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Die Erfindung bezieht sich, auf eine Vorrichtung zum Verblocken eines Stapels von gestapelten Gegenständen, insbesondere einer Lage bogen- oder blattförmiger Materialien, wie Papierbogen, umfassend eine den Stapel abstützende Auflagefläche sowie zumindest eine Elektrode zum elektrostatischen Aufladen des Stapels, wobei während des elektrostatischen Aufladens des Stapels die zumindest eine Elektrode in einem definierten Abstand zur Oberfläche des Stapels angeordnet ist.
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Auch nimmt die Erfindung Bezug auf ein Verfahren zum Verblocken eines Stapels von gestapelten Gegenständen, insbesondere einer Lage blattförmiger Materialien, wie Papierbogen, umfassend die Verfahrensschritte
- - Anordnen des Stapels auf einer Auflagefläche,
- - Ausrichten von zumindest einer Elektrode auf den Stapel im definierten Abstand zum Stapel, wobei mittels der Elektrode ein elektrostatisches Feld aufgebaut wird.
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Werden Stapel von gestapelten Gegenständen, wie Papierbogen, Druckerzeugnisse, wie Zeitschriften, transportiert, ist häufig zu beobachten, dass einzelne Gegenstände zueinander verrutschen, also die zur Weiterverarbeitung erforderliche Lageausrichtung zueinander nicht mehr aufweisen. Um insoweit Abhilfe zu schaffen, ist es bekannt, entsprechende Stapel zu verblocken, indem der Stapel einem elektrostatischen Feld ausgesetzt wird.
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Eine diesbezügliche Vorrichtung zum Verblocken eines stehenden Stapels flacher Druckerzeugnisse ist der
EP 2 546 179 B1 zu entnehmen. Die zum Aufbau des elektrostatischen Felds benötigten Elektroden sind dabei als Pressplatten ausgebildet, die üblicherweise benötigt wird, um die Gegenstände des Stapels zu verpressen.
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Bei einer Verblockungsvorrichtung nach der
DE 295 06 231 U1 sind entsprechende zum Aufbau des elektrostatischen Felds benötigte Elektrode in einer Presseinrichtung integriert.
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Auch die
WO 98/51602 A1 sieht eine Verblockungsvorrichtung mit in den Presselementen integrierten Elektroden vor.
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Eine entsprechende Integration von Elektroden und Presselementen ist ebenfalls der
DE 197 19 935 A1 zu entnehmen.
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Eine Pressplatte mit Flächenelektroden zum Verblocken eines Stapels ist aus der
DE 20 2004 004 677 U1 bekannt.
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Auch besteht die Möglichkeit, in einer Fördereinrichtung Elektroden zu integrieren, wobei ergänzend im Boden des Förderwegs Elektroden vorgesehen sein können, wie der
DE 198 20 668 A1 zu entnehmen ist.
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Insbesondere bei in Draufsicht streifenförmigen Stapeln besteht das Risiko, dass bei der Verwendung von Presselementen, wie -balken oder -platten Abdrucke auf den zumindest oberen blattförmigen Materialien, wie Papierstreifen, auftreten, so dass eine weitere Nutzung dem Grunde nach nicht in Frage kommt. Auch sind bei der Integration in die Pressplatten konstruktive Nachteile gegeben.
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Zwar ist es auch bekannt, Elektroden unabhängig von Presselementen zu verwenden, die jedoch gemäß der
EP 1 741 652 A1 jedoch auf die Gegenstände abgesetzt werden, so dass gleichfalls Abdrucke auftreten können.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass mit konstruktiv einfachen Maßnahmen ein Verblocken eines Stapels von gestapelten Gegenständen, insbesondere einer Lage blattförmigen Materials, wie Papierbogen, ermöglicht wird. Dabei soll auch die Möglichkeit gegeben sein, das elektrostatische Feld im gewünschten Umfang problemlos verändern zu können.
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Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung vorrichtungsmäßig im Wesentlichen vor, dass entweder die zumindest eine Elektrode mit einem Abstandshalter verbunden ist, mittels dessen die Elektrode in dem definierten Abstand zum Stapel positioniert ist, oder dass der Elektrode eine berührungslos den Abstand zur Oberfläche des Stapels ermittelnde Messeinrichtung zur Einstellung des definierten Abstands zugeordnet ist.
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Bevorzugterweise beträgt der lichte Abstand zwischen der Elektrode und der Stapeloberfläche 10 mm bis 30 mm, insbesondere in etwa 20 mm, wenngleich auch andere Werte in Frage kommen können.
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Abweichend von bekannten Verblockungsvorrichtungen ist der Abstand der zumindest einen zum Aufbau des elektrostatischen Feldes benötigten Elektrode zu dem Stapel veränderbar, ohne dass ein Kontakt mit dem Stapel erfolgt und ohne dass ein Presselement, wie Pressbalken benötigt wird. Hierzu ist nach einer Alternative ein Abstandshalter vorgesehen, über den der Abstand zwischen der zumindest einen Elektrode und der Oberfläche des Stapels vorgegeben ist. Alternativ kann ein berührungsloses Erfassen des Abstandes zwischen Elektrode und Oberfläche des Stapels erfolgen, um sodann über von der entsprechenden Messeinrichtung generierte Signale über eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung den Abstand der Elektrode zu der Oberfläche des Stapels zu verändern, damit der gewünschte definierte Abstand vorliegt.
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Durch die erfindungsgemäße Lehre ist eine Beschädigung der obersten bogen- bzw. blattförmigen Materialien ausgeschlossen, auch dann, wenn der Abstandshalter auf den Stapel absetzbar ist; denn entsprechend der erfindungsgemäßen Lehre erfolgt bevorzugt schwerkraftbedingt ein Abstützen auf dem Stapel, also dem Grunde nach durch das Eigengewicht des Abstandshalters und der mit diesem verbundenen Komponenten, oder sogar ein gewichtsloses Abstützen. Dies kann durch Gegengewichte, Hebel, Umlenkrollen erfolgen, um das Gewicht des Abstandshalters zu kompensieren. Es erfolgt keine verstärkte Druckübertragung, wie dies mittels Pressbalken der Fall ist, die mit einer Kraft von kN auf die Stapel einwirken können.
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Es ist daher insbesondere vorgesehen, dass entsprechende zu verblockende Stapel ohne Einwirkung eines Presselementes dem elektrostatischen Feld ausgesetzt sind.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die Elektrode stabförmig ausgebildet ist und in Richtung des Stapels sich erstreckende zueinander beabstandete Spitzen aufweist, wobei die Elektrode in einem elektrisch isolierenden Gehäuse angeordnet sein sollte, das stapelseitig offen ist.
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Insbesondere sieht die Erfindung vor, dass die Vorrichtung zwei parallel zueinander verlaufende stabförmige Elektroden aufweist, deren Gehäuse untereinander, vorzugsweise über zumindest eine Traverse, verbunden sind.
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Zur Höhenverstellung der Elektrode wird insbesondere ein Hubelement, wie Zylinder, verwendet, der mit dem Abstandshalter verbunden sein kann, der seinerseits insbesondere mit dem bzw. den Gehäusen verbunden ist, das bzw. die die Elektroden umschließt.
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Da insbesondere streifenförmige Stapel verblockt werden sollen, ist vorgesehen, dass Längsachse der zumindest einen Elektrode vorzugsweise senkrecht zur Längsachse des streifenförmigen Stapels verläuft. Dabei sollte die Elektrode eine Längenstreckung aufweisen, die es ermöglicht, dass mehrere parallel zueinander ausgerichtete streifenförmige Stapel gleichzeitig dem elektrostatischen Feld ausgesetzt werden können.
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Die Erfindung wird selbstverständlich auch dann nicht verlassen, wenn Längsachse des Stapels zur Längsachse der Elektrode unter einem von 90° abweichenden Winkel verläuft.
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Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass das Abstandselement relativ zu der Elektrode verstellbar ist.
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Ein Verfahren zum Verblocken eines Stapels von gestapelten Gegenständen, insbesondere einer Lage blattförmiger Materialien, wie Papierbogen, umfassend die Verfahrensschritte
- - Anordnen des Stapels auf einer Auflagefläche,
- - Ausrichten von zumindest einer Elektrode auf den Stapel im definierten Abstand zum Stapel, wobei der Elektrode ein elektrostatisches Feld aufgebaut wird,
zeichnet sich dadurch aus, dass zum Einstellen des definierten Abstandes entweder ein mit der Elektrode verbundener Abstandshalter auf dem Stapel aufgesetzt wird oder Abstand der Elektrode zur Oberfläche des Stapels berührungslos gemessen wird und die Elektrode in Abhängigkeit von dem gemessenen Abstand zur Oberfläche des Stapels verstellt wird, bis der definierte Abstand erreicht ist.
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Der Abstandshalter kann z.B. ausschließlich schwerkraftbedingt auf dem Stapel abgestützt sein, d.h., dass keine zusätzlichen Kräfte, wie dies bei Pressbalken der Fall ist, eingeleitet werden. Das Eigengewicht von Abstandshalter und der mit diesem verbundenen Komponenten kann auf den Stapel einwirken.
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Aber auch z.B. ein gewichtsloses oder nahezu gewichtsloses Einwirken ist möglich. So kann z.B. das Gewicht des Abstandshalters mit Elektrode und mit dem Abstandshalter verbundener Teile durch Gegengewichte, Hebel, Rollen etc. angeglichen bzw. zumindest teilweise angeglichen werden.
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Insbesondere sieht die Erfindung vor, dass das elektrostatische Feld mittels einer stabförmig ausgebildeten Elektrode erzeugt wird, die in Richtung des Stapels sich erstreckende Spitzen aufweist. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass das elektrische Feld mittels zumindest zweier parallel zueinander verlaufender stabförmiger Elektroden erzeugt wird.
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Nach einem weiteren hervorzuhebenden Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, dass in Draufsicht zumindest ein streifenförmiger Stapel verblockt wird, wobei Längsachse der zumindest einen Elektrode vorzugsweise senkrecht zur Längsachse des Stapels verläuft. Die Längsachsen von Stapel und Elektrode könne sich aber auch unter einem von 90° abweichenden Winkel schneiden.
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Die Längenstreckung der Elektrode kann insbesondere ein Vielfaches der Breite des streifenförmigen Stapels sein, so dass die Möglichkeit eröffnet ist, mehrere parallel zueinander ausgerichtete streifenförmige Stapel gleichzeitig dem elektrostatischen Feld mittels der zumindest einen Elektrode auszusetzen.
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Insbesondere sieht die Erfindung vor, dass der zumindest eine Stapel durch das elektrische Feld bei stationär angeordneter zumindest einen Elektrode transportiert wird.
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.
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Es zeigen:
- 1 eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Verfahrens zum Verblocken einer Papierlage,
- 2 eine der 1 entsprechende Prinzipdarstellung beim Verblocken der Papierlage,
- 3 eine Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform zum Verblocken einer Papierlage,
- 4 eine Prinzipdarstellung des Verblockens mehrerer streifenförmiger Lagen und
- 5 eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zum Verblocken einer Papierlage.
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Anhand der Figuren wird rein prinzipiell eine Vorrichtung zum Verblocken eines Stapels von gestapelten Gegenständen beschrieben, und zwar anhand einer streifenförmigen Lage 10 von Papierbogen als Nutzenstapel.
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Die Lage 10 befindet sich auf einem Tisch 12, entlang der die Lage 10 transportiert wird. Damit die Bogen der Lage 10 nicht verrutschen, wird die Lage 10 einem elektrostatischen Feld ausgesetzt, um ein Verblocken zu erreichen. Hierzu sind im Ausführungsbeispiel gemäß 3 zwei stabförmige Elektroden 14, 15 vorgesehen, die jeweils in einem Gehäuse 16, 18 angeordnet sind, das lagenseitig offen ist, wie die Darstellungen gemäß 1-3 verdeutlichen.
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Die Elektroden 14 weisen im Abstand zueinander verlaufende und in Richtung der Lage 10 sich erstreckende Spitzen auf, wie die gleichfalls den 1-3 zu entnehmen ist.
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Die Gehäuse 16, 18, die die Elektroden 14 isolierend umgeben, sind über Traversen 19, 20 miteinander verbunden. Entlang der Gehäuse 16, 18 verlaufen z.B. aus Aluminium bestehende Träger in Form von z. B. Vierkant-Profilen 22, 24, die mit den Gehäuse 16 bzw. 18 verbunden sind, wie die 1, 2 verdeutlichen, in denen aus Gründen der Vereinfachung nur das Gehäuse 16 mit dem Träger 22 dargestellt ist.
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Der Träger mit der zu dem Gehäuse führenden Verbindung 26, die auch ein Abschnitt der Traverse 19, 20 sein kann, bildet einen Abstandshalter 28. durch den ein gewünschter definierter Abstand B zwischen den Spitzen der Elektroden 14 und der Oberseite 30 der Lage 10 eingestellt werden kann.
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Der Abstand B sollte zwischen 10 mm und 30 mm liegen, ohne dass hierdurch die Erfindung eingeschränkt wird.
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Im Ausführungsbeispiel weist der Abstandshalter 26 bzw. Träger 22 lageseitig ein Element 32, wie einen Schutzstreifen auf, um zu vermeiden, dass beim Absenken des Abstandshalters 28 auf dem Stapel 10 dem obersten Papierbogen ein Eindruck entsteht. Der Träger 22 kann erwähntermaßen auch von der Traverse 19, 20 ausgehen.
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Der Abstandshalter 28 ist des Weiteren mit einer Hebeeinrichtung 34, wie Zylinderanordnung verbunden, um im gewünschten Umfang den Abstandshalter 28 und somit die Elektrode 14 von der Lage 10 zu entfernen bzw. zu dieser hinzubewegen. Des Weiteren ergibt sich aus dem 1 bis 3, das zur Erzeugung eines elektrostatischen Feldes der Tisch 12 bzw. dessen elektrisch leitende Oberfläche und die Elektrode 14 mit einem Hochspannungsgenerator 36 verbunden ist. um die erforderliche Spannung zur Erzeugung des gewünschten elektrostatischen Feldes, das zum Verblocken der Lage 10 benötigt wird, zu erzeugen. Spannungen bis zu 25 kV kommen in Frage. Der Tisch 12 bzw. dessen Oberfläche sollte auf Masse liegen.
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Aus einem Vergleich der 1 und 2 ergibt sich, dass der Abstandshalter 28 und somit die Elektrode 14 im gewünschten Umfang zu der Lage 10 abstandsveränderbar ist. Der zum Verblocken gewünschte Abstand B wird durch den Abstandshalter 28 vorgegeben, also durch den Abstand B der freien Außenfläche des Elements 32 bzw. Schutzstreifens und der lageseitig verlaufenden Spitze der Elektroden 14. Dieser Abstand B ist vorher festgelegt worden, um ein gewünschtes elektrostatisches Feld auszubilden. Soll eine Veränderung erfolgen, so besteht die Möglichkeit, dass der Träger 22 oder das eigensteife Schutzelement zu der Halterung 26 z. B. mittels Einstellschrauben 38 oder andere gleichwirkende Einrichtung verstellt werden (4). Somit können die Träger 22 mit den Schutzstreifen und die Gehäuse 16, 18 mit den Elektroden 14 als Einheit und die Träger 22 bzw. die Schutzelemente 32 relativ zu den Elektroden 14 verstellt werden.
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Wird das elektrostatische Feld aufgebaut, so sollen die Elektroden 14, d. h. deren Spitzen den definierten Abstand B zur Oberseite 30 der Lage 10 aufweisen. Um dies sicherzustellen, wird der Schutzstreifen 32 auf die Oberfläche 30 abgesetzt. Dabei erfolgt ein Aufliegen mit einer Kraft, die z.B. durch das Eigengewicht des Abstandshalters 28 mit den mit diesem verbundenen Komponenten vorgegeben ist. In diesem Fall stützt sich der Abstandshalter 28 schwerkraftbedingt auf der Lage 10 ab, ohne dass zusätzliche Kräfte eingeleitet werden, wie dies der Fall ist, wenn auf entsprechenden Stapeln Pressbalken aufgesetzt werden.
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Aber auch ein gewichtsloses oder nahezu gewichtsloses Aufsetzen auf den Stapel 10 wäre möglich. Hierzu können entsprechende Gegengewichte, Hebel, Rollen o.ä. vorgesehen sein, um das Gewicht des Abstandshalters 28 und der mit diesem verbundenen Elemente einschließlich Elektrode 14 zu kompensieren.
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In 1 befindet sich das Gehäuse 16 mit der Elektrode 14 in einer Grundstellung, in der die Spitzen der Elektroden 14 zur Oberfläche 30 des Nutzenstapels bzw. der Lage 10 einen Abstand (Ist-Abstand) aufweisen, der größer als der gewünschte Abstand B (Soll-Abstand) ist. Um den Soll-Abstand zu erreichen, werden das Gehäuse 16 mit der Elektrode 14 zusammen mit den Abstandshaltern 28 abgesenkt, bis der Schutzstreifen 32 oder ein anderes Element auf der Oberfläche 30 der Lage 10 abgesetzt ist. Der gewünschte Abstand B (Soll-Abstand) zwischen den Spitzen der Elektroden 14 und der Oberseite 30 der Lage 10 ist aus der 2 ersichtlich.
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Anstelle des mechanischen Abstandshalters, mittels dessen durch Kontakt mit der Lage 10 der Abstand B zwischen der Elektrode 14 bzw. deren Spitzen und der Oberseite 30 der Lage 10 vorgegeben ist, kann auch ein berührungsloses Verfahren benutzt werden (3). Hierzu kann von dem Träger 26 oder einem gleichwirkenden Element, das mit dem Gehäuse 16, 18 verbunden ist, ein Abstandssensor 132 ausgehen, mittels dessen berührungslos der Abstand zu der Lage 10 gemessen wird. In Abhängigkeit von dem gemessenen Ist-Stand C erfolgt sodann ein Verstellen des Trägers 26 und damit der Elektrode 14 in einem Umfang, bis der gewünschte Soll-Abstand B erreicht ist. Hierzu werden die Signale des Sensors 132 über einen Regler 134 verarbeitet, um die Hubeinrichtung 34 zum Verstellen des Abstandes zwischen der Elektrode 14 und der Oberfläche 30 der Lage 10 zu steuern, wie prinzipiell der 3 zu entnehmen ist.
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In den 1-3 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit eine Elektrode 14 mit dem Gehäuse 16 und dem Träger 22 dargestellt. In der 5 sind zwei Elektroden 14, 15 mit deren Gehäusen 16, 18 dargestellt. Auch erkennt man zwei Träger 22, 23 mit den stapelseitig verlaufenden Elementen 32, 33. Ferner ist ein Schieber 40 dargestellt, mit dem eine nicht dargestellte Lage in Längsrichtung der Elektroden verschoben werden kann.
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Grundsätzlich sollte der Längsachse der stabförmigen Elektroden 14 senkrecht zur Längsachse der Lage 10 verlaufen. Die Längenerstreckung der Elektroden 14 beträgt ein mehrfaches der Breite der Lage 10. Somit können gleichzeitig mehrere entsprechende streifenförmige Lagen 10 unter den Elektroden 14 positioniert werden, um die Lagen zu verblocken, wie der 4 prinzipiell zu entnehmen ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2546179 B1 [0004]
- DE 29506231 U1 [0005]
- WO 9851602 A1 [0006]
- DE 19719935 A1 [0007]
- DE 202004004677 U1 [0008]
- DE 19820668 A1 [0009]
- EP 1741652 A1 [0011]
