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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungselement zum Verbinden von Schlauch-und/ oder Rohrleitungsabschnitten oder dergleichen.
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In der Regel weisen derartige Verbindungselemente einen Verbindungsnippel und eine Verbindungsmuffe auf. Der Verbindungsnippel und die Verbindungsmuffe sind jeweils an einem Ende der zu verbindenden Schlauch- bzw. Rohrleitungsabschnitte angeordnet. Zum Verbinden weist der Verbindungsnippel hierfür ein Nippelende und die Verbindungsmuffe ein Muffenende auf, wobei das Nippelende in das Muffenende einführbar ist, sodass eine Verbindung zwischen dem Verbindungsnippel und der Verbindungsmuffe herstellbar ist.
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Um die Verbindung zu sichern und ein Lösen der Verbindung bei Beaufschlagung mit einer Belastung, insbesondere einer Druckbeaufschlagung während der bestimmungsgemäßen Nutzung des Schlauch- und/ oder Rohrleitungsabschnitts zu verhindern, weisen derartige Verbindungelemente üblicherweise ein Klemmelement auf, welches aus wenigstens zwei Schalen besteht. Das Klemmelement ist aufgrund des mehrschaligen Aufbaus derart ausgebildet, dass es formschlüssig zumindest teilweise eine Nippelumfangsfläche des Verbindungsnippels und eine Muffenumfangsfläche der Verbindungsmuffe umgreift, wenn das Nippelende in das Muffenende eingeführt ist. Das Klemmelement umgreift also spangenartig den Verbindungsnippel und die Verbindungsmuffe, um derart eine Trennung des Verbindungsnippels und der Verbindungsmuffe zu verhindern.
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Derartige Verbindungelemente haben den Vorteil, dass die zu verbindenden Schlauch- bzw. Rohrabschnitte relativ zueinander drehbar sind und kein spezielles Werkzeug zum Herstellen bzw. Lösen der Verbindung benötigt wird. Zudem weisen derartige Verbindungselemente einen einfachen konstruktiven Aufbau auf und sind demnach kostengünstig herzustellen. Bei derartigen aus dem Stand der Technik bekannten Verbindungselementen kann sich jedoch die Verbindung ungewollt lösen, beispielsweise wenn das Verbindungelement bei einer Bewegung der Schlauch- bzw. Rohrabschnitte an einem Gegenstand in der Umgebung hängenbleibt und das Klemmelement dadurch von dem Verbindungsnippel bzw. von der Verbindungsmuffe gezogen wird. Wenn die Verbindung unter Druck steht, führt dies zum sofortigen Lösen der Verbindung und zum Austritt von in den Schläuchen bzw. Rohren transportiertem Medium.
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Dieses Problem wurde bereits in der Vergangenheit erkannt und wird beispielsweise durch die
DE 196 42 338 C1 gelöst. Hier ist das Klemmelement aus zwei Halbschalen gebildet, formschlüssig in entsprechende Vorsprünge des Verbindungsnippels und der Verbindungsmuffe eingreifen und die über ein Federelement zusammengehalten werden. Da die Vorsprünge sowie die entsprechende Aufnahme des Klemmelements angeschrägt sind, ist die Verbindung bei Druckbeaufschlagung selbsthemmend. Um ein ungewolltes Ablösen des Klemmelements zu verhindern bzw. um das Klemmelement selbst zu sichern weist entweder der Verbindungsnippel oder die Verbindungsmuffe ein Außengewinde auf, auf welchem eine Sicherungsmutter läuft. Die Sicherungsmutter kann nach dem Aufsetzen des Klemmelements mit diesem verschraubt werden, sodass ein ungewolltes Lösen der Verbindung wirksam und dauerhaft verhindert wird.
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Das aus der
DE 196 43 338 C1 bekannte Verbindungselement weist jedoch konstruktionsbedingt das Außengewinde sowie die Sicherungsmutter auf. Mithin sind die Fertigungskosten gegenüber den Eingangs genannten Verbindungselement deutlich erhöht, da sowohl ein Gewinde auf den Verbindungsnippel oder die Verbindungsmuffe geschnitten werden muss, als auch eine Sicherungsmutter zwingend vorgesehen ist. Ferner kann das Gewinde beim Gebrauch verschmutzen oder durch unsachgemäßen Umgang, bspw. Einsatz überhöhter Schraubkräfte zum Verbinden der Gewindeteile, verschleißen, so dass eine bestimmungsgemäße Bedienung erschwert oder sogar gänzlich unmöglich wird. Zudem kann bei unsachgemäßer Bedienung die Gewindestruktur sogar direkt beschädigt werden, so dass der Verbindungsnippel bzw. die Verbindungsmuffe nur schwergängig verbindbar bzw. voneinander lösbar sind und damit das Verbindungselement unbrauchbar wird und ersetzt werden muss. Dies tritt insbesondere in einer der typischen Anwendungssituationen des Verbindungselements im Einsatz unter Tage auf, wenn das Gewinde während des Kohle- bzw. Rohstoffabbaus durch Anlagerung von Kohlen- oder anderer Rohstoffabbaupartikel brikettiert.
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Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verbindungselement zum Verbinden von Schlauch- bzw. Rohrabschnitten aufzuzeigen, bei welchem das ungewollte Lösen der Verbindung der Schlauch- bzw. Rohrabschnitte wirksam verhindert wird und welches gleichzeitig eine kostengünstige Fertigung bei hoher Lebensdauer des Verbindungselements ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verbindungselements sind in den Ansprüchen 2 bis 11 beschrieben.
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Das erfindungsgemäße Verbindungselement zeichnet sich gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verbindungselementen dadurch aus, dass das Verbindungselement ein erstes Sicherungselement aufweist, und dass das Klemmelement einen ersten zumindest teilweise umlaufenden Aufnahmebereich zur Aufnahme des ersten Sicherungselements aufweist. Ferner zeichnet sich das erfindungsgemäße Verbindungselement dadurch aus, dass das erste Sicherungselement separat vom Verbindungsnippel und von der Verbindungsmuffe ausgebildet ist. Zum Sichern des Klemmelements wird also keine Sicherungsmutter und kein Außengewinde auf dem Verbindungsnippel oder der Verbindungsmuffe benötigt. Vielmehr wird das mehrschalige Klemmelement nach dem formschlüssigen Aufsetzen auf die Umfangsflächen des Verbindungsnippels bzw. der Verbindungsmuffe durch ein separates Sicherungselement gesichert, welches in einem Aufnahmebereich des Klemmelements aufgenommen ist. Das Sicherungselement ist unabhängig von der Verbindungsmuffe oder dem Verbindungsnippel und kann daher bei Verlust oder Beschädigung einfach ausgetauscht werden, ohne dass der Verbindungsnippel oder die Verbindungsmuffe ebenfalls auszutauschen wären. Ferner ist eine Schraubverbindung nicht notwendig, sodass die oben beschriebenen Nachteile nicht auftreten und sich insgesamt eine kostengünstige Fertigung bei hoher Lebensdauer ergibt.
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Zweckmäßigerweise weist das Verbindungselement ein zweites Sicherungselement und das Klemmelement einen zweiten zumindest teilweise umlaufenden Aufnahmebereich zur Aufnahme des zweiten Sicherungselements auf. Das zweite Sicherungselement ist hierbei separat vom Verbindungsnippel und der Verbindungsmuffe ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass durch die redundante Sicherung der Verbindung eine besonders belastbare und dauerhaft haltbare Verbindung der Schlauch- bzw. Rohrabschnitte geschaffen wird. Insbesondere ist es sinnvoll, wenn das erste Sicherungselement axial an einem Ende des Klemmelements aufgenommen wird, und das zweite Sicherungselement axial am anderen Ende des Klemmelements aufgenommen wird.
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Es ist von Vorteil, wenn das erste Sicherungselement ein erster Sicherungsring ist und der erste Aufnahmebereich eine erste Nut ist. Der Sicherungsring kann dann schnell und einfach in die dafür vorgesehene Nut am Klemmelement eingebracht werden, sodass ein Lösen des Klemmelements wirksam verhindert wird. Alternativ ist es von Vorteil, wenn das erste Sicherungselement ein erstes Profilelement ist und der erste Aufnahmebereich ein erster Absatz ist. Das Profilelement kann schnell und einfach auf den dafür vorgesehenen Absatz aufgeschoben werden, sodass ein Lösen des Klemmelements wirksam verhindert wird. Ferner kann so auch gewährleistest werden, dass das Sicherungselement unkompliziert ersetzt werden kann, wenn es beschädigt ist oder verlustig gegangen ist.
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Insofern ist es auch vorteilhaft, wenn das zweite Sicherungselement ein zweiter Sicherungsring ist und der zweite Aufnahmebereich eine zweite Nut ist, oder dass das zweite Sicherungselement ein zweites Profilelement ist und der zweite Aufnahmebereich ein zweiter Absatz ist. Somit ergeben sich die oben genannten Vorteile auch für das zweite Sicherungselement, ganz unabhängig davon, ob es als Sicherungsring oder als Profilelement ausgeführt ist.
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Es ist insbesondere zweckmäßig, wenn der erste und/ oder der zweite Sicherungsring aus Federstahl sind, insbesondere aus Federstahldraht. Mithin kann der Sicherungsring bzw. können die Sicherungsringe einfach in der Nut aufgenommen werden. Das Klemmelement ist daher zuverlässig gegen ein ungewolltes Lösen von dem Verbindungsnippel bzw. der Verbindungsmuffe gesichert.
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Ferner ist es zweckmäßig, wenn der erste und/ oder der zweite Sicherungsring eine Demontagenase aufweist bzw. aufweisen. Diese Demontagenase ist insbesondere gegenüberliegend von der zur Montage notwendigen Öffnung des Sicherungsrings vorgesehen und so ausgebildet, dass man mit einem Werkzeug, beispielsweise einem Schraubendreher oder einer Zange, in die Demontagenase eingreifen und den Sicherungsring aus der Nut heraushebeln kann. Mithin kann der Sicherungsring schnell und einfach aus der Nut entfernt werden, sodass die Verbindung zwischen den Schlauch- bzw. Rohrabschnitten gelöst werden kann. Auch erlaubt dies ein schnelles und unkompliziertes Ersetzen des Sicherungsrings, wenn dieser beispielsweise beschädigt oder sonst wie unbrauchbar ist.
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Alternativ ist es vorteilhaft, dass das erste und/ oder das zweite Profilelement als Rechteckprofil ausgebildet ist bzw. sind. Der zur Aufnahme des Profilelements vorgesehene Absatz am Klemmelement ist somit ebenfalls rechteckig ausgebildet, sodass das Profilelement auf den Absatz aufgeschoben werden kann. Somit wird ein ungewolltes Lösen des Klemmelements und damit der Verbindung der Schlauch- bzw. Rohrabschnitte sicher und wirksam verhindert.
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Zweckmäßigerweise ist bzw. sind das erste Profilelement und/ oder das zweite Profilelement aus Federstahl. Somit ist eine entsprechende Langlebigkeit des Profilelements bei dauerhaftem Einsatz zu erreichen. Alternativ ist bzw. sind das erste Profilelement und/ oder das zweite Profilelement aus federnden Kunststoff, insbesondere aus hochfestem federnden Kunststoff gefertigt. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, dass das Profilelement als Spritzteil herstellbar ist und daher die Fertigungskosten noch weiter reduziert werden können.
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Wenn besondere Anforderungen an die Sicherheit der Verbindung gestellt werden, kann es unabhängig von den Fertigungskosten alternativ auch sinnvoll sein, dass das Verbindungelement zusätzlich eine wie aus der
DE 196 42 338 C1 bekannte Sicherungsmutter aufweist, und der Verbindungsnippel oder die Verbindungmuffe ein Außengewinde aufweist, wobei die Sicherungsmutter gegen das Klemmelement verschraubbar ist. In diesem Fall ist das Sicherungselement als zusätzliche Sicherung vorgesehen, um so ein Ablösen des Klemmelements wirksam zu unterbinden.
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Zusammenfassend kann das erfindungsgemäße Verbindungselement also über ein Sicherungselement oder über zwei Sicherungselemente verfügen, die entweder als Sicherungsring oder Profilelement bzw. als eine Kombination daraus ausgeführt sind. Alternativ kann das Verbindungselement über eine Sicherungsmutter verfügen, wobei ein Sicherungselement, Sicherungsring oder Profilelement, als redundante Sicherung vorgesehen ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher beschrieben. Hierbei zeigen schematisch:
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1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Verbindungselements mit einer ersten Ausführungsform des Klemmelements;
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2 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform des Klemmelements eines erfindungsgemäßen Verbindungselements; und
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3 eine Ansicht eines Sicherungselements in Form eines Sicherungsrings.
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1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Verbindungselements 1 zum Verbinden von Schlauch- bzw. Rohrabschnitten. Das Verbindungselement 1 weist einen Verbindungsnippel 2 und eine Verbindungsmuffe 3 auf. Der Verbindungsnippel 2 weist an einem Ende ein Nippelende 5 und an dem anderen Ende eine Aufnahmestruktur zur Befestigung eines Schlauch- bzw. Rohrendes auf. An dieser ist ein erstes zu verbindendes Schlauch- bzw. Rohrende 30 befestigt. Die Verbindungsmuffe 3 weist an einem Ende ein Muffenende 6 und an dem anderen Ende eine Aufnahmestruktur zur Befestigung eines Schlauch- bzw. Rohrendes auf. An dieser ist ein zweites mit dem ersten Schlauch- bzw. Rohrende 20 zu verbindendes Schlauch- bzw. Rohrende 40 befestigt. Das Nippelende 5 des Verbindungsnippels 2 ist in das Muffenende 6 der Verbindungsmuffe 3 eingeführt, sodass eine Verbindung zwischen dem Verbindungsnippel 2 und der Verbindungsmuffe 3 und somit zwischen dem an dem Verbindungsnippel 2 befestigten Schlauch- bzw. Rohrabschnitt 30 und dem an der Verbindungsmuffe 3 befestigten Schlauch- bzw. Rohrabschnitt 40 besteht. Wie dargestellt kann das Nippelende 5 des Verbindungsnippels 2 eine umlaufende Nut 16 mit einem darin angeordneten O-Ring 17 aufweisen, um eine zusätzliche Abdichtung der Verbindung zu erreichen. Die an dem Verbindungsnippel 2 und der Verbindungsmuffe 3 vorgesehenen Aufnahmestrukturen zur Befestigung des Schlauch- bzw. Rohrabschnitts 30, 40 sind in der gezeigten Ausführungsform mit umlaufenden Rastvorsprüngen bzw. Rippen versehen. Denkbar sind auch andere Arten von Aufnahmestrukturen wie bspw. gewellte Enden, auch unter Verwendung von Schlauchbindern.
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Der Verbindungsnippel 2 hat eine äußere Nippelumfangsfläche 7 und die Verbindungsmuffe 3 hat eine äußere Muffenumfangsfläche 8. Um diese äußeren Umfangsflächen 7, 8 ist formschlüssig ein Klemmteil 4 gelegt, welches die äußeren Umfangsflächen 7, 8 so umschließt, dass die Verbindung zwischen dem Verbindungsnippel 2 und der Verbindungsmuffe 3 gesichert ist. Hierfür weist der Verbindungsnippel 2 ein Vorsprung 18 und die Verbindungsmuffe 3 eine Überkragung 19 auf. Das Nippelende 5 des Verbindungsnippels 2 ist in der Überkragung 19 am Muffenende 6 der Verbindungsmuffe 3 aufgenommen. Die Überkragung 19 und der Vorsprung 18 bilden eine flanschartige umlaufende Struktur, die formschlüssig vom Klemmelement 4 umschlossen wird.
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Damit das Klemmelement 4 um die äußeren Umfangsflächen 7, 8 gelegt werden kann, ist es mehrteilig, insbesondere aus schalenähnlichen Elementen aufgebaut. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht das Klemmelement 4 aus zwei Klemmschalen 20, 21, die über ein am Außenumfang anliegendes Federelement 22 so miteinander verbunden sind, dass die Klemmschalen 20, 21 eine radiale Klemmkraft ausüben. Zum Befestigen des Klemmelements 4 werden die beiden Klemmschalen 20, 21 auseinandergezogen und über die äußeren Umfangsflächen 7, 8 gesetzt. Aufgrund der vom Federelement 22 ausgeübten Federkraft werden die beiden Klemmschalen 20, 21 dann auf die äußeren Umfangsflächen 7, 8 gedrückt, sodass das Klemmelement 4 die Verbindung zwischen dem Verbindungsnippel 2 und der Verbindungsmuffe 3 sichert.
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Um zu verhindern, dass das Klemmelement 4 sich ungewollt von den Umfangsflächen 7, 8 löst, ist das Klemmelement 4 in der 1 rechtsseitig erfindungsgemäß mit einem Sicherungselement 9 gesichert. Das Sicherungselement 9 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in Form eines Profilelements ausgeführt. Das Sicherungselement 9 ist in einem als Absatz ausgeführten Aufnahmebereich 10 des Klemmelements 4 aufgenommen. Zur Montage wird das Sicherungselement 9 axial über das Klemmelement 4 geschoben, sodass die beiden Klemmschalen 20, 21, die das Klemmelement 4 bilden, nicht auseinandergezogen werden können.
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Zudem ist das Klemmelement 4 in der 1 linksseitig über eine bekannte Sicherungsmutter 14 gesichert. Diese wirkt mit einem Außengewinde 15 zusammen, welches auf dem Verbindungsnippel 2 aufgeschnitten ist. Die Sicherungsmutter 14 ist so gegen das Klemmelement 4 verschraubt, dass diese verhindert, dass sich die Klemmschalen 20, 21 voneinander trennen.
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In 2 ist ein Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klemmschale 4 aufweisend eine erste Klemmschale 20 und eine zweite Klemmschale 21 gezeigt. Die Klemmschale 4 weist an ihrem einen axialen Ende einen ersten Aufnahmebereich 10 in Form einer umlaufenden Nut auf. An ihrem zweiten axialen Ende weist die Klemmschale 4 einen zweiten Aufnahmebereich 12 in Form eines umlaufenden Absatzes auf. Ein erstes Sicherungselement 9 in Form eines Sicherungsrings ist im ersten Aufnahmebereich 10 aufgenommen. Im zweiten Aufnahmebereich 12 ist ein zweites Sicherungselement 11 aufgenommen, welches, im Unterschied dem ersten Ausführungsbeispiel, in Form eines Profilelements ausgeführt ist. Durch das Vorsehen von zwei Sicherungselement 9, 11 kann eine redundante Sicherung erzielt werden. Denkbar ist, dass, wie dargestellt, zwei verschieden gestaltete Sicherungselemente 9, 11 eingesetzt werden, jedoch ist es zweckmäßig nur eine Art von einheitlichen Sicherungselementen 9 einzusetzen, sodass diese zweckmäßiger Weise gegeneinander austauschbar sind.
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Wenn das Sicherungselement 9, 11 in Form eines Profilelements ausgeführt ist, empfiehlt es sich, ein Rechteckprofil aus Federstahl oder hochfesten federnden Kunststoff zu wählen, sodass ein Verdrehen des Sicherungselements 9, 11 verhindert wird. In diesem Fall wird das Sicherungselement 9, 11 auf den Aufnahmebereich 10, 12 in Form eines Absatzes in axialer Richtung aufgeschoben.
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Ist das Sicherungselement 9, 11 in Form eines Sicherungsrings, wie in 3 dargestellt, ausgeführt, wird das Sicherungselement 9, 11 in die Aufnahme 10, 12 in Form einer Nut in radialer Richtung eingeschoben. Zum Entfernen des Sicherungselements 9, 11 weist dieses eine Demontagenase 13 auf, in welche ein geeignetes Werkzeug, beispielsweise ein Schraubendreher, eingeführt werden kann. Durch eine radial nach außen gerichtete Kraft kann das Sicherungselement 9, 11 aus dem in Form einer Nut ausgeführten Aufnahmebereich 10, 12 in radialer Richtung entfernt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verbindungselement
- 2
- Verbindungsnippel
- 3
- Verbindungsmuffe
- 4
- Klemmelement
- 5
- Nippelende des Verbindungsnippels
- 6
- Muffenende der Verbindungsmuffe
- 7
- Nippelumfangsfläche des Verbindungsnippels
- 8
- Muffenumfangsfläche der Verbindungsmuffe
- 9
- erstes Sicherungselement
- 10
- erster Aufnahmebereich
- 11
- zweites Sicherungselement
- 12
- zweiter Aufnahmebereich
- 13
- Demontagenase
- 14
- Sicherungsmutter
- 15
- Außengewinde
- 16
- Nut
- 17
- O-Ring
- 18
- Vorsprung
- 19
- Überkragung
- 20
- Erste Klemmschale
- 21
- Zweite Klemmschale
- 22
- Federelement
- 30
- Erstes Schlauch- bzw. Rohrende
- 40
- Zweites Schlauch- bzw. Rohrende
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19642338 C1 [0005, 0017]
- DE 19643338 C1 [0006]
