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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Erfassen der Gesamtanzahl und des Betriebszustands von mit Leuchtelementen besetzten Leuchtmodulen in einem Strang von einzeln ansteuerbaren, hintereinander geschalteten Leuchtmodulen.
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Hintergrund der Erfindung
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Beleuchtungsleisten oder -schienen mit mehreren, hintereinander geschalteten Leuchtmodulen kommen in unterschiedlichsten Anwendungen zum Einsatz, zum Beispiel als beleuchtete Radleitschienen in Autowaschanlagen.
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Hierbei verlaufen die beleuchteten Radleitschienen links und rechts des Fahrzeugs und geben dem Fahrer Orientierung bei der Einfahrt in die Waschanlage. Insbesondere sind sie nützlich, um dem Fahrer zu signalisieren, dass er die Fahrzeugposition nach vorne bzw. hinten korrigieren soll. Dies kann zum Beispiel durch Farben oder so erfolgen, dass einzelne Leuchtelemente der Reihe nach kurz eingeschaltet werden, so dass sich für den Betrachter ein bewegtes Lichtmuster ergibt. Ein Lichtmuster kann etwa darin bestehen, dass für den Betrachter das Licht entlang der Radleitschiene nach vorne und zurück wandert.
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Eine beleuchtete Radleitschiene ist aus der Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2012 103 410 U1 bekannt. Die darin offenbarte Leuchteinrichtung weist eine Mehrzahl von in einer Reihe angeordneten Leuchtelementen auf, die gemeinsam auf einem länglichen Träger angeordnet sind, und wobei der längliche Träger an einer Leitschiene angeordnet ist
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Bei derartigen beleuchteten Radleitschienen besteht das Problem, dass die Konfiguration (Gesamtanzahl und der Betriebszustand) von mit Leuchtelementen besetzten Leuchtmodulen genau bekannt sein muss, um Lichtmuster korrekt abspielen zu können. Nur wenn die Gesamtanzahl der in einem Strang verwendeten Leuchtmodule bekannt ist, können Umkehrpunkte von Lichtmustern korrekt festgelegt werden.
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Außerdem besteht das Problem, dass Lücken in der Beleuchtung (durch defekte Leuchtelemente oder Leuchtmodule, Kabeldefekte etc.) jeweils manuell erfasst werden müssen, um Reparaturen der Defekte zu veranlassen oder um vorübergehend die Beleuchtungssteuerung, etwa bei Lichtmustern, darauf anzupassen.
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Wenn die Konfiguration einer Beleuchtungsschiene variiert, muss die Beleuchtungssteuerung angepasst werden, indem die Gesamtanzahl der Leuchtmodule und deren jeweiliger Betriebszustand überprüft und extern über Maschinenparameter in die Beleuchtungssteuerung eingepflegt werden. Dies verursacht erhöhte Aufwände und Ausfallzeiten während Service-Zeiten.
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Eine Alternative wäre die Festlegung der angeschlossenen Leuchtelemente zur Kompilierzeit und somit die Erzeugung einer Steuerungssoftware pro spezieller Schienenkonfiguration. Diese Möglichkeit bringt aber einen erheblichen Pflegemehraufwand bei zukünftigen Änderungen der Software (z. B. neue Lichtmuster) mit sich und ist bei weitem nicht so flexibel für zukünftige Konfigurationsänderungen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Erfassen der vorliegenden Konfiguration und der angeschlossenen Leuchtelemente bereitzustellen, so dass die manuelle Erfassung der Gesamtanzahl und des Betriebszustands sowie deren Eingabe über Parameter der Anlagensteuerung nicht mehr erforderlich ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Erfassung der Konfiguration einer Anzahl N hintereinander geschalteter, einzeln ansteuerbarer und mit Leuchtelementen bestückbarer Leuchtmodule, aufweisend die Verfahrensschritte: Aufeinanderfolgende Beaufschlagung der Leuchtmodule mit einer Anzahl Nmax ≥ N unterschiedlicher Prüfmuster, Messung einer elektrischen Messgröße an der Schaltung in Antwort auf jedes der Prüfmuster, und Auswertung der Messresultate jedes Prüfmusters und daraus Bestimmung der Gesamtanzahl N der Leuchtmodule sowie deren jeweiligen Betriebszustandes.
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Die Erfindung schlägt weiterhin eine Vorrichtung zur Erfassung der Konfiguration einer Anzahl N hintereinander geschalteter, einzeln ansteuerbarer und mit Leuchtelementen bestückbarer Leuchtmodule vor, aufweisend: hintereinander geschaltete, einzeln ansteuerbare und mit Leuchtelementen bestückbare Leuchtmodule, eine Steuerungseinheit, die so ausgebildet ist, dass sie die Leuchtmodule mit einer Anzahl Nmax ≥ N unterschiedlicher Prüfmuster aufeinanderfolgend beaufschlagt, eine Messeinheit, die so ausgebildet ist, dass sie eine elektrische Messgröße an der Schaltung in Antwort auf jedes der Prüfmuster misst, und eine Auswertungseinheit, die so ausgebildet ist, dass sie die Messresultate auswertet und daraus die Gesamtanzahl N der Leuchtmodule sowie deren jeweiligen Betriebszustand bestimmt.
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Durch das obige Verfahren und die obige Vorrichtung wird die Konfiguration einer Beleuchtungsleiste, automatisch erfasst, sodass diese Information nicht mehr manuell der Beleuchtungssteuerung zugeführt werden muss. Es spart daher Ressourcen (Parameter) und Arbeitszeit (Service-Zeit). Außerdem kann durch das beschriebene Verfahren ein und dieselbe Beleuchtungssteuerung (Software) für verschiedene Konfigurationen und auch zukünftige Konfigurationen verwendet werden, ohne dass eine weitere Anpassung der Beleuchtungssteuerung erforderlich ist.
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Das Verfahren kann als Betriebsmodus, der zu Beginn des regulären Betriebs ausgeführt wird, in die Betriebssteuerung einer beleuchteten Radleitschiene, wie sie etwa in Waschanlagen verwendet wird, auf einfache Weise integriert werden. Alternativ kann das erfindungsgemäße Verfahren auch während des regulären Betriebes durchgeführt werden, wobei letzterer für die Zeit der Messung unterbrochen wird.
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Vorzugsweise umfasst das Verfahren als zusätzlichen Verfahrensschritt die Bestimmung, anhand des Betriebszustands, ob ein oder mehrere Leuchtelemente, mit denen die Leuchtmodule bestückt sind, defekt sind. Aus Differenzen in den Resultaten der elektrischen Messgröße kann zuverlässig auf den Betriebszustand des Leuchtmoduls sowie eines darauf bestückten Leuchtelements geschlossen werden. Dies erleichtert die Wartung und verkürzt Service-Zeiten.
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Des Weiteren kann das Verfahren dahingehend erweitert werden, dass die Erfassung zeitgleich oder sequentiell in zwei oder mehreren separaten Strängen von Leuchtmodulen erfolgt. Durch den Vergleich der Ergebnisse für separate Stränge können Unterbrechungen in einem Strang bestimmt werden.
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Dies ist insbesondere von Vorteil im Zusammenhang mit beleuchteten Radleitschienen in Autowaschanlagen. Dabei kann eine erste Radleitschiene auf der Fahrerseite im Bereich der Fahrertür unterbrochen sein (d. h., die Schaltung ist fortgesetzt, aber im Bereich der Unterbrechung sind keine Leuchtmodule angebracht), um dem Fahrer den Ausstieg aus dem Fahrzeug zu ermöglichen, während eine zweite Radleitschiene auf der Beifahrerseite keine Unterbrechung aufweist. Durch den Abgleich der Messungen für beide Stränge kann aus der Differenz der jeweiligen Gesamtanzahlen an Leuchtmodulen die Unterbrechung bestimmt werden.
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Die Prüfmuster, mit denen die Leuchtmodule beaufschlagt werden, können vorzugsweise so gewählt werden, dass jeweils nur ein Leuchtmodul eingeschaltet und die übrigen Leuchtmodule ausgeschaltet sind. Dadurch ist das Signal-Rausch-Verhältnis bei der Messung der elektrischen Messgröße hoch und der Betriebszustand des eingeschalteten Leuchtmoduls kann zuverlässig bestimmt werden.
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Die Leuchtmodule können mit einem Prüfmuster beaufschlagt werden, indem jedes Leuchtmodul das Prüfmuster um den dieses Leuchtmodul betreffenden Wert verkürzt und es das Prüfmuster anschließend an das nachfolgende Leuchtmodul weiterleitet. Bei gegebener Datenrate verkürzt dies die Dauer, bis alle Leuchtmodule das Prüfmuster erhalten haben. Zum Beispiel kann das Prüfmuster ein 48-bit Datenwort sein.
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Als elektrische Messgröße kann eine Stromstärke (bei Constant-Voltage-Schaltungen) oder eine Spannung (bei Constant-Current-Schaltungen) gemessen werden. Dabei wird die Messung an der Schaltung vorgenommen.
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Vorteilhafterweise sind die einzeln ansteuerbaren Leuchtmodule mit einer oder mehreren LED als Leuchtelementen bestückbar. Bei mit LED beleuchteten Radleitschienen in Waschanlagen können dem Fahrer eines Fahrzeugs mittels farbiger Beleuchtung zusätzliche Signale vermittelt werden.
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Figurenbeschreibung
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. Dabei zeigt:
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1 eine schematische perspektivische Darstellung eines Einfahrbereichs einer Waschanlage mit beleuchteten Radleitschienen,
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2 ein Flussdiagramm der Verfahrensschritte eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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3–5 schematische Darstellungen von unterschiedlichen erfindungsgemäßen Konfigurationen von zwei Strängen hintereinander geschalteter, einzeln ansteuerbarer Leuchtmodule.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Einfahrbereichs einer Waschanlage mit beleuchteten Radleitschienen. Die Waschanlage 20 ist mit einer an sich bekannten Waschvorrichtung 21 versehen, mit der das Fahrzeug gewaschen oder anderweitig behandelt wird. Eine erste beleuchtete Radleitschiene 15 ist links, eine weitere beleuchtete Radleitschiene 16 rechts des Einfahrbereichs 23 angeordnet. Die beleuchteten Radleitschienen 15, 16 geben dem Fahrer Orientierung bei der Einfahrt in die Waschanlage 20 und weisen daher eine Mehrzahl von Leuchtmodulen 13 auf, die in den Leisten der Radleitschienen angebracht und mittels einer Schaltung verbunden sind. Die Leuchtmodule sind mit einem oder mehreren Leuchtelementen wie z. B. einer LED bestückbar. Mittels Leuchtelementen, die RGB-Farben darstellen können, ist es möglich, dem Fahrer eines in die Waschanlage einfahrenden Fahrzeugs zusätzliche Informationen zu vermitteln.
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2 zeigt ein Flussdiagramm eines Ablaufplans gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Der Ablaufplan kann in einer Software implementiert werden, die zu Beginn eines regulären Betriebs als Teil der Beleuchtungssteuerung ausgeführt wird.
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Im ersten Verfahrensschritt (S2) wird eine Zählvariable m mit einem Startwert (zum Beispiel 1) initialisiert. Nachfolgend werden iterativ die Schritte S4–S10 ausgeführt: zunächst werden (Schritt S4) die Leuchtmodule mit der m-ten Messkonfiguration des Prüfmusters beaufschlagt und die Messung der elektrischen Messgröße an der Schaltung vorgenommen. Danach wird überprüft (Schritt S6), ob das Ende der Schaltung (d. h., das letzte der in der Reihe geschalteten Leuchtmodule) erreicht ist. Fällt diese Überprüfung negativ aus, so wird die Zählvariable m um eine Einheit erhöht (Schritt S8). Danach wird in Schritt S10 überprüft, ob die Zählvariable m gleich einem theoretischen Höchstwert Nmax an Prüfmustern ist. Fällt diese Überprüfung negativ aus, so kehrt das Programm für eine neue Iteration zu Schritt S4 zurück. Fallen hingegen die Überprüfungen in den Schritten S6 oder S10 positiv aus, so beendet das Programm die Iteration und wertet die Messergebnisse aus (S12). Anschließend wird im Schritt S14 überprüft, ob eine Wartung der Leuchtmodul-Schaltung erforderlich ist. Hierbei wird aus den ermittelten Betriebszuständen der Leuchtmodule bestimmt, ob beispielsweise Leuchtelemente defekt sind. Falls diese Überprüfung positiv ausfällt, so zeigt das Programm an, dass eine Wartung erforderlich ist (Schritt S16). Andernfalls übermittelt das Programm der Betriebssteuerung die Information, dass die Anlage betriebsbereit für Normalbetrieb ist (Schritt S18).
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten erfindungsgemäßen Konfiguration von zwei Strängen hintereinander geschalteter, einzeln ansteuerbarer Leuchtmodule.
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Die Vorrichtung umfasst eine Steuerungseinheit 2, die wiederum eine Messeinheit 4 und eine Auswertungseinheit 6 umfasst. An die Steuerungseinheit 2 sind zwei separate Stränge 10, 12 von Leuchtmodulen elektrisch angeschlossen. Die erste Schaltung 10 umfasst ein oder mehrere einzeln ansteuerbare Leuchtmodule 10-1, 10-2, ..., 10-7, 10-8. Entsprechend umfasst die zweite Schaltung 12 ein oder mehrere einzeln ansteuerbare Leuchtmodule 12-1, 12-2, ..., 12-7, 12-8. Die beiden Schaltungen verfügen jeweils über beispielsweise drei Adern: eine Stromleitung, eine Masseleitung und eine Datenleitung. Die Datenleitung kann auf einem seriellen Protokoll basieren, das die Übermittlung von Daten wie beispielsweise einem Prüfmuster ausgehend von der Steuerungseinheit 2 an die Leuchtmodule der Reihenfolge nach ermöglicht, nicht aber die Übermittlung von Daten in der Rückrichtung, d. h. an die Steuerungseinheit 2.
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Die Steuerungseinheit 2 sendet Prüfmuster an die Leuchtmodule. Im Fall der ersten Schaltung 10 kann ein erstes Prüfmuster darin bestehen, dass das erste Leuchtmodul 10-1 eingeschaltet und nachfolgende Leuchtmodule 10-2, etc. ausgeschaltet sind. Ein solches Prüfmuster kann als Vektor von Nmax binären 0/1-Werten dargestellt werden:
(1, 0, 0, ..., 0).
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Für das erste Leuchtmodul 10-1 ist der Wert 1 (Ein) bestimmt, um den das Leuchtmodul 10-1 das Prüfmuster verkürzt und das um den Wert verkürzte Prüfmuster anschließend an nachfolgende Leuchtmodule 10-2, etc. weiterleitet, die ihrerseits die für sie bestimmten Werte 0 (Aus) dem ersten Prüfmuster entnehmen. Analog wird beim zweiten Prüfmuster vorgegangen, das die Form (0, 1, 0, ..., 0) hat, sowie bei allen weiteren Prüfmustern.
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Sobald alle Leuchtmodule den für sie bestimmten Wert aus dem Prüfmuster erhalten haben, wird durch die Steuerungseinheit 2 das jeweilige Prüfmuster ausgeführt. Im Fall des ersten Prüfmusters leuchtet nur das Leuchtelement auf, mit dem das erste Leuchtmodul 10-1 bestückt ist, die übrigen Leuchtmodule 10-2, etc. sind ausgeschaltet.
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Die Messeinheit 4 misst während der Ausführung des Prüfmusters an der Schaltung 10 eine elektrische Messgröße, die eine Stromstärke (bei Constant-Voltage-Schaltungen) oder eine Spannung (bei Constant-Current-Schaltungen) sein kann. Ist für die Messung eine gewisse Mindestzeitdauer erforderlich, so kann bei Bedarf ein und dasselbe Prüfmuster mehrfach wiederholt werden.
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Da durch die obige Wahl des Prüfmusters die ausgeschalteten Leuchtmodule lediglich eine geringe Leistungsaufnahme (zum Beispiel aufgrund eines Reglers) haben, hängt die gemessene elektrische Messgröße im Wesentlichen von der Leistungsaufnahme des jeweiligen Leuchtmoduls ab, das eingeschaltet ist. Die typische Leistungsaufnahme eines einzelnen, intakten Leuchtmoduls kann im Voraus bestimmt werden.
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Nachdem entweder die Messungen ergeben, dass das Ende der Schaltung 10 erreicht ist, oder aber der Höchstwert Nmax an Prüfmustern erreicht ist, wird die Auswertung der Messergebnisse für die Schaltung 10 durch eine Auswertungseinheit 6 durchgeführt. Aus der Anzahl derjenigen Messungen, bei denen die elektrische Messgröße einen Wert erreicht hat, der mit der Leistungsaufnahme eines einzelnen intakten Leuchtmoduls übereinstimmt, kann auf verlässliche Weise auf die Gesamtanzahl N der in der Schaltung 10 verbauten Leuchtmodule 10-1, 10-2, etc. geschlossen werden.
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4 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten erfindungsgemäßen Konfiguration von zwei Strängen hintereinander geschalteter, einzeln ansteuerbarer Leuchtmodule. Hierbei stimmt die Anzahl der in der ersten Schaltung 10 verbauten Leuchtmodule 10-1, 10-2, ..., 10-5, 10-6 nicht mit der Anzahl der in der zweiten Schaltung 12 verbauten Leuchtmodule 12-1, 12-2, ..., 12-7, 12-8 überein. Ein Grund dafür kann sein, dass die erste Radleitschiene 15, in der die erste Schaltung 12 verbaut ist, an einer Stelle unterbrochen ist.
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Durch gleichzeitiges oder sequentielles Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens in den beiden Strängen von Schaltungen 10, 12 und einem nachfolgenden Abgleich der Messergebnisse durch die Auswertungseinheit 6 kann die Unterbrechung in der Schaltung 10 ermittelt werden.
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5 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten erfindungsgemäßen Konfiguration von zwei Strängen hintereinander geschalteter, einzeln ansteuerbarer Leuchtmodule. Hierbei ist in den Schaltungen 10, 12 eine gleich große Gesamtanzahl von Leuchtmodulen verbaut. Die mit einem Stern markierten Leuchtmodule 10-5, 10-7 sowie 12-9 stellen Leuchtmodule dar, in denen beispielsweise das Leuchtelement defekt ist oder eine sonstige Störung wie ein Kabeldefekt aufgetreten ist.
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Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich auch derartige Defekte an Leuchtmodulen sowie ihre Position innerhalb der jeweiligen Gesamtanzahl von Leuchtmodulen im jeweiligen Strang ermitteln: bei einem Leuchtmodul, in dem ein Leuchtelement defekt ist, wird im jeweiligen Prüfmuster eine geringere, nämlich um die Leistungsaufnahme des defekten Leuchtelements reduzierte, elektrische Messgröße gemessen, beispielsweise eine Reststromstärke, die durch den Regler des Leuchtmoduls verbraucht wird.
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Daher kann durch die Erfindung auch eine einfache Wartung von Leuchtmodul-Schaltungen, wie sie beispielsweise in beleuchteten Radleitschienen von Waschanlagen zum Einsatz kommen, ermöglicht werden, da defekte Leuchtmodule bzw. Leuchtelemente automatisch erfasst werden.
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Die Verwendung des beschriebenen Verfahrens ist nicht auf die Radleitschiene beschränkt. Das Verfahren kann und wird ebenfalls Anwendung finden bei der Realisierung von Anzeigen aller Art.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202012103410 U1 [0004]
