen werden. Das Baukastensystem 1 ist somit beliebig erweiterbar.
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Generell weist die Adaptereinrichtung 7 zumindest eine Aufsatzschale 8 zum Aufsetzen auf den oberen oder unteren Sammler 4, 5 und/oder ein Seitenteil 9 (vgl. 2) auf. Die Aufsatzschale 8 und das Seitenteil 9 dienen dabei dem Höhenausgleich, Tiefenausgleich, Breitenausgleich oder Formausgleich und ermöglichen einen Einbau eines zugehörigen Verdampfers 3 in das Gehäuse 2. Betrachtet man dabei die Adaptereinrichtung 7 gemäß der 2, so kann man erkennen, dass die Aufsatzschale 8 und das Seitenteil 9 über ein Filmscharnier 10 miteinander verbunden sind, was ein zeitgleiches Herstellen der beiden Teile 8, 9, beispielsweise in einem Kunststoffspritzgusswerkzeug, ermöglicht. Hierdurch kann insbesondere die Teilevielfalt reduziert werden. Generell ist die gesamte Adaptereinrichtung 7 vorzugsweise als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet und dadurch vergleichsweise kostengünstig herstellbar.
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Die Aufsatzschalen 8 für den oberen Sammler 4 und den unteren Sammler 5 sind dabei vorzugsweise als Gleichteile ausgebildet, wobei selbstverständlich auch eine unterschiedliche Ausführungsform bei unterschiedlich großen Sammlern 4, 5 denkbar ist. In gleicher Weise sind auch die Seitenteile 9 vorzugsweise als Gleichteile ausgebildet, was ebenfalls zur Reduzierung der Teilevielfalt beiträgt.
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Betrachtet man die 3a bis 3d, so kann man aus diesen erkennen, dass das Seitenteil 9 der Adaptereinrichtung 7 unterschiedlichste Ausführungsformen aufweisen kann, um zu gewährleisten, das unterschiedlichst ausgebildete Verdampfer 3 in ein stets gleiches Gehäuse 2 eingebaut werden können. Über die in 3a bis 3d gezeigten Seitenteile 9 ist insbesondere ein Breitenausgleich unterschiedlich breiter Verdampfer 3 möglich. Demgegenüber zeigt die 4a bis c unterschiedliche Seitenteile 9, mittels welchen eine unterschiedliche Tiefe des jeweils zugehörigen Verdampfers 3 im Hinblick auf ein Gehäuse 2 ausgleichbar ist. Das Seitenteil 9 kann dabei über Rasthaken 11 mit den Flachrohren 6 des Verdampfers 3 verclipst werden.
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Zum Toleranzausgleich beispielsweise der Aufsatzschale 8 in Bezug auf den oberen Sammler 4 können nicht gezeigte Rastverbindungen eingesetzt werden, welche die Aufsatzschale 8 ähnlich einem Kabelbinder Maßtoleranz ausweichend gegenüber dem Verdampfer 3 fixieren. Dies ist erforderlich, da auch der Verdampfer 3 selbst Maßtoleranzen unterliegen kann.
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Um weitere Maßtoleranzen des Verdampfers 3 mit der Adaptereinrichtung 7 und dem diesen umgebenden Gehäuse 2 ausgleichen zu können, weisen zumindest eine Aufsatzschale 8 und/oder ein Seitenteil 9 zumindest ein Federelement 12, insbesondere zumindest ein Blattfederelement 13 (vgl. 5) auf. Das zumindest eine Federelement 12, insbesondere das zumindest eine Blattfederelement 13 kann dabei einen integralen Bestandteil der Aufsatzschale 8 oder des Seitenteils 9 bilden und insbesondere einstückig mit diesem als Grundstoffspritzgussteil hergestellt sein. Die Federeigenschaften des Federelements 12 bzw. des Blattfederelements 13 kann dabei über deren Länge, Breite, Dicke und der Ausführung der Vorkrümmung die jeweiligen Randbedingungen abgestimmt werden.
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6 zeigt nochmal eine Querschnittsdarstellung durch eine Verdampfereinrichtung 14 einer Klimaanlage mit dem in das Gehäuse 2 eingebauten Verdampfer 3, der aufgrund einer kleineren gewählten Ausführungsform über die Adaptereinrichtung 7, hier ist nur das Seitenteil 9 derselben zu sehen, im Gehäuse 2 gehalten wird.
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Mit dem erfindungsgemäßen Baukastensystem 1 ist es somit möglich, zumindest zwei unterschiedliche Verdampfer 3 in ein stets gleich großes Gehäuse 2 einzubauen, wobei der kleinere Verdampfer 3 über die Adaptereinrichtung 7 im Gehäuse 2 gehalten ist. Eine derartige Adaptereinrichtung 7 ist dabei als Kunststoffspritzgussteil vergleichsweise kostengünstig und einfach herzustellen, insbesondere deutlich kostengünstiger und einfacher als unterschiedliche Gehäuse 2. Sollen weitere Verdampfer 3 abweichender Größe und/oder Form in dem Gehäuse 2 montiert werden, müssten gegebenenfalls weitere Adaptereinrichtungen 7 vorgehalten werden. Insbesondere lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Baukastensystem 1 vergleichsweise flexibel auf unterschiedliche Anforderungen in unterschiedlichen Märkten bzw. Ländern reagieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2002-219929 A [0003]
- DE 102004017339 A1 [0004]
