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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Faserbahnen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Behandlung von Faserbahnen durch Aufbringen einer Behandlungssubstanz auf beide Flächen der Faserbahn, wobei die Vorrichtung die Behandlungssubstanz direkt oder über eine Walze auf die Fläche der Faserbahn aufbringt. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, umfassen Verfahren zur Herstellung von Faserbahnen typischerweise eine Anordnung, die durch eine Vielzahl von in der Prozesslinie aufeinanderfolgend angeordneten Vorrichtungen gebildet ist. Eine typische Produktions- und Behandlungslinie weist einen Stoffauflauf, eine Siebpartie und eine Pressenpartie sowie eine nachfolgende Trockenpartie und einen Aufwickler auf. Die Produktions- und Behandlungslinie kann des Weiteren andere Vorrichtungen und Partien zur Endbehandlung der Faserbahn, zum Beispiel eine Leimpresse, einen Kalander und eine Beschichtungspartie aufweisen. In dieser Beschreibung und den nachfolgenden Ansprüchen sind mit Faserbahnen, zum Beispiel Papier- und Kartonbahnen, gemeint.
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Bei der Herstellung von Faserbahnen, zum Beispiel Papier- oder Kartonbahnen, wird das Leimen verwendet, um die Eigenschaften einer Faserbahn durch Hinzufügen von Substanzen, zum Beispiel Klebstoffchemikalien, zu ändern. Bei der Oberflächenleimung wird die Leimungssubstanz auf die Oberfläche der Faserbahn direkt oder über eine Walze an dem trockenen Ende der Faserbahnmaschine hinzugefügt. Das Leimen von Papier- und Kartonbahnen verwendet üblicherweise eine separate Leimpresse. In Verbindung mit der Leimpresse werden bei den Anordnungen aus dem Stand der Technik unterschiedliche Arten von Leimungstechnologie eingesetzt, zum Beispiel Pond- bzw. Beckentechnologie oder Filmtransfertechnologie oder Sprühleimungstechnologie.
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Beschichtete Faserbahnqualitäten und Beschichtung werden immer populärer und es kommen daher auf die Beschichtungsverfahren und die Ausrüstung höhere Anforderungen zu. Bei der Beschichtung, insbesondere bei der Pigmentbeschichtung, wird die Oberfläche einer Faserbahn mit einer Schicht von Beschichtungsfarbe (Beschichtungssubstanz) in einer Beschichtungsstation gebildet, gefolgt von Trocknen. Das Verfahren der Beschichtung kann in die Zuführung der Beschichtungsfarbe auf die Oberfläche der Bahn, was als die Aufbringung bzw. Auftragung der Beschichtungsfarbe bezeichnet wird, sowie in die Einstellung der Endmenge der Beschichtungsfarbe aufgeteilt werden. Die Beschichtung von Papier- und Kartonbahnen verwendet typischerweise eine Beschichtungsvorrichtung – einen Beschichter. In Verbindung mit dem Beschichter werden bei aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen verschiedene Arten von Beschichtungstechnologie eingesetzt, zum Beispiel Pond- bzw. Beckentechnologie oder Filmtransfertechnologie oder Sprühtechnologie.
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Mittels Faserbahnherstellungsprozessen werden unterschiedliche Arten und Qualitäten von Faserbahnen hergestellt. Manchmal wird eine Herstellungs- und Behandlungslinie zur Herstellung von unterschiedlichen Qualitäten von Faserbahnen verwendet, die unterschiedliche Behandlungen zur Endbearbeitung der Faserbahn erfordern, und in einigen Fällen können die unterschiedlichen Behandlungen nicht mittels einer Vorrichtungsart für eine bestimmte Technologie durchgeführt werden, insbesondere beim Leimen oder Beschichten, und daher muss die Herstellungs- und Behandlungslinie mit Vorrichtungen für jede Technologie ausgestattet werden. Typischerweise können in den meisten Fällen gute Laufeigenschaften für die zu behandelnde Faserbahn und eine gute Eindringfähigkeit der Behandlungssubstanz für unterschiedliche Qualitäten der Faserbahnen nicht gleichzeitig erreicht werden. Zum Beispiel werden bei der Leimung durch die Verwendung der Becken- bzw. Eintauchtechnologie eine gute Eindringfähigkeit und eine gute Abdeckung und Erscheinungsbild erreicht, die Laufeigenschaften sind jedoch nicht sehr gut und auch die Steuerung der Menge an benötigtem Leimungsmittel ist schwierig. Zum Beispiel werden bei der Leimung durch die Verwendung der Filmtransfertechnologie gute Laufeigenschaften erreicht und sogar eine gute Abdeckung und ein gutes Erscheinungsbild, sogar wenn geringe Mengen des Leimungsmittels verwendet werden, aber die Eindringfähigkeit ist geringer. Zum Beispiel werden bei der Leimung durch die Verwendung der Sprühtechnologie eine gute Einstellbarkeit der Menge an Leimungsmittel erreicht und die Sprühtechnologie ist auch dafür geeignet, in Verbindung mit der Leimung von unsauberen Faserbahnqualitäten verwendet zu werden, weil das Leimungsmittel von der Sprühanwendung nicht rückgeführt wird.
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Bei Leimpressen und Beschichtern werden Leimungs-/Beschichtungswalzen verwendet, um die Behandlungssubstanz in die Bahn zu pressen, und zwar in einem zwischen diesen Walzen gebildeten Walzenspalt bzw. Nip, durch den die Faserbahn geführt wird. Bei Behandlungsvorrichtungen, d. h. Leimpressen und Beschichtern, die auf der Becken- bzw. Tauchtechnologie basieren, ist eine Walze eine sogenannte erste Walze, die mit einer harten Oberfläche versehen ist, typischerweise mit einer keramischen oder metallischen Oberfläche, und die andere ist eine sogenannte weiche Walze, die mit einer weichen Oberfläche versehen ist, typischerweise durch eine Polymerhülle gebildet, und in Behandlungsvorrichtungen, die auf der Filmtransfertechnologie basieren, sind die Walzen weiche Walzen. Bei auf der Sprühtechnologie basierenden Behandlungsvorrichtungen können die Walzen weiche oder harte Walzen sein. Somit muss in Herstellungs- und Behandlungslinien, in denen zur Herstellung von gewünschten Faserbahnqualitäten unterschiedliche Arten von Technologien benötigt werden, wenigstens eine der Walzen der Behandlungsvorrichtung zur Änderung der Qualität ausgetauscht werden. Die dafür erforderliche Zeit ist lang, typischerweise mindestens 1,5–2 Stunden für eine Walze, wobei während dieser Zeit die Herstellungs- und Behandlungslinie angehalten werden muss und daher auch die Produktion angehalten wird.
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Zum Beispiel wenn Faserbahnqualitäten für Deckenpapiere oder Wellpappen beleimt werden, ist eine Leimpressenart mit einer Einrichtung zum Aufbringen der Behandlungssubstanz basierend auf der Becken- bzw. Tauch- bzw. Pondtechnologie für schwere Qualitäten und mit einer Einrichtung zum Aufbringen der Behandlungssubstanz basierend auf Filmtransfertechnologie für leichte Qualitäten verwendet worden, aber ein optimales Leimungsergebnis, wenn ein Walzensatz verwendet worden ist, ist nicht erreicht worden, weil mit Beckentechnologie ein Satz mit einer harten Walze und einer weichen Walze vorteilhaft wäre und bei der Filmtransfertechnologie ein Satz mit einer weichen Walze und einer weichen Walze verwendet werden muss. Typischerweise ist auch eine unterschiedliche Bombierung für jeden Walzensatz erforderlich gewesen. Dies hat zur Notwendigkeit von einer Vielzahl von Walzen und Ersatzwalzen für jede Vorrichtung und für eine Vielzahl von Walzenwechseln geführt, wenn die Vorrichtung zur Behandlung von sowohl schweren als auch leichten Qualitäten in kurzen Abständen verwendet worden ist.
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In der Gebrauchsmusterveröffentlichung
DE 20 2009 016 157 U1 ist eine Vorrichtung zur Behandlung einer Papier- oder Kartonbahn mit einem Walzenpressspalt beschrieben, der von zwei Walzen gebildet wird und durch den die Papier- oder Kartonbahn hindurch läuft, wobei die Vorrichtung mindestens eine erste Sprühvorrichtung zum Auftragen eines Behandlungsmediums auf eine Seite der Papier- oder Kartonbahn und mindestens eine erste Zuführeinrichtung zum Zuführen des Behandlungsmediums zwischen eine der beiden Walzen und die Papier- oder Kartonbahn aufweist, wobei das Behandlungsmedium einen Pond bzw. ein Becken bzw. einen Teich bildet. Die Vorrichtung kann auch eine zweite Sprühvorrichtung auf der anderen Seite der Papier- oder Kartonbahn aufweisen, um das Behandlungsmedium auf die andere Seite der Papier- oder Kartonbahn aufzutragen, und eine zweite Zuführeinrichtung zum Zuführen des Behandlungsmediums zu einem Pond zwischen der anderen der beiden Walzen und der Papier- oder Kartonbahn ist vorgesehen. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird keine Behandlung mittels Filmtransfer vorgeschlagen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Behandlung von Faserbahnen zu schaffen, bei der die Probleme und Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen ausgeräumt oder zumindest minimiert sind.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Art von Vorrichtung zur Behandlung von Faserbahnen in Verbindung mit einer Herstellungs- und Behandlungslinie einer Faserbahn zu schaffen.
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Um die oben genannte Aufgabe und diejenigen, die sich später ergeben, zu lösen, ist die Vorrichtung durch die Merkmale von Anspruch 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Behandlung von Faserbahnen durch Aufbringen einer Behandlungssubstanz auf beide Oberflächen der Faserbahn angegeben, wobei die Vorrichtung zwei Walzen, zwischen denen ein Behandlungsnip gebildet ist, und eine Einrichtung zum Aufbringen der Behandlungssubstanz aufweist, wobei die Vorrichtung die Behandlungssubstanz direkt oder über die Oberflächen der Walzen auf die Flächen der Faserbahn aufbringt, wobei die Einrichtung zum Aufbringen der Behandlungssubstanz eine Einrichtung basierend auf Beckentechnologie und eine Einrichtung basierend auf Filmtransfertechnologie zum Beschichten oder Leimen der oberen Fläche der Faserbahn und eine Einrichtung basierend auf Sprühtechnologie zum Beschichten oder Leimen der unteren Fläche der Faserbahn aufweist.
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Gemäß einem vorteilhaften Merkmal weist die Einrichtung zum Aufbringen der Behandlungssubstanz des Weiteren eine Einrichtung basierend auf Pond- bzw. Beckentechnologie zum Beschichten oder Leimen der unteren Fläche der Faserbahn auf.
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Gemäß einem vorteilhaften Merkmal ist von den Walzen der Vorrichtung die Walze, die auf der Seite der oberen Fläche der Faserbahn angeordnet ist, eine weiche Walze ist, und die Walze, die auf der Seite der unteren Fläche der Faserbahn angeordnet ist, eine harte Walze.
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Gemäß einem vorteilhaften Merkmal werden die Walzen unabhängig von der Wahl von unterschiedlichen Einrichtungen zum Aufbringen der Behandlungssubstanz verwendet.
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Gemäß einem vorteilhaften Merkmal wird die Einrichtung zum Aufbringen der Behandlungssubstanz für jede Oberfläche der Faserbahn zum Herstellen und Behandeln unterschiedlicher Qualitäten der Faserbahnen derart selektiv verwendet, dass jeweils wenigstens eine Einrichtung zum Aufbringen der Behandlungssubstanz für jede Oberfläche verwendet.
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Gemäß einem vorteilhaften Merkmal ist die Vorrichtung eine Leimpresse und die Behandlungssubstanz ein Leimungsmittel, vorzugsweise Stärke.
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Gemäß einem vorteilhaften Merkmal ist die Vorrichtung ein Beschichter und die Behandlungssubstanz eine Beschichtungsfarbe.
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Durch die Erfindung werden verschiedene Vorteile erreicht. Zum Beispiel können dieselben Walzen unabhängig von der zu verwendenden Faserbahnqualität verwendet werden und somit muss die Walze nicht gewechselt werden, obwohl die zu produzierende Qualität geändert wird, und zum Beispiel weist die obere Fläche der Bahn hervorragende optische Eigenschaften auf und die untere Fläche der Bahn kann mittels einer Einrichtung aufgebracht werden, die hinsichtlich verschmutzter Pulpe toleranter ist. Mittels der Vorrichtung gemäß der Erfindung können auch sowohl Faserbahnqualitäten für Deckenpapiere als auch für Wellpappe auf derselben Vorrichtung ohne die Notwendigkeit zum Wechseln von Walzen behandelt werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben, in denen
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1 schematisch ein Beispiel einer Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik zeigt;
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2 schematisch ein vorteilhaftes Beispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt; und
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3 schematisch ein weiteres vorteilhaftes Beispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt.
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In der nachfolgenden Beschreibung und in der beigefügten Zeichnung sind durch dieselben Bezugszeichen ähnliche oder entsprechende Teile und Bestandteile von Teilen bezeichnet, wenn nicht anders angegeben.
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In dem Beispiel von 1 ist eine Vorrichtung 10 zur Behandlung einer Faserbahn W, wie zum Beispiel Papier oder Karton, gemäß dem Stand der Technik angegeben. Die Vorrichtung 10 weist zwei Walzen 11, 12, wie zum Beispiel Leimungswalzen oder Beschichtungswalzen, auf, wobei zwischen den Walzen 11, 12 ein Behandlungsspalt bzw. -nip, wie zum Beispiel ein Leimungsnip oder ein Beschichtungsnip, gebildet ist. Der Behandlungsnip ist vorzugsweise ein Pressnip. Die Faserbahn W verläuft durch den Behandlungsnip N. Die Walzen 11, 12 sind an jedem Ende in Lagergehäusen 13, 14 drehbar gelagert, die von einem Rahmen 20 gehalten sind. Die Vorrichtung 10 weist auch eine Einrichtung bzw. Einrichtungen 31, 32, 34, 35, zum Aufbringen einer Behandlungssubstanz auf. In dem Beispiel von 1 weist die Einrichtung zum Aufbringen der Behandlungssubstanz auf die Faserbahn W eine Einrichtung basierend auf Tauch- bzw. Becken- bzw. Teich- bzw. Pondtechnologie 31, 32 zum Beschichten oder Leimen der Faserbahn W und eine Einrichtung basierend auf Filmtransfertechnologie 34, 35 auf beide Oberflächen WT, WB der Faserbahn auf. Die Faserbahn W weist eine obere Fläche WT, die sich bei dem Endprodukt auf der Vorderseite, d. h. auf der sichtbaren Seite, des Produkts befindet, und eine untere Fläche WB auf, die sich bei dem Endprodukt auf der unteren bzw. hinteren Seite, d. h. auf der nicht sichtbaren Seite, des Produkts befindet.
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In den Beispielen der 2–3 ist eine Vorrichtung 10 zur Behandlung einer Faserbahn W, wie zum Beispiel Papier oder Karton, gemäß der vorteilhaften Beispiele der Erfindung dargestellt. Die Vorrichtung 10 weist zwei Walzen 11, 12, wie zum Beispiel Leimungswalzen oder Beschichtungswalzen, auf, wobei zwischen den Walzen 11, 12 ein Behandlungsspalt, wie zum Beispiel ein Leimungsspalt oder ein Beschichtungsspalt, gebildet ist. Der Behandlungsspalt ist vorzugsweise ein Pressspalt.
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Die Faserbahn W verläuft durch den Behandlungsspalt. Die Walzen 11, 12 sind an jedem Ende in Lagergehäusen 13, 14 drehbar gelagert, die in einem Rahmen 20 gehalten sind. Die Walze 11, die auf der Seite der oberen Fläche WT der Faserbahn W angeordnet ist, ist eine weiche Walze, vorzugsweise eine Walze mit einer polymerischen Walzenbeschichtung bzw. -hülle (Gummi oder Polyurethan) mit einer Oberflächenweichheit von 10–70 P&J. Die Walze 12, die auf der Seite der unteren Fläche WB der Faserbahn W angeordnet ist, ist eine harte Walze, vorzugsweise eine Walze mit einer Keramik- oder Karbidbeschichtung, die eine Oberflächenhärte von 800–1600 HV0.3 aufweist, oder vorzugsweise eine Walze mit einer polymerischen Walzenhülle (Gummi, Polyurethan oder Komposit), die eine Oberflächenhärte von 80–100 ShoreD, vorzugsweise 85–95 ShoreD, aufweist. Die Walzen 11, 12 werden unabhängig von der Verwendung von unterschiedlichen Einrichtungen zum Aufbringen der Behandlungssubstanz verwendet, d. h. die Walzen 11, 12 werden aufgrund einer Änderung der Qualität der herzustellenden Faserbahn W nicht gewechselt.
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Die Vorrichtung 10 weist auch Einrichtungen 31, 32, 33, 34 zum Aufbringen der Behandlungssubstanz auf.
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In dem Beispiel von 2 weisen die Einrichtungen zum Aufbringen der Behandlungssubstanz eine Einrichtung 31 basierend auf Becken- bzw. Pondtechnologie 31 und eine Einrichtung 34 basierend auf Filmtransfertechnologie zum Beschichten oder Leimen der oberen Fläche WT der Faserbahn W und eine Einrichtung 33 basierend auf Sprühtechnologie zum Beschichten oder Leimen der unteren Fläche WB der Faserbahn W auf.
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In dem Beispiel von 3 weisen die Einrichtungen zum Aufbringen der Behandlungssubstanz auf die Faserbahn W eine Einrichtung 31 basierend auf Becken- bzw. Tauchtechnologie und eine Einrichtung 34 basierend auf Filmtransfertechnologie zum Beschichten oder Leimen der oberen Fläche WT der Faserbahn W und eine Einrichtung 33 basierend auf Sprühtechnologie und eine Einrichtung 32 basierend auf Becken- bzw. Pondtechnologie zum Beschichten oder Leimen der unteren Fläche WB der Faserbahn W auf.
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Die Vorrichtung 10 gemäß der Beispiele der 2 und 3 weist zum Behandeln der oberen Fläche WT der Faserbahn W wenigstens zwei unterschiedliche Einrichtungen 31, 32 zum Aufbringen der Behandlungssubstanz auf, die nach Wahl verwendet werden können: die Einrichtung 31 basierend auf Becken- bzw. Pondtechnologie und die Einrichtung 34 basierend auf Filmtransfertechnologie und zum Behandeln der unteren Fläche WB der Faserbahn W wenigstens zwei unterschiedliche Arten der Einrichtung 32, 33 zum Aufbringen der Behandlungssubstanz, die nach Wahl verwendet werden können, die Einrichtung 32 basierend auf Becken- bzw. Tauchtechnologie und die Einrichtung 33 basierend auf Sprühtechnologie.
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Die Einrichtungen 31, 32, 33, 34 zum Aufbringen der Behandlungssubstanz für jede Oberfläche WT, WB der Faserbahn W werden nach Wahl zur Herstellung und Behandlung unterschiedlicher Qualitäten von Faserbahnen verwendet, so dass wenigstens eine der Einrichtungen zum jeweiligen Zeitpunkt für jede Oberfläche verwendet wird. In Verbindung mit einem Wechsel der Faserbahnqualität, die eine unterschiedliche Art von Einrichtung zum Aufbringen der Behandlungssubstanz als diejenige, die in Verwendung ist, erfordert, wird die bereits für die hergestellte Qualität verwendete Einrichtung abgeschaltet und die für die Herstellung der neuen Qualität benötigte Einrichtung eingeschaltet.
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Oben sind nur einige vorteilhafte Beispiele der Erfindung beschrieben, wobei die Erfindung auf diese Beispiele nicht eng beschränkt ist und innerhalb der Erfindung viele Modifizierungen und Änderungen möglich sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vorrichtung zur Behandlung von Faserbahnen
- 11, 12
- Walze
- 13, 14
- Lagergehäuse
- 20
- Rahmen
- 31, 32
- Einrichtung zur Aufbringung von Behandlungssubstanz basierend auf Beckentechnologie
- 33
- Einrichtung zur Aufbringung von Behandlungssubstanz basierend auf Sprühtechnologie
- 34, 35
- Einrichtung zur Aufbringung von Behandlungssubstanz basierend auf Filmtransfertechnologie
- W
- Faserbahn
- WT
- Obere Fläche der Faserbahn
- WB
- Untere Fläche der Faserbahn
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202009016157 U1 [0008]
