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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft Amphibienfahrzeug, enthaltend:
- (a) ein Fahr- oder Kettenlaufwerk mit einem Antrieb zum Fortbewegen des Amphibienfahrzeugs an Land, im Wasser und im Übergangsbereich zwischen Land und Wasser während eines Bewegungszustands;
- (b) einen Bagger, Rüttler oder anderes Arbeitsgerät zur Bewegung und/oder Verdichtung von Erdmasse, Schüttgut und Aushub während eines Betriebszustands; und
- (c) lösbar befestigte Pontons zur Erzeugung von Auftrieb im Wasser.
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Amphibienfahrzeuge sind Fahrzeuge, welche an Land bewegt werden können, aber auch im flachen Wasser. Entsprechend ist das Fahrwerk abgedichtet und es werden korrosionsbeständige Materialien verwendet. Da Amphibienfahrzeuge insbesondere auch auf weichem Untergrund, etwa im Uferbereich, fahren, sind die Räder oder Ketten des Fahrwerks gewöhnlich besonders breit und haben eine große Auflagefläche um nicht einzusinken. Mit einem Ponton wird ein weiteres Einsinken, insbesondere im flachen Wasser verhindert.
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Stand der Technik
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Typischerweise werden für Arbeiten im Wasser Schwimmbagger verwendet. Dabei ist ein Bagger auf einem sehr großen Ponton angeordnet, der häufig am Grund abgestützt ist. Ein Arbeiten an Land und die Fortbewegung über Land ist mit Schwimmbaggern nicht möglich. Es sind ferner verschiedene Amphibienfahrzeuge bekannt, die mit einem Bagger oder anderem Arbeitsgerät ausgestattet sind.
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DE 23 06 120 offenbart ein amphibisches Fahrzeug ohne eigene Schwimmfunktion. Das Wasser taucht bei Bedarf als Ganzes in Wasser ein und fährt auf dem Grund weiter.
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DE 24 38 155 offenbart ein Amphibienfahrzeug für Baggerarbeiten mit seitlichen Auftriebskörpern, die lösbar befestigt sind. Die Auftriebskörper dienen dazu, ein Einsinken in den Untergrund zu verhindern. Die Auftriebskörper gestatten eine schnelle Umwandlung der Amphibienfahrzeuge, die sich auch auf flachem Wasser gut bewegen können. In diesem Fall dienen die Auftriebskörper als Schwimmkörper.
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DE 35 24616 A1 offenbart ein Wasserfahrzeug in Form eines Pontons. Die Anordnung ist mit Antrieb und einem Bagger ausgestattet und hat einen Kettenantrieb für die Fahrt über Land. Das Kettenfahrzeug bewegt sich immer am Boden und wird über eine Hubeinrichtung auf die richtige Größe eingestellt. Nur der Führerstand, nicht aber der Kettenantrieb schwimmt.
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DE 101 21 739 A1 offenbart ein amphibisches Fahrzeug mit einem Greifer für Totholz im Uferbereich, das aus schwimmfähigen Fahrzeuggrundkörper und Kettenantrieb für die Wasserfahrt besteht. Die Pontons sind klappbar oder demontierbar. Es werden sehr große Pontons verwendet, auf denen das Totholz abgelegt werden kann. Entsprechend unhandlich ist das Fahrzeug im Wasser. Ein Greifer ist für die Bewegung von Erdmasse und dergleichen nicht geeignet.
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DE 601 04 597 T2 offenbart eine selbstschwimmende Erdbewegungsmaschine mit seitlichen, abnehmbaren Schwimmern an einem Chassis auf Raupen. Der Umbau einer Standard-Landmaschine zu einer selbstschwimenden Maschine erfolgt durch Montage der Schwimmer. Während des Betriebs im Wasser muss das Fahrzeug am Grund abgestützt werden.
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DE 10 2014 005 737 B3 offenbart ein Raupenfahrzeug am Gewässergrund, das über Kabel mit einem Schwimmer verbunden ist.
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Diese Amphibienfahrzeuge sind insbesondere für Arbeiten im flachen Wasser und an Land, etwa im Uferbereich gut geeignet. Um Amphibienfahrzeuge im Wasser von einer Stelle zur nächsten zu bewegen, ist es ferner bekannt, diese mit Pontons auszustatten und von einem Betriebsort zum nächsten schwimmend durch das Wasser zu bewegen. Problematisch bei allen bekannten Anordnungen ist es, dass die Fahrzeuge für Arbeiten im tiefen Wasser entweder nicht vorgesehen sind oder zusätzlich stabilisiert werden müssen. Hierfür sind etwa Stützbalken vorgesehen, die sich am Grund abstützen und vertikale Kräfte aufnehmen.
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In Deutschland ist es vorgeschrieben, dass ein Wasserfahrzeug sich nicht mehr als 5° neigen darf um eine amtliche Zulassung zu bekommen. Im Betrieb treten neben erheblichen vertikalen Kräften auch laterale Kräfte auf. Ein Bagger kann im Bereich von ca. 40t wiegen. Bekannte Amphibienfahrzeuge sind daher nicht für den Betrieb schwimmend im tiefen Wasser vorgesehen.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein wendiges Amphibienfahrzeug der eingangs genannten Art mit einem Bagger oder dergleichen zu schaffen, das sowohl im flachen als auch im tiefen Wasser in Betrieb genommen werden kann.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass
- (d) wenigstens ein Ponton im Bereich innerhalb des Fahrwerks und/oder zwischen zwei Fahr- oder Kettenlaufwerken angeordnet ist, und
- (e) das Gesamtvolumen der Pontons gewährleistet, dass das frei schwimmende Amphibienfahrzeug im Betriebszustand nicht mehr als 7°, vorzugsweise nicht mehr als 5° geneigt wird.
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Der Ponton im Bereich innerhalb des Fahr- oder Kettenlaufwerks oder zwischen zwei Fahr- oder Kettenlaufwerken ist quasi ein mittlerer Ponton und die außerhalb des Fahr- oder Kettenlaufwerks seitlich angeordneten Pontons sind äußere, freie Pontons.
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Es hat sich herausgestellt, dass auch schweres Arbeitsgerät im tiefen Wasser ohne zusätzliche Stützen stabilisiert werden kann, wenn Pontons zusätzlich zwischen den Fahr- oder Kettenlaufwerken oder im Fahr- oder Kettenlaufwerk vorgesehen sind und das Volumen der Pontons insgesamt hinreichend groß ist. Die erfindungsgemäße Anordnung sieht die Pontons teilweise nahe dem Masseschwerpunkt vor. Dadurch kann ein guter Auftrieb bei gleichzeitiger Stabilisierung gegenüber lateralen Kräften erreicht werden. Die Neigung überschreitet auch im Betrieb einen Wert von 7°, vorzugsweise 5° nicht, so dass das erfindungsgemäße Fahrzeug im Wasser zur Fahrt zugelassen werden kann.
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Mit den Pontons wird ferner erreicht, dass das Fahrzeug bei Arbeiten im flachen Wasser nicht einsinkt. Dadurch bleibt eine gute Manövrierbarkeit erhalten. Das erfindungsgemäße Fahrzeug arbeitet vollständig ohne Stützpfähle. Sämtliche Kräfte in vertikaler Richtung werden von den Pontons aufgenommen. Dadurch kann das Fahrzeug leicht bewegt werden. Es können weiterhin ein Anker, Pfähle oder andere Mittel zur Positionssicherung im Betriebszustand vorgesehen sein. Diese dienen nicht als Stütze, sondern nehmen laterale Kräfte auf, damit das Fahrzeug im Betrieb oder in einer Parkposition im Wasser nicht wegschwimmt.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind Pfahltaschen zur Aufnahme von Pfählen zur Positionssicherung im Betriebszustand im Fahr- oder Kettenlaufwerk und/oder in den Pontons vorgesehen. Diese erlauben ein leichtes Sichern der Position.
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Vorzugsweise ist die Anordnung als Kettenfahrzeug mit zwei Kettenlaufwerken ausgebildet ist, wobei wenigstens ein Ponton innerhalb des Kettenlaufwerks und/oder zwischen den Kettenlaufwerken angeordnet ist. Kettenfahrzeuge haben an Land eine größere Auflagefläche und sinken nicht so schnell ein. Dabei können insbesondere die äußeren, lösbaren Pontons beidseitig seitlich neben dem Fahr- oder Kettenlaufwerk befestigt sein.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwei Pontons zwischen den Kettenlaufwerken in Fahrtrichtung beabstandet angeordnet sind und das Arbeitsgerät zwischen diesen Pontons angeordnet ist. Das hat den Vorteil, dass laterale Kräfte einerseits durch seitliche Pontons aufgenommen werden und andererseits durch die mittigen Pontons vor und hinter dem Arbeitsgerät.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ketten des Kettenlaufwerks um Pontons laufen. An den Pontons sitzen Räder, über welche die Ketten geführt sind. Das Volumen im Innenraum der Ketten wird so für Pontons genutzt.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass
- (a) steife, rohrförmige Öffnungen durch das Fahr- oder Kettenlaufwerk und die lösbaren Pontons geführt sind, und
- (b) die lösbaren Pontons mittels durch die Öffnungen geführter Stangen oder anderer langgestreckter Verbindungsmittel mit dem Fahr- oder Kettenlaufwerk verbindbar sind.
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Auf diese Weise werden Pontons und Fahr- oder Kettenlaufwerk oder die Pontons untereinander fest miteinander verbunden. Laterale Kräfte werden besser aufgenommen. Die zwischen den Fahr- oder Kettenlaufwerken angeordneten Pontons müssen nicht lösbar sein. Die äußeren Abmessungen des Fahr- oder Kettenlaufwerks werden durch die mittleren Pontons nicht beeinflusst, so dass kein Vorteil hinsichtlich der Manövrierbarkeit erreicht würde, wenn diese Pontons gelöst werden.
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Die Pontons können vergleichsweise groß sein. Ein typischer Ponton hat eine Länge im Bereich zwischen 7 und 15 Meter, beispielsweise 10 Meter. Bei diesen Abmessungen ist es vorteilhaft, wenn Schotten in den Pontons vorgesehen sind. Die Schotten gewährleisten, dass der Ponton auch dann noch schwimmt, wenn der Ponton an einer Stelle nicht mehr dicht ist.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind Manlöcher in den Pontons vorgesehen und die Schotten weisen verschließbare Öffnungen auf, durch welche alle Innenbereiche des Pontons zugänglich sind. Die Manlöcher ermöglichen die Wartung und Reparatur aller Bereiche der Pontons von innen.
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Vorzugsweise ist das Gesamtvolumen aller Pontons wenigstens 1 Kubikmeter, vorzugsweise wenigstens 1,3 Kubikmeter pro Tonne des Gesamtgewichts des Amphibienfahrzeugs beträgt. Bei einem Gewicht von Bagger und Fahr- oder Kettenlaufwerk von etwa 40 t beträgt das Gesamtvolumen aller Pontons beispielsweise wenigstens 40 Kubikmeter. Mehr als 3 Kubikmeter pro Tonne des Gesamtgewichts als Pontonvolumen sind nicht erforderlich. Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind 10% und vorzugsweise wenigstens 25 % des Gesamtvolumens aller Pontons in Pontons im Bereich innerhalb des Fahr- oder Kettenlaufwerks oder zwischen zwei Fahr- oder Kettenlaufwerken angeordnet ist. Dieses Volumen kann gleichmäßig auf Pontons vor und hinter dem Arbeitsgerät verteilt sein.
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Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Seitenansicht eines schwimmenden Amphibienbaggers.
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2 ist eine Draufsicht auf die Anordnung aus 1 ohne Bagger.
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3 ist ein Querschnitt durch einen Teil des schimmenden Amphibienbaggers aus 1 entlang einer Schnittachse A-A in 1.
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4 illustriert im Detail, wie mittlere Pontons mit dem Kettenlaufwerk des Amphibienbaggers aus 1 verbunden sind.
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5 ist eine Draufsicht auf einen seitlichen Ponton.
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6 ist ein Längsschnitt entlang einer vertikalen Schnittebene durch einen seitlichen Ponton.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Die Figuren zeigen einen Hydraulikbagger 10. Der Hydraulikbagger ist auf ein Amphibienfahrzeug 12 montiert. Das Amphibienfahrzeug 12 ist als Kettenfahrzeug mit zwei parallelen Kettenlaufwerken 14 und 16 ausgebildet. Die Kettenlaufwerke 14 und 16 sind über ein Fahrgestell 18 miteinander verbunden, auf dem auch der Hydraulikbagger 12 aufgesattelt ist. Die Anordnung kann in sumpfigen Gelände als Bagger eingesetzt werden.
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Zum Arbeiten im tiefen Wasser, beispielsweise zur Vertiefung von Gewässern oder zum Arbeiten an Ufern vom Wasser aus, sowie zum Be- und Entladen von Schuten werden Schwimmkörper in Form von Pontons 20, 22, 24 und 26 an dem Amphibienfahrzeug befestigt. Jeweils ein langgestreckter Ponton 20 und 22 ist seitlich neben den Kettenlaufwerken 14 und 16 lösbar befestigt. Weiterhin ist ein Ponton 24 vor dem Fahrgestell 18 und ein Ponton 26 hinter dem Fahrgestell 18 zwischen den Kettenlaufwerken 14 und 18 angeordnet. Diese mittleren Pontons 24 und 26 sind fest angebracht und brauchen auch für Arbeiten an Land nicht entfernt werden. Die Ketten der Kettenlaufwerke 14 und 16 laufen auf Rädern 15 und 17, welche an langgestreckten Pontons 21 befestigt sind. Dann laufen die Ketten um die Pontons 21 und das von den Ketten umschlossene Volumen wird zur Aufnahme von Pontons 21 genutzt. 1 zeigt die schwimmende Anordnung und ihre Lage zur Wasseroberfläche 28.
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3 ist ein Querschnittsausschnitt entlang der Schnittachse A-A in 2. Man erkennt, dass zwischen den Kettenlaufwerken der Ponton 26 fest angeordnet ist. Dieser sorgt zusammen mit dem Ponton 24 (s.2) dafür, dass laterale Kräfte in Fahrtrichtung und entgegen der Fahrtrichtung ausgeglichen werden und die Anordnung in dieser Richtung stabil schwimmt. Außen seitlich des Kettenlaufwerks 14 ist ein seitlicher Ponton 20 lösbar befestigt. Die Befestigung erfolgt mittels einer Gewindestange 30, die vollständig durch ein in den Ponton integrierte, rohrförmige Öffnung 34 hindurch geführt ist. Die Gewindestange 30 erstreckt sich in horizontaler Richtung durch den gesamten Ponton 20 bis in eine korrespondierende, rohrförmige Öffnung im Ponton 21 im Bereich des Kettenlaufwerks 14. Auf diese Weise verteilen sich laterale Kräfte über die gesamte Breite des Kettenlaufwerks 14 und des Potons 24. Der gegenüberliegende äußere Ponton 22 ist auf gleiche Weise am Kettenlaufwerk 16 befestigt.
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Die mittleren Pontons 24 und 26 sind fest montiert. Die Verbindungsstelle zwischen Ponton 26 und Ponton 21 des Kettenlaufwerks 16 ist in 4 im Detail dargestellt. Das Kettenlaufwerk 16 ist mit einem vertikalen Zapfen 34 versehen, der sich durch eine Öse 36 erstreckt, die seitlich an den Ponton 26 angeformt ist. Auf diese Weise ist die Verbindung fest, aber hinreichend beweglich um den üblichen Wasserbewegungen folgen zu können.
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Jeder Ponton 20, 22, 24 und 26 ist mit Manlöchern 38, 40 und 42 ausgestattet. Die lösbaren, seitlichen Pontons 20 und 22 weisen jeweils drei Manlöcher 38, 40 und 42 auf. Diese sind in 5 gut zu erkennen. Die Manlöcher ermöglichen den Einstieg in den Ponton zu Reparatur- und Wartungszwecken. Jeder Ponton ist ferner innen mit Schotten 44, 46 und 48 versehen, die in 5 gestrichelt angedeutet sind. Die Schotten 44, 46 und 48 weisen verschließbare Öffnungen auf, so dass der gesamte Innenraum jedes Pontons zugänglich ist. Die Lage der Schotten 44, 46 und 48 in den seitlichen Pontons ist im Schnitt in 6 gut zu erkennen.
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Die seitlichen Pontons 20 und 22 weisen ferner Pfahltaschen 50 auf. Die Pfahltaschen erstrecken sich in vertikaler Richtung durch den gesamten Ponton. Die Pfahltaschen 50 dienen der Aufnahme von Pfählen (nicht dargestellt) mit denen die Anordnung beim Arbeiten im tiefen Wasser gegenüber Positionsverschiebungen gesichert wird. Die Anordnung kann also nicht wegschwimmen. Man erkennt, dass diese Pfähle keine vertikalen Kräfte aufnehmen können und nicht zum Stützen der Anordnung dient.
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Transportösen 52 auf der Oberfläche der Pontons (s. 5) erleichtern die Handhabung beim Lösen und Befestigen der Pontons, etwa mit Seilen.
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Zur Stabilisierung der Pontons von Innen sind ferner Spanten und andere Aussteifungen vorgesehen.
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Zur Montage der lösbaren Pontons 20 und 22 werden die Pontons bei aufgesatteltem Bagger angekoppelt, indem die Gewindestangen 30 eingeführt und befestigt werden. Vor der Inbetriebnahme im schwimmenden Zustand werden jeweils ein Pfahlkoker in die zugehörige Pfahltasche 50 in den seitlichen Pontons eingeführt und am Grund gesichert. Beim Baggern in sumpfigem Gelände, wenn die Anordnung nicht schwimmen muss, kann auf die Montage der seitlichen und der mittleren Pontons verzichtet werden.
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Alle Funktionen des Baggers sowie des Fahr- oder Kettelaufwerks und der Pfähle werden von der Kabine im Baggeroberwagen gesteuert. Im Fahrbetrieb kann das Gerät mit Hilfe der um die Pontons laufenden Fahrketten über kurze Distanzen zum Einsatzort fahren. Beim Einsatz im tiefen Wasser kann über flache Ufer in das Gewässer gefahren werden.
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Es versteht sich, dass die Erfindung auf vielfache Weise variiert werden kann. So ist es nicht zwingend erforderlich, die Ketten um Pontons laufen zu lassen. Es kann ebenso ein Amphibienfahrzeug mit normalem Kettenlaufwerk eingesetzt werden. Es ist ferner möglich ein Fahrwerk mit Rädern zu verwenden, wenn der Grund hinreichend stabil ist. Während die wichtigste Anwendung einen Bagger vorsieht, so ist es doch auch möglich einen Rüttler einzusetzen, mit welchem Vibrationen auf den Grund übertragen werden um diesen zu verdichten. Während das beschriebene Ausführungsbeispiel große, durchgängige Pontons vorsieht, in denen Schotten angeordnet sind, so können auch mehr und kleinere Schwimmkörper verwendet werden, die je nach Gewicht des aufgesattelten Geräts modulartig am Fahr- oder Kettenlaufwerk befestigt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2306120 [0004]
- DE 2438155 [0005]
- DE 3524616 A1 [0006]
- DE 10121739 A1 [0007]
- DE 60104597 T2 [0008]
- DE 102014005737 B3 [0009]
