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Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für zumindest eine Absperrvorrichtung, wobei die Absperrvorrichtung in oder an einem Abluftkanal oder Zuluftkanal für eine Abluft- und/oder Zulufteinrichtung, z. B. für eine Dunstabzugshaube, angeordnet ist,
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wobei die Steuereinrichtung einerseits mit einem Klappenantrieb zum Öffnen und Schließen eines Absperrelementes der Absperrvorrichtung und andererseits mit dem Stromversorgungsanschluss der Abluft- und/oder Zulufteinrichtung, z. B. Dunstabzugshaube verbindbar ist,
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wobei die Steuereinrichtung eine Messeinrichtung aufweist, mit der der von der Abluft- und/oder Zulufteinrichtung, z. B. Dunstabzugshaube aufgenommene Betriebsstrom messbar ist.
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Bei der Abluft- und/oder Zulufteinrichtung kann es sich folglich bevorzugt um eine Dunstabzugshaube mit einem Lüfter bzw. Ventilator und ggf. einer Beleuchtung handeln. Die Erfindung umfasst aber auch Steuereinrichtungen für andere Abluft- und/oder Zulufteinrichtungen mit zumindest einem Lüfter/Ventilator, z. B. für Kamin-Zuluft, für Rohr-Lüfter in Bad und WC, für Sauna-Entlüftung, für Über-Dachentlüftung, für Wäschetrockner, für Zentral-Staubsauger, für Garagen und/oder für Zwangsbelüftungen.
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Eine solche Absperrvorrichtung, die z. B. in einen Abluftkanal oder Zuluftkanal bzw. in eine Lüftungsdurchbrechung einer Gebäudewand oder dergleichen, einsetzbar oder an dieser befestigbar ist, wird auch als „Mauerkasten“ bezeichnet. Über den Abluftkanal bzw. die Lüftungsdurchbrechung wird z. B. der von einer Dunstabzugshaube abgesaugte Luftstrom ins Freie geblasen. Um Wärmeverluste über den Abluftkanal bzw. die Lüftungsdurchbrechung zu vermeiden, ist die Absperrvorrichtung mit einem Absperrelement versehen, das über einen Antrieb geöffnet und geschlossen werden kann. Das Absperrelement kann z. B. als (schwenkbare) Absperrklappe ausgebildet sein. Die Erfindung umfasst aber auch Ausführungsformen, bei denen die Absperrvorrichtung mit Absperrelementen anderer Bauart, z. B. verschiebbaren Absperrelementen versehen ist. Die Absperrvorrichtung wird dabei automatisiert von einem Antrieb betätigt, der im Rahmen der Erfindung als Klappenantrieb bezeichnet wird, auch wenn die Absperrelemente nicht zwingend als Klappen ausgebildet sein müssen. Die Steuereinrichtung gewährleistet ein automatisiertes Öffnen und Schließen des Absperrelementes in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Dunstabzugshaube. Denn zur Vermeidung unnötiger Wärmeverluste soll die Absperrklappe nur dann Öffnen bzw. geöffnet bleiben, wenn die Dunstabzugshaube tatsächlich eingeschaltet ist und folglich der Lüfter bzw. Ventilator der Dunstabzugshaube in Betrieb ist, da nur in diesem Fall Abluft über die Dunstabzugshaube abgesaugt und über die Absperrvorrichtung ausgeblasen wird.
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Eine Absperrvorrichtung für eine Lüftungsdurchbrechung einer Gebäudewand, die mit einem motorischen Klappenantrieb versehen ist, ist z. B. aus der
WO 2011/032863 A1 bekannt.
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Steuereinrichtungen, die in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Dunstabzugshaube die Absperrvorrichtung öffnen oder schließen, sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Dabei besteht stets das Bedürfnis, dass die Steuereinrichtung das Absperrelement nur dann öffnet, wenn tatsächlich auch der Lüfter bzw. Ventilator der Dunstabzugshaube eingeschaltet ist. Sofern lediglich die Beleuchtung der Dunstabzugshaube, die bei modernen Dunstabzugshauben stets vorgesehen ist, eingeschaltet wird, soll die Absperrklappe geschlossen werden bzw. geschlossen bleiben. Diese Funktionalität ist zur Vermeidung von Wärmeverlusten und damit von Energieverlusten deshalb wichtig, weil die Beleuchtung von Dunstabzugshauben sehr häufig auch als Arbeitsbeleuchtung oder auch Ambiente-Beleuchtung benutzt wird, ohne dass der Lüfter der Dunstabzugshaube tatsächlich eingeschaltet ist.
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So kennt man z. B. relaisgesteuerte Lösungen, bei denen das Absperrelement über einen potenzialfreien Schalter (Relais) angesteuert wird, wobei das Relais in den Lüfter-Stromkreis der Dunsthaube eingebunden wird. Dabei handelt es sich um eine recht einfache aber auch zuverlässige Art der Ansteuerung, denn es ist stets gewährleistet, dass der Mauerkasten immer nur dann öffnet, wenn der Lüfter der Dunsthaube läuft und dass der Mauerkasten in jedem Fall geschlossen bleibt, wenn nur das Licht der Haube eingeschaltet wird, da das Relais nur in den Lüfterstromkreis eingebunden ist. Nachteilig ist bei dieser Lösung, dass sie nicht universell für beliebige Dunsthauben einsetzbar ist, da sie nur mit solchen Dunsthauben realisierbar ist, die werksseitig mit einem Relais ausgerüstet sind. Eine Nachrüstung der Dunsthauben ist zwar möglich, jedoch mit Zusatzkosten und zusätzlichem Aufwand verbunden, da in die Elektrik bzw. Elektronik der Dunsthaube eingegriffen werden muss. Solche Arbeiten müssen fachmännisch durchgeführt werden und können dennoch zu Garantieverlusten führen.
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Aus diesem Grunde werden in der Praxis auch luftstrom- bzw. temperaturgesteuerte Lösungen eingesetzt. Dabei ist im Abluftstrom ein Temperatur-Sensor vorgesehen. Die Steuerung detektiert auftretende Temperaturunterschiede zwischen diesen Sensor im Abluftstrom und einem zweiten Referenzsensor, der nicht im Luftstrom angeordnet ist, so dass der Mauerkasten im Falle eines Temperaturunterschiedes öffnet. Damit lässt sich zwar ein Öffnen des Mauerkastens vermeiden, wenn lediglich das Licht der Abzugshaube eingeschaltet wird. Dennoch sind Funktionsstörungen insbesondere nach langen Betriebsdauern möglich, da es dann zu recht starken Verschmutzungen am Sensor, z. B. durch Rest-Fett kommen kann, so dass die Sensibilität des Sensor beeinträchtigt wird und dieser schließlich ausfallen kann.
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Die beschriebenen Nachteile lassen sich durch eine Steuereinrichtung vermeiden, die auf einer Detektierung des Stroms basiert, den die Dunstabzugshaube bei Betrieb aufnimmt. So kennt man aus der Praxis eine Steuereinrichtung der eingangs beschriebenen Art, welche eine Messeinrichtung aufweist, mit der der von der Dunstabzugshaube aufgenommene Betriebsstrom gemessen wird. Dazu wird der Stromversorgungsanschluss (d. h. der Netzstecker) der Dunstabzugshaube in die Steuereinrichtung gesteckt, so dass die gesamte Stromaufnahme der Dunstabzugshaube gemessen wird. In der Steuereinrichtung wird durch „Anlernen“ einerseits ein Wert für die Stromaufnahme durch die Beleuchtung und andererseits ein Wert durch die Stromaufnahme des Lüfters in der „untersten Lüfterstufe“ abgelegt bzw. einprogrammiert. Sofern die Stromaufnahme den für die Beleuchtung gespeicherten Wert nicht übersteigt, bleibt das Absperrelement geschlossen. Sofern die Stromaufnahme jedoch über dem für die „Lüfterstufe 1“ hinterlegten Wert liegt, wird das Absperrelement geöffnet. Auf diese Weise kann die Steuerung sehr zuverlässig unterscheiden, ob bei Betrieb der Dunstabzugshaube lediglich die Beleuchtung oder alternativ oder ergänzend der Lüfter eingeschaltet ist. Eine solche Steuerung beruht dabei auf der Tatsache, dass die Stromaufnahme der Beleuchtung deutlich geringer als die Stromaufnahme bei Lüfterbetrieb ist, so dass über den Stromsensor zuverlässig zwischen Beleuchtung einerseits und Lüfterbetrieb andererseits unterschieden werden kann. Ein besonderer Vorteil dieser Steuerungsart besteht darin, dass die Steuerung unabhängig vom Haubentyp funktioniert und keine Modifikationen an der Haube erforderlich sind, da einfach die „Gesamt-Stromaufnahme“ bzw. „Gesamt-Leistungsaufnahme“ der Haube detektiert werden muss.
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Solche Steuerungen mit Stromsensor haben sich in der Praxis daher hervorragend bewährt. Sie stoßen jedoch dann an ihre Grenzen, wenn nicht zuverlässig zwischen Beleuchtungsstrom einerseits und Lüfterstrom andererseits unterschieden werden kann. Dieses kann z. B. bei modernen Geräten der Fall sein, die extrem energiesparend arbeiten, so dass selbst bei leistungsarmen Leuchtmitteln durch sehr leistungsarme Lüfter-Motoren der Abstand zwischen Beleuchtungsstrom einerseits und Lüfterstrom andererseits so gering ausfallen, dass eine zuverlässige Unterscheidung mit handelsüblichen Sensoren nicht mehr ohne Weiteres möglich ist. Dieses würde bei bekannten Steuereinrichtungen dazu führen, dass die Haube bei niedriger Lüfterstufe gar nicht mehr oder nur gemeinsam mit der Beleuchtung genutzt werden kann. Alternativ könnte die Programmierung der Steuerung so erfolgen, dass das Absperrelement nur dann öffnet, wenn außerdem auch die Beleuchtung eingeschaltet wird. Diese Überlegung würde jedoch dem Grundkonzept eines energiesparenden Mauerkastens widersprechen. Problematisch ist außerdem die Tatsache, dass die Gegebenheiten sich letztlich erst nach dem Kauf und der Installation einer Dunstabzugshaube ermitteln lassen, so dass im Vorfeld nur schwer erkennbar ist, ob die Dunstabzugshaube mit der gewünschten Stromsensor-Steuerung arbeiten kann oder nicht.
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Es wäre zwar möglich, zusätzlich zu dem Stromsensor weitere „Abfragen“ bzw. Sensoren vorzusehen. So könnte z. B. über eine Drehzahl-Erkennung (per Hall-Sensor oder per Lichtsensor) festgestellt werden, ob der Lüfter läuft oder lediglich das Licht eingeschaltet ist. Ähnliches könnte durch eine Lüfter-Erkennung per Vibrationssensor, per Staudruck-Röhrchen oder Mikrofon realisiert werden. Dieses setzt jedoch zusätzliche Maßnahmen voraus, die mit Kosten verbunden sind und zusätzliche Installationen voraussetzen und im Übrigen zum Teil auch nicht zuverlässig funktionieren. – Hier setzt die Erfindung ein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die auf einfache und kostengünstige Weise zuverlässig eine optimale Steuerung einer Absperrklappe ermöglicht und die im Zusammenhang mit einer Dunstabzugshaube insbesondere gewährleistet, dass die Absperrvorrichtung nur bei eingeschaltetem Lüfter und nicht bei lediglich eingeschalteter Beleuchtung der Dunstabzugshaube öffnet, und zwar universell für beliebige Dunstabzugshaubentypen und ohne dass Modifikationen an der Dunstabzugshaube bzw. deren Steuerung oder dergleichen erforderlich sind.
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Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Steuereinrichtung der eingangs beschriebenen Art, dass die Steuereinrichtung so eingerichtet ist bzw. so programmiert ist, dass der Klappenantrieb zum Öffnen oder Schließen des Absperrelementes in Abhängigkeit von einer (auftretenden oder nicht auftretenden) zeitlichen Veränderung des Betriebsstroms (als Reaktion auf das Öffnen oder Schließen des Absperrelementes) angesteuert wird. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung so eingerichtet ist, dass der Klappenantrieb in Abhängigkeit von sowohl dem Wert bzw. Absolutwert des Betriebsstroms als auch von der zeitlichen Veränderung des Betriebsstroms angesteuert wird.
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Die Erfindung geht dabei zunächst einmal von der Erkenntnis aus, dass eine Steuerung der Absperrklappe auf der Basis einer Strommessung vorteilhaft ist, da diese einfache und kostengünstig realisiert werden kann und keine Modifikationen an einer Dunstabzugshaube bzw. deren Elektrik/Elektronik voraussetzt. Die Erfindung hat jedoch erkannt, dass eine Steuerung über eine solche Strommessung bei der enormen Variantenvielfalt von Dunstabzugshauben dann besonders zuverlässig funktioniert, wenn alternativ oder bevorzugt ergänzend zu der Messung eines Wertes bzw. Absolutwertes des Betriebsstroms ein anderes und bevorzugt zusätzliches Kriterium in die Steuerung bzw. deren Auswertung einfließt, welches eine zuverlässige Unterscheidung zwischen Beleuchtungsbetrieb und Lüfterbetrieb auch dann ermöglicht, wenn die Stromaufnahme der Beleuchtung in etwa der Stromaufnahme des Lüfters entspricht. Dieses (zweite) Kriterium wird erfindungsgemäß dadurch zur Verfügung gestellt, dass (zusätzlich zu dem absoluten Wert des Betriebsstroms) überwacht wird, wie der Betriebsstrom (zeitlich) auf das Öffnen oder Schließen der Klappe (bzw. eines anderen Absperrelementes) reagiert. Denn vollkommen unabhängig vom Haubentyp oder der Einbausituation und auch vollkommen unabhängig von den Absolutwerten des aufgenommenen Gesamtstroms der Dunstabzugshauben ist stets gewährleistet, dass sich relative zeitliche Veränderungen der Stromaufnahme bei allen Hauben stets identisch verhalten. Denn wenn der Lüfter gegen eine geschlossene Klappe bläst, steigt die Stromaufnahme. Wird die Klappe bei laufendem Lüfter geöffnet, fällt die Stromabnahme ab und bleibt anschließend konstant. Diese Zustände bzw. Zustandsänderungen lassen sich erfindungsgemäß sehr einfach elektronisch erfassen und auswerten, denn es ist – wie bei herkömmlichen Steuereinrichtungen, die auf Basis von Strommessungen arbeiten – lediglich eine Strommessung erforderlich. Es ist lediglich eine Anpassung hinsichtlich der Auswertung erforderlich, die sich zwar grundsätzlich durch eine modifizierte Auswerte-Hardware, besonders bevorzugt jedoch sehr einfach durch Anpassung der Programmierung und folglich der Software realisieren lässt.
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Mit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung lässt sich somit bei beliebigen Haubentypen und beliebigen Einbausituationen sehr zuverlässig unterscheiden, ob lediglich die Beleuchtung oder lediglich der Lüfter eingeschaltet wird, und zwar auch dann, wenn Beleuchtung einerseits und Lüfter andererseits exakt identische Stromaufnahmen haben oder Lichtleistung einerseits und Lüfterleistung andererseits (z. B. in der Stufe 1) überlappen. Diese Zustände, die durch (bloße) Bestimmung der Absolutwerte der Stromaufnahme nicht zu unterscheiden waren, lassen sich nun erfindungsgemäß sehr zuverlässig auflösen, so dass eine einwandfreie Steuerung der Absperrvorrichtung gelingt. Sind z. B. Beleuchtungsstrom und Lüfterstrom (in Stufe 1) identisch und wird der Lüfter in Stufe 1 eingeschaltet und bleibt die Klappe zunächst zu, so steigt die Stromaufnahme an, da der Lüfter gegen die geschlossene Klappe läuft. Dieses erkennt die Steuerung, so dass die Klappe geöffnet wird. Weitere Beispiele werden im Folgenden noch erläutert. Jedenfalls lässt sich durch Auswertung der zeitlichen Veränderung des Betriebsstroms sehr zuverlässig feststellen, ob lediglich die Beleuchtung oder ggf. der Lüfter eingeschaltet wurde.
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Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung kann nicht nur für Absperrvorrichtungen von Abluftleitungen, sondern gleichermaßen auch für Absperrvorrichtungen für Zuluft-Leitungen eingesetzt werden. Insofern kommen folglich nicht nur Küchen-Ablufteinrichtungen (z. B. Dunstabzugshauben), sondern auch Küchen-Zulufteinrichtungen in Betracht. Die Erfindung umfasst darüber hinaus auch Steuereinrichtungen für Absperrvorrichtungen anderer Abluft- oder Zulufteinrichtungen. So betrifft die Erfindung außerdem die Klappensteuerung für Kamin-Zulufteinrichtungen oder auch für Rohr-Lüfter in Bad und WC sowie die Sauna-Entlüftung oder auch eine Überdachentlüftung. Außerdem kommen Anwendungen im Zusammenhang mit Wäschetrocknern, Zentral-Staubsaugern, Garagenbelüftungen und Zwangsbelüftungen in Betracht. Die Steuereinrichtung kann nicht nur eine einzige Absperrvorrichtung, sondern auch mehrere Absperrvorrichtungen ansteuern. Es liegt im Übrigen im Rahmen der Erfindung, dass mit Hilfe der Steuereinrichtung die Absperrklappe nicht nur vollständig geöffnet und geschlossen werden kann, sondern es sind auch Anwendungen möglich, bei denen die Klappe bzw. das Absperrelement in Zwischenpositionen überführt wird. Diese Möglichkeit ist z. B. dann interessant, wenn die Klappe vor die Verbrennungszuluft-Öffnung für einen Kaminofen montiert und zusätzlich die Zuluftmenge über den Öffnungswinkel der Klappe geregelt werden soll.
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Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Steuereinrichtung als Zwischensteckerlösung bzw. -modul zur Verfügung gestellt, die einen Netzanschlussstecker aufweist, mit welchem die Steuereinrichtung an das Stromversorgungsnetz (z. B. 220V Wechselstrom) angeschlossen wird. Außerdem weist die Steuereinrichtung eine Steckdose auf, in welche dann der (Hauben-)Netzanschlussstecker der Dunstabzugshaube eingesteckt wird. Die Dunstabzugshaube wird folglich unter Zwischenschaltung der Steuereinrichtung an das Versorgungsnetz angeschlossen, so dass an der Dunstabzugshaube selbst keinerlei Modifikationen erforderlich sind. Besonders bevorzugt weist eine solche Steuereinrichtung als Zwischensteckermodul ein (einheitliches) Gehäuse auf, in welches sowohl der Netzanschlussstecker (für den Netzanschluss) als auch die Steckdose (für den Anschluss der Dunstabzugshaube) integriert sind. Die Dunstabzugshaube lässt sich folglich sehr einfach unter Zwischenschaltung dieses Zwischensteckers, in dem zugleich die Steuereinrichtung mit ihrer Steuerelektronik integriert ist, an das Versorgungsnetz (z. B. 220 V Wechselstrom) anschließen. Zusätzlich zu dem Netzanschlussstecker und der Steckdose weist die Steuereinrichtung bzw. deren Gehäuse bevorzugt ein erstes Anschlusselement (z. B. eine erste Anschlussbuchse) für den Anschluss eines Steuerkabels der Absperrvorrichtung auf. Alternativ oder ergänzend weist die Steuereinrichtung bzw. deren Gehäuse ein zweites Anschlusselement (z. B. eine zweite Anschlussbuchse) für ein Energieversorgungskabel der Absperrvorrichtung (für die Energieversorgung des Motors) auf. Insgesamt ist eine sehr einfache Installation möglich, denn die Dunstabzugshaube wird einfach unter Zwischenschaltung der Steuereinrichtung an das Stromversorgungsnetz angeschlossen und außerdem wird die Absperrvorrichtung über einerseits ein Steuerkabel und andererseits ein Versorgungskabel an die Steuereinrichtung angeschlossen. Über das Steuerkabel wird bevorzugt der Antrieb bzw. Motor der Absperrvorrichtung zum Öffnen oder Schließen des Absperrelementes angesteuert. Das Versorgungskabel dient der Energieversorgung des Motors. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, diese Kabel und deren Anschlusselemente in entsprechender Weise zu kombinieren. Neben drahtgebundenen Lösungen sind auch drahtlose Übertragungen möglich.
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Die Erfindung ist aber nicht auf solche Steuereinrichtungen beschränkt, die als Zwischensteckerlösung ausgebildet sind, sondern alternativ sind auch andere Lösungen möglich, bei denen die Steuereinrichtung separat montiert wird, z. B. im Rahmen einer Hutschienen-Montage in Schaltschränken bzw. Hausanschlusskästen. Alternativ kommen auch Unterputz-Varianten in Betracht.
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Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Betrieb einer Absperrvorrichtung mit einer Steuereinrichtung der beschriebenen Art. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Klappenantrieb zum Öffnen und Schließen des Absperrelementes in Abhängigkeit von einer (auftretenden oder nicht auftretenden) zeitlichen Veränderung des Stroms (als Reaktion auf das Öffnen oder Schließen des Absperrelementes) angesteuert wird. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Klappenantrieb in Abhängigkeit von dem Wert bzw. Absolutwert des Betriebsstroms einerseits und der zeitlichen Veränderung des Betriebsstroms andererseits angesteuert wird.
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Im Zuge der Inbetriebnahme ist es vorteilhaft, wenn zunächst ein von der Dunstabzugshaube bei ausgeschaltetem Lüfter und ausgeschalteter Beleuchtung aufgenommener Stand-by Strom gespeichert wird, mit dem der während des Betriebes von dem Lüfter und/oder der Beleuchtung gemessene (Absolut)Wert des Betriebsstroms verglichen wird. Dieses gibt die Möglichkeit, gleichsam in einem ersten Schritt durch eine (absolute) Strommessung zu erkennen, dass überhaupt entweder der Lüfter oder die Beleuchtung oder auch beides eingeschaltet wird.
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Alternativ oder ergänzend ist es zweckmäßig, im Zuge der Inbetriebnahme einen Beleuchtungsstrom zu speichern, der von der Beleuchtung alleine, d. h. bei ausgeschaltetem Lüfter, aufgenommen wird. Dieses ist dann zweckmäßig, wenn nicht nur die beschriebene zeitliche Veränderung der Stromaufnahme, sondern ergänzend auch der (Absolut)Wert der Stromaufnahme in die Auswertung und folglich in die Steuerung einfließt. Die Speicherung des Beleuchtungsstroms bzw. der Lichtleistung kann vom Bediener einmalig bei Inbetriebnahme der Haube bzw. der Steuerung erfolgen. Den Stand by-Strom bzw. die Stand by-Leistung kann die Steuerung automatisch erkennen und speichern.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in der Steuerung ein oder mehrere Bedingung hinterlegt werden, auf deren Grundlage die Steuerung dann entscheiden kann, ob die Klappe geöffnet oder in Offenstellung verbleibt bzw. geschlossen wird oder in geschlossener Stellung verbleibt.
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So kann die Steuereinrichtung z. B. so eingerichtet werden, dass sie das Absperrelement zum Öffnen ansteuert, falls der Betriebsstrom größer oder kleiner als der Beleuchtungsstrom ist. Dementsprechend kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung das Absperrelement zum Schließen ansteuert, falls der Betriebsstrom gleich dem Beleuchtungsstrom ist. Diese “Bedingungen“ lassen sich mit einem gewissen vorgegebenen Toleranzbereich bzw. Toleranzfenster hinterlegen.
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Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung das Absperrelement nach dem Öffnen zum Verbleib in Offenstellung ansteuert, falls der Betriebsstrom durch das Öffnen des Absperrelementes abfällt und anschließend konstant bleibt.
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Dementsprechend ist z. B. vorgesehen, dass die Steuereinrichtung das Absperrelement nach dem Öffnen (wieder) zum Schließen ansteuert, falls der Betriebsstrom durch das Öffnen des Absperrelementes nicht abfällt und konstant bleibt.
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Schließlich kann als (weitere) Bedingung vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung das Absperrelement nach dem Schließen wieder zum Öffnen ansteuert, falls der Betriebsstrom durch das Schließen ansteigt.
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Dementsprechend ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung das Absperrelement nach dem Schließen nicht wieder zum Öffnen ansteuert, falls der Betriebsstrom durch das Schließen nicht ansteigt.
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Durch Hinterlegung einer, mehrerer oder sämtlicher dieser Bedingung in der Steuerung kann auf zuverlässige Weise gewährleistet werden, dass das Absperrelement tatsächlich nur dann geöffnet wird bzw. geöffnet bleibt, wenn auch tatsächlich der Lüfter läuft.
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Bei der Ausgestaltung der Hardware kann grundsätzlich auf bestehende Steuereinrichtungen zurückgegriffen werden, die auf Basis einer Strommessung arbeiten. Die (zusätzliche) Auswertung über die zeitliche Zustandsänderung des Betriebsstroms lässt sich durch Anpassung der Steuerungslogik (z. B. auf Softwarebasis) in der bestehenden Hardware realisieren.
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Wie bereits beschrieben ist das Steuergerät bevorzugt als Zwischenstecker ausgebildet und verfügt neben dem Netzanschlussstecker für die Stromversorgung (z. B. 220V) und der Steckdose für die Dunstabzugshaube über verschiedene Steckbuchsen. So ist eine Steckbuchse für die Stromversorgung des Klappenmotors vorgesehen. Dabei kann diese Steckbuchse eine Versorgungsspannung von 220V zur Verfügung stellen, wobei der Klappenmotor dann z. B. mit einem entsprechenden Netzteil, z. B. einem 12V Netzteil ausgerüstet sein kann. Es liegt jedoch auch im Rahmen der Erfindung, dass ein entsprechendes Netzteil für den Klappenmotor in die Steuereinrichtung integriert ist. Zusätzlich kann zumindest eine weitere Steckbuchse für das Steuerkabel des Motors vorgesehen sein. In einer alternativen Ausführungsform können mit der Steuerung auch mehrere Motoren angesteuert werden, so dass dann für jeden Motor eine Steckbuchse vorgesehen wird. Schließlich kann optional eine weitere Steckbuchse für den Anschluss eines potenzialfreien Schalters vorgesehen sein. Dabei kann es sich sowohl um einen manuellen Schalter als auch um ein Relais handeln. Damit besteht die Möglichkeit, in optionaler Ausgestaltung die Klappe auch manuell oder über andere Eingaben zu steuern.
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Durch solche Modifikationen ergeben sich variable Ansteuerungsmöglichkeiten der Klappe. Zum einen kann die Klappe in der erfindungsgemäßen Weise über den Zwischenstecker gesteuert werden. Zusätzlich besteht die Möglichkeit einer Steuerung per Relais oder auch per manuellem Schalter. Die Steuerung lässt sich besonders preiswert dann herstellen, wenn kein Netzteil (für den Klappenmotor) integriert wird und im Übrigen ermöglicht dieses auch einen variablen Einsatz unabhängig von den zu verwendenden Netzteilen und folglich von den zu verwendenden Motoren.
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Schließlich besteht die Möglichkeit, über ein optisches Anzeigemittel, z. B. ein oder mehrere Leuchtdioden, an der Steuereinrichtung bzw. an dem Gehäuse verschiedene Betriebsmodi zu visualisieren. Ein von außen zugänglicher Taster kann das Umschalten zwischen verschiedenen Modi ermöglichen, z. B. das manuelle Öffnen der Klappe, das Quittieren eines eingespeicherten Wertes usw.
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Die bevorzugten Optionen wurden beispielhaft im Zusammenhang mit einer Dunstabzugshauben-Anwendung erläutert. Sie lassen sich jedoch in entsprechender Weise auch bei anderen Abluft- und/oder Zulufteinrichtungen realisieren, die über zumindest einen Lüfter/Ventilator und einen weiteren Verbraucher (z. B. eine Beleuchtung) verfügen. Die beschriebenen Betriebsmodi und Steuervarianten beziehen sich ebenso auf solche Ausführungsformen, bei denen zusätzlich zu einem Lüfter/Ventilator ein weiterer Verbraucher (z. B. eine Beleuchtung) vorgesehen ist. Insofern kann eine selektive Auswertung im Zusammenhang mit dem Lüfterstrom einerseits und dem (zusätzlichen) Verbraucherstrom (z. B. Beleuchtungsstrom) andererseits realisiert werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.
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Die einzige Figur zeigt eine im Bereich einer Gebäudewand angeordnete Dunstabzugshaube 7, die z. B. über einem nicht dargestellten Kochfeld montiert sein kann. Eine solche Dunstabzugshaube 7 weist einen Lüfter 10 auf, mit dem Luft (z. B. Kochdämpfe) abgesaugt und über einen Abluftkanal 3 aus dem Raum (z. B. der Küche) ausgeblasen werden. Außerdem weist die Dunstabzugshaube 7 eine Beleuchtungsvorrichtung 11 auf, die in der Regel ein oder mehrere Leuchtmittel, z. B. Glühlampen, Leuchtdioden oder dergleichen aufweist. Lüfter 10 und Beleuchtungsvorrichtung 11 sind an zumindest ein Haubennetzteil 9 angeschlossen, welches mit einem üblichen Stromversorgungsanschluss 6 (bzw. Anschlusskabel) ausgerüstet ist, wobei dieses Anschlusskabel 6 mit einem Netzstecker 15 an das 220V Wechselstromnetz anschließbar ist. Im vorliegenden Fall erfolgt der Anschluss des Anschlusskabels 6 jedoch nicht unmittelbar an die Netzsteckdose 13, sondern unter Zwischenschaltung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung 1, auf die im Folgenden noch eingegangen wird.
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Denn an den Abluftkanal 3, über den der Lüfter 10 die angesaugte Luft ins Freie ausbläst, ist erfindungsgemäß eine Absperrvorrichtung 2 angeschlossen, die ein Absperrelement 5, z. B. eine Absperrklappe 5 und einen Klappenantrieb 4, z. B. einen Elektromotor, aufweist. Über den Klappenantrieb 4 lässt sich die Absperrklappe 5 elektromotorisch öffnen und schließen. Denn zur Vermeidung von Wärmeverlusten über den Abluftkanal 3 soll die Absperrvorrichtung 2 nur während des Betriebs der Dunstabzugshaube 7 geöffnet werden. Solche Absperrvorrichtungen 2 sind grundsätzlich bekannt und werden auch als Mauerkasten bezeichnet.
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Die Absperrvorrichtung 2 wird über eine Steuereinrichtung 1 angesteuert. Diese Steuereinrichtung 1 ist einerseits mit dem Klappenantrieb 4 zum Öffnen und Schließen des Absperrelementes 5 verbunden. Andererseits ist die Steuereinrichtung 1 mit dem Stromversorgungsanschluss und folglich dem Anschusskabel 6 der Dunstabzugshaube 7 verbunden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Anschlusskabel 6 der Dunstabzugshaube 7 folglich unter Zwischenschaltung der Steuereinrichtung 1 in die Netzsteckdose 13 eingesteckt, so dass die Dunstabzugshaube bzw. deren Netzteil 9 über die Steuereinrichtung 1 an das 220V-Stromversorgungsnetz angeschlossen ist.
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Die Steuereinrichtung 1 weist eine Messeinrichtung 8 auf, mit der der von der Dunstabzugshaube 7 bzw. deren Netzteil 9 aufgenommene Betriebsstrom gemessen wird. Die Steuereinrichtung 1 kann folglich den Klappenantrieb 4 in Abhängigkeit von der Messung des Betriebsstroms ansteuern, so dass in Abhängigkeit von dem Betrieb der Dunstabzugshaube das Absperrelement 5 der Absperrvorrichtung 2 geöffnet oder geschlossen werden kann.
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Dabei ist die Steuereinrichtung 1 so eingerichtet und folglich so programmiert, dass der Klappenantrieb 4 zum Öffnen oder Schließen der Absperrklappe 5 in Abhängigkeit von einer zeitlichen Veränderung des Betriebsstroms als Reaktion auf das Öffnen oder Schließen des Absperrelementes 5 angesteuert wird. In der bevorzugten Ausführungsform erfolgt außerdem eine Messung des (Absolut)Wertes des Betriebsstroms, so dass der Klappenantrieb auch in Abhängigkeit von dem Wert des Betriebsstroms angesteuert wird.
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Absolutwert bzw. Betriebsstrom meint dabei den Effektivwert des Wechselstroms, so dass mit zeitlichen Veränderungen auch zeitliche Veränderungen dieses Effektivwertes und nicht (ohnehin vorhandene) zeitliche Veränderungen des sinusförmigen Momentanwertes gemeint sind.
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Bei der Steuerung der Absperrklappe 5 in Abhängigkeit von dem gemessenen Absolutwertes des Betriebsstroms greift die Erfindung auf bekannte Konzepte zurück, bei denen aufgrund der unterschiedlichen Stromaufnahmen des Lüfters 10 einerseits und der Beleuchtung 11 andererseits unterschieden werden kann, ob tatsächlich der Lüfter 10 der Abzugshaube 7 oder eventuell nur die Beleuchtung 11 eingeschaltet ist.
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Erfindungsgemäß wird nun jedoch nicht nur dieser Absolutwert des Betriebsstroms gemessen, sondern (auch) eine auftretende oder auch nicht auftretende zeitliche Veränderung des Betriebsstroms als Reaktion auf das Öffnen oder Schließen der Absperrklappe 5 erfasst und ausgewertet. Auf diese Weise lässt sich sehr einfach erkennen, ob der Lüfter 10 oder die Beleuchtung 11 eingeschaltet wurde, und zwar auch dann, wenn die Stromaufnahme von Lüfter 10 einerseits und Beleuchtung 11 andererseits identisch oder sehr ähnlich sind und damit deren Werte von der Strommesseinrichtung nicht mehr zuverlässig unterscheidbar sind. Darauf wird im Folgenden noch eingegangen.
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In der Figur ist im Übrigen angedeutet, dass die Steuereinrichtung 1 als Zwischensteckerlösung einerseits einen Netzanschlussstecker 12 aufweist, welcher in eine übliche Netzsteckdose 13 eingesteckt wird. Außerdem weist die Steuereinrichtung 1 wiederum eine Steckdose 14 auf, in welche der Netzanschlussstecker 15 der Dunstabzugshaube 7 eingesteckt wird. Die Steuereinrichtung ist als Modul ausgebildet und weist ein Gehäuse 16 auf, in welches sowohl der Netzanschlussstecker 12 als auch die Steckdose 14 integriert sind, so dass ein echtes Zwischensteckermodul realisiert ist. Die Abzugshaube 7 lässt sich folglich mit dem Anschlusskabel 6 einfach unter Zwischenschaltung der Steuereinrichtung 1 in die Netzsteckdose 13 einstecken.
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Das Gehäuse 16 weist außerdem eine erste Anschlussbuchse 17 für ein Steuerkabel 18 der Absperrvorrichtung 2 auf. Ferner weist das Gehäuse 16 eine zweite Anschlussbuchse 19 für ein Stromversorgungskabel 20 der Absperrvorrichtung 2 bzw. deren Antrieb 4 auf.
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Kern der Steuereinrichtung 1 ist zumindest eine elektronische Steuerschaltung 21 (mit Speicher), die die erfassten Messwerte auswertet und entsprechende Signale für das Steuerkabel 18 erzeugt. Außerdem ist in der Steuereinrichtung eine Strommesseinrichtung 8 vorgesehen, welche z. B. in der Nähe der stromführenden Leitungen angeordnet ist und den von der Dunstabzugshaube aufgenommenen Strom erfasst und der Steuerschaltung 21 zur Verfügung stellt.
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Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung arbeitet z. B. wie folgt:
Zunächst ist es zweckmäßig, im Zuge der Inbetriebnahme einen von der Abzugshaube 7 bei ausgeschaltetem Lüfter 10 und ausgeschalteter Beleuchtung 11 aufgenommenen Stand by-Strom zu speichern. Dieses kann die Steuerung automatisch selbst durchführen.
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Außerdem ist es zweckmäßig, im Zuge der Betriebnahme einen Beleuchtungsstrom zu speichern, der von der Beleuchtung 11 allein, d. h. bei ausgeschaltetem Lüfter 10 aufgenommen wird.
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Davon ausgehend sind in der Steuerung 1 bzw. deren Steuerelektronik 21 mehrere Bedingungen (softwaremäßig) bzw. Reaktionen hinterlegt:
So ist zunächst vorgesehen, dass die Steuereinrichtung 1 das Absperrelement 5 öffnet, falls der gemessene Betriebsstrom größer als der Stand by-Strom, jedoch kleiner als der Beleuchtungsstrom ist (Bedingung 1).
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In derselben Weise ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung 1 das Absperrelement 5 öffnet, falls der Betriebsstrom größer als der Stand by-Strom und auch größer als der Beleuchtungsstrom ist (Bedingung 2).
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Diese Bedingungen beruhen folglich auf einer Absolutmessung des aufgenommenen Betriebsstroms, so dass die Klappe stets öffnet, wenn die Stromaufnahme nicht dem hinterlegten Beleuchtungsstrom entspricht. Dementsprechend ist vorgesehen, dass die Klappe schließt, wenn die gemessene Stromaufnahme dem Beleuchtungsstrom entspricht (Bedingung 3).
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Ergänzend zu diesen Bedingungen, die auf einer absoluten Strommessung basieren, sind nun weitere Bedingungen hinterlegt, die auf der Bestimmung der Stromänderung basieren.
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Fällt z. B. die Stromaufnahme infolge des Öffnens der Klappe 5 ab und bleibt dann konstant, muss die Klappe 5 geöffnet bleiben (Bedingung 4).
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Fällt die Stromaufnahme dagegen durch das Öffnen der Klappe 5 nicht ab und bleibt dann konstant, muss die Klappe (wieder) schließen (Bedingung 5).
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Steigt die Stromaufnahme durch das Schließen der Klappe 5 an, muss die Klappe 5 wieder öffnen (Bedingung 6). Steigt die Stromaufnahme dagegen durch das Schließen der Klappe 5 nicht an, bleibt die Klappe 5 geschlossen. (Dieses könnte auch als Bedingung 7 bezeichnet werden).
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Mit einer solchen Steuerungslogik werden sämtliche Schaltsituationen im Zusammenhang mit einer Dunstabzugshaube 7, die über eine Beleuchtungsvorrichtung 11 einerseits und einen mehrstufigen Lüfter 10 andererseits verfügt, problemlos abgebildet und bewältigt. Dieses lässt sich anhand von Beispielen wie folgt erläutern:
Zunächst soll der Fall betrachtet werden, dass bei einer Dunstabzugshaube 7 der Beleuchtungsstrom und der Lüfterstrom identisch sind. Diese Situation wäre mit einer herkömmlichen Steuerung nicht realisierbar. Wird nun bei der erfindungsgemäßen Steuerung (bei zunächst ausgeschalteter Haube, d. h. ausgeschaltetem Lüfter 10 und ausgeschalteter Beleuchtung 11) die Beleuchtung eingeschaltet, so erkennt die Steuerung die oben genannte „Bedingung 3“, so dass die Klappe geschlossen bleibt.
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Wird stattdessen bei einer solchen Dunstabzugshaube nicht das Licht 11, sondern der Lüfter 10 (in der niedrigsten Stufe 1) eingeschaltet, so ist zunächst wiederum „Bedingung 3“ erfüllt, so dass die Klappe 5 geschlossen bleibt. In diesem Fall steigt jedoch die Stromaufnahme an, da der Lüfter 10 gegen die geschlossene Klappe 5 läuft. Damit ist die „Bedingung 6“ erfüllt und demnach öffnet die Klappe. Die Stromaufnahme fällt dann ab und bleibt konstant, so dass „Bedingung 4“ erfüllt ist und die Klappe geöffnet bleibt.
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Betrachtet demgegenüber eine Dunstabzugshaube 7, bei der der Beleuchtungsstrom und der Lüfterstrom nicht identisch sind, so stellt sich die Situation wie folgt dar. Wird z. B. (nur) der Lüfter 10 eingeschaltet, so tritt auf jeden Fall die Situation nach „Bedingung 1 oder 2“ ein. Die Klappe öffnet. Dadurch fällt die Stromaufnahme ab und bleibt dann konstant, so dass „Bedingung 4“ erfüllt wird und die Klappe geöffnet bleibt.
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Wird bei einer solchen Dunstabzugshaube (Beleuchtungsstrom nicht gleich Lüfterstrom) nur das Licht 11 eingeschaltet, so ist Bedingung 3 erfüllt und die Klappe bleibt geschlossen.
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Mit der erfindungsgemäßen Steuerung lassen sich auch Situationen realisieren, bei denen der Lüfter 10 aus einer ersten Stufe in eine zweite Stufe überführt wird, d. h. Situationen, bei denen der Lüfter „rauf“ oder „runter“ geschaltet wird.
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Betrachtet wird wieder die bei herkömmlichen Steuerungen kritische Situation, bei denen Beleuchtungsstrom und Lüfterstrom identisch sind.
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Läuft nun der Lüfter 10 in einer bestimmten Stufe und ist folglich die Klappe 5 offen und wird das Licht 11 eingeschaltet, so tritt „Bedingung 2“ ein und die Klappe 5 bleibt geöffnet.
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Läuft der Lüfter 10 z. B. in einer höhere Stufe und die Klappe 5 ist geöffnet und wird der Lüfter 10 dann in Stufe 1 heruntergeschaltet, so tritt „Bedingung 3“ ein. Diese bedeutet, dass die Klappe 5 schließt. Dadurch steigt jedoch die Stromaufnahme an, so dass „Bedingung 6“ erfüllt wird und die Klappe 5 wieder öffnet. Die Stromaufnahme fällt dann ab und bleibt konstant, so dass Bedingung 4 erfüllt ist und die Klappe 5 folglich geöffnet bleibt.
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Sind zunächst sowohl der Lüfter 10 als auch das Licht 11 angeschaltet und die Klappe 5 ist offen und wird dann der Lüfter 10 ausgeschaltet, so dass nur noch das Licht 11 eingeschaltet bleibt, so ist „Bedingung 3“ erfüllt und die Klappe schließt.
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Insgesamt lassen sich auf sehr einfache Weise alle Situationen abbilden, so dass die Absperrvorrichtung 1 mit beliebigen Haubentypen einwandfrei betrieben werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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