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Die Erfindung betrifft eine Temperierungsvorrichtung einer Druckmaschine, eine Druckmaschine, insbesondere Offset-Druckmaschine mit einer solchen Temperierungsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Temperieren von Farbwerken und von Feuchtmittel/Feuchtwasser einer Offset-Druckmaschine.
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Eine Druckmaschine dieser Art ist beispielweise aus der Druckschrift
DE-A-4 429 520 bekannt. Für ihre Funktion ist ein Injektor erforderlich, durch welchen die Temperierungsvorrichtung entsprechend teuer wird.
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Die mit der Temperierungsvorrichtung der hierin berücksichtigten Art zu temperierenden Komponenten sind Wärmeverbraucher oder Kälteverbraucher der Druckmaschine, insbesondere Druckmaschinenzylinder verschiedenster Art und Feuchtwasser für den Nass-Offset-Druck. Das Feuchtwasser dient beim Offsetdruck dazu, die nichtdruckenden Stellen der Druckplatte des Druckplattenzylinders zu befeuchten, damit sie keine Druckfarbe annehmen.
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Die Temperierung von Walzen oder Zylinder der Druckmaschine kann erfolgen durch Hindurchströmen durch die betreffende Walze bzw. den betreffenden Zylinder oder durch Wärmeenergieaustausch in einem Kaltwasser-Luft-Wärmeaustauscher und Blasen der vom Kaltwasser gekühlten Luft auf die betreffende Walze bzw. den betreffenden Zylinder. Solche Druckmaschinenzylinder können Druckplattenzylinder, Gummituchzylinder, Gegendruckzylinder, Rollen und Walzen von Feuchtwerken und von Farbwerken und andere Zylinder oder Rollen der Druckmaschine sein.
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Es ist bekannt, dass für den Trocken-Offsetdruck, bei welchem die Kühlung der Offsetdruckmaschine durch Kühlung der Farbverreiberwalzen erfolgt, deutlich mehr Kälteleistung benötigt wird als beim Nass-Offsetdruck. Bei Offsetdruckmaschinen, mit welchen wahlweise Trocken-Offset oder Nass-Offset gedruckt werden kann, ist der Kältebedarf für das Feuchtwasser gleich Null, wenn Trocken-Offset gedruckt wird. Hingegen ist der Gesamt-Wärmebedarf oder Gesamt-Kältebedarf einer Druckmaschine beim Nass-Offsetdruck ungefähr gleich groß wie beim Trocken-Offsetdruck. Dieser Gesamt-Wärmebedarf oder Gesamt-Kältebedarf teilt sich ungefähr auf 1/3 für das Feuchtwasser und 2/3 für die Farbverreiberwalze des Farbwerkes der Druckmaschine auf.
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Die Erfindung dient insbesondere zum Kühlen von Teilen der Druckmaschine, welche ohne eine solche Kühlung Temperaturwerte erreichen würden, die über den für einen optimalen Druckvorgang erforderlichen Temperaturwert liegen. Die Erfindung eignet sich jedoch auch zum Erwärmen von Druckmaschinenteilen, solange diese in einer Maschinen-Anlaufphase noch nicht ihre optimale Betriebstemperatur erreicht haben.
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Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Temperierungsvorrichtung für eine Druckmaschine, insbesondere eine Offset-Druckmaschine auf einfache und preisgünstige Weise derart auszubilden, dass sie einerseits für Nass-Offset verwendet werden kann und Ressourcen, insbesondere Energie, eingespart werden können.
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Ferner soll ein entsprechendes Verfahren zum Temperieren von Farbwerken und von Feuchtmittel, insbesondere Feuchtwasser einer Offset-Druckmaschine angegeben werden.
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Im Hinblick auf die Temperierungsvorrichtung wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 und im Hinblick auf das Verfahren durch den Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 12 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Temperierungsvorrichtung in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 10 angegeben sind.
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Demgemäß wird insbesondere eine Druckmaschinen-Temperierungsvorrichtung zum Temperieren von mindestens zwei voneinander getrennten Flüssigkeiten einer Druckmaschine, insbesondere Offset-Druckmaschine, angegeben, wobei eine erste der mindestens zwei Flüssigkeiten in einem ersten Flüssigkeitskreislauf und eine zweite der mindestens zwei Flüssigkeiten in einem zweiten Flüssigkeitskreislauf zirkuliert. Der erste Flüssigkeitskreislauf kann beispielsweise als Kaltwasserkreislauf ausgeführt sein zum Kühlen von Zylindern der Druckmaschine entweder durch Hindurchströmen durch den betreffenden Zylinder oder durch Wärmeenergieaustausch in einem Kaltwasser-Luft-Wärmeaustauscher und Blasen der vom Kaltwasser gekühlten Luft auf den betreffenden Zylinder.
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Der zweite Flüssigkeitskreislauf kann insbesondere als Feuchtwasser-Kreislauf ausgeführt sein.
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Erfindungsgemäß weist die Temperierungsvorrichtung einen dem ersten Flüssigkeitskreislauf zugeordneten ersten Kälteerzeuger auf, von welchem der erste Flüssigkeitskreislauf über einen ersten Wärmetauscher temperiert und insbesondere gekühlt wird bzw. temperierbar und insbesondere kühlbar ist. Die Temperierungsvorrichtung weist ferner einen dem zweiten Flüssigkeitskreislauf zugeordneten zweiten Kälteerzeuger auf, von welchem der zweite Flüssigkeitskreislauf über einen zweiten Wärmetauscher temperiert wird, insbesondere gekühlt wird bzw. temperierbar und insbesondere kühlbar ist.
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Erfindungsgemäß ist insbesondere vorgesehen, dass der zweite Kälteerzeuger mit dem ersten Kälteerzeuger rückgekühlt wird.
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In diesem Zusammenhang ist es beispielsweise denkbar, wenn der erste Kälteerzeuger als ein luft- und/oder flüssigkeits-, insbesondere wassergekühlter Kälteerzeuger ausgeführt ist, wobei hingegen der zweite Kälteerzeuger als ein zumindest im Wesentlichen flüssigkeitsgekühlter Kälteerzeuger ausgeführt ist, und zwar derart, dass der zweite Kälteerzeuger von der über den ersten Kälteerzeuger gekühlten Flüssigkeit rückgekühlt wird.
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Gemäß Ausführungsformen ist dem ersten Kälteerzeuger ein Behälter, Tank oder Leitungsabschnitt mit Kühlflüssigkeit zugeordnet, welche über den ersten Wärmetauscher temperiert und insbesondere gekühlt wird, wobei dem zweiten Kälteerzeuger ein Kühlflüssigkeitskreislauf zugeordnet ist, in welchem bedarfsweise zumindest ein Teil der Kühlflüssigkeit des dem ersten Kälteerzeuger zugeordneten Behälters, Tanks oder Leitungsabschnitts zirkuliert, um auf diese Weise den zweiten Kälteerzeuger rückzukühlen. In vorteilhafter Weise ist mindestens ein weiterer Kühlflüssigkeitskreislauf vorgesehen, in welchem bedarfsweise zumindest ein Teil der Kühlflüssigkeit des dem ersten Kälteerzeuger zugeordneten Behälters, Tanks oder Leitungsabschnitts zirkuliert, um einen Zylinder einer Druckmaschine und/oder eine Trocknereinrichtung der Druckmaschine zu temperieren, insbesondere zu kühlen. In diesem Zusammenhang bietet es sich an, wenn der mindestens eine weitere Kühlflüssigkeitskreislauf parallel mit dem dem zweiten Kälteerzeuger zugeordneten Kühlflüssigkeitskreislauf ausgeführt wird. Alternativ hierzu ist es aber auch denkbar, wenn der mindestens eine weitere Kühlflüssigkeitskreislauf in Reihe mit dem dem zweiten Kälteerzeuger zugeordneten Kühlflüssigkeitskreislauf ausgeführt ist.
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Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Kälteerzeuger ausgelegt ist, die Kühlflüssigkeit in dem dem ersten Kälteerzeuger zugeordneten Behälter, Tank oder Leitungsabschnitt auf eine Temperatur zwischen 18 °C bis 25 °C und vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 20 °C bis 22 °C zu temperieren.
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Gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Temperierungsvorrichtung ist vorgesehen, dass dem zweiten Kälteerzeuger ein Behälter, Tank oder Leitungsabschnitt mit Flüssigkeit zugeordnet ist, welche über den zweiten Wärmetauscher temperiert und insbesondere gekühlt wird, wobei dem zweiten Kälteerzeuger ein Flüssigkeitskreislauf zugeordnet ist, in welchem bedarfsweise zumindest ein Teil der Flüssigkeit des dem zweiten Kälteerzeuger zugeordneten Behälters, Tanks oder Leitungsabschnitts zirkuliert, um mindestens eine Komponente der Druckmaschine zu temperieren, insbesondere zu kühlen. Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der Flüssigkeit in dem dem zweiten Wärmetauscher zugeordneten Behälter, Tank oder Leitungsabschnitt insbesondere um Feuchtmittel bzw. Feuchtwasser.
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In diesem Zusammenhang ist es insbesondere von Vorteil, wenn der zweite Kälteerzeuger ausgelegt ist, die Flüssigkeit in dem dem zweiten Kälteerzeuger zugeordneten Behälter, Tank oder Leitungsabschnitt auf eine Temperatur von 8 °C bis 14 °C und vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 10 °C bis 12 °C zu temperieren.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Druckmaschine, insbesondere Offset-Druckmaschine mit einer Temperierungsvorrichtung der zuvor beschriebenen Art zum Temperieren von Farbwerken und von Feuchtmittel/Feuchtwasser der Druckmaschine.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Temperieren von Farbwerken und von Feuchtmittel/Feuchtwasser einer Druckmaschine, insbesondere Offset-Druckmaschine, bei welchem zur Temperierung der Farbewerke in einem Farbwerktemperierungskreislauf durch die Farbwerke umgewälztes Wärmeübertragungsmedium bedarfsweise gekühlt wird, und bei welchem zur Temperierung des Feuchtmittels/Feuchtwassers das in einem Feuchtmittelkreislauf durch Feuchtwerke der Offset-Druckmaschine umgewälzte Feuchtmittel/Feuchtwasser bedarfsweise gekühlt wird. Erfindungsgemäß ist insbesondere vorgesehen, dass das Wärmeübertragungsmedium mit Hilfe eines ersten Kälteerzeugers bedarfsweise gekühlt wird, und dass das Feuchtmittel/Feuchtwasser mit Hilfe eines zweiten Kälteerzeugers bedarfsweise gekühlt wird, wobei der zweite Kälteerzeuger mit dem ersten Kälteerzeuger rückgekühlt wird.
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Bei dem hierin verwendeten Begriff „Kälteerzeuger“ handelt es sich insbesondere um eine Kompressionskältemaschine.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung eine exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Temperierungsvorrichtung näher beschrieben.
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Es zeigt:
- 1 schematisch eine exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Temperierungsvorrichtung.
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Die in der Zeichnung dargestellte Druckmaschinen-Temperierungsvorrichtung 100 dient zum Temperieren, insbesondere zum Kühlen von zwei voneinander getrennten Flüssigkeiten 1, 2 einer in 1 nur schematisch dargestellten Druckmaschine 20, insbesondere Offset-Druckmaschine. Die erste Flüssigkeit 1 ist Kaltwasser bzw. Kühlwasser, welches normalerweise zur Kühlung von Druckmaschinenteilen dient, jedoch beim Start der Druckmaschine, wenn diese noch nicht die optimale Betriebstemperatur erreicht hat, auch zum Erwärmen der Druckmaschine verwendet werden kann. Die zweite Flüssigkeit 2 ist Feuchtwasser.
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Ein erster Flüssigkeitskreislauf
3 enthält Temperierungsflüssigkeit (erste Flüssigkeit
1), im Folgenden Kühlwasser genannt, zur Temperierung einer Farbverreiberwalze
21 oder einer anderen Walze eines Farbwerkes zum Auftragen von Druckfarbe auf einen Druckplattenzylinder, oder zum Kühlen des Druckplattenzylinders, einer Feuchtwerkswalze, eines Gummituchzylinders, eines Gegendruckzylinders oder eines anderen Zylinders, Rolle oder Walze der Druckmaschine
20. Zu diesem Zweck kann das Kühlwasser
1 durch den betreffenden Zylinder, Walze oder Rolle hindurchgeleitet werden oder zur Kühlung von Luft verwendet werden, welche auf den betreffenden Zylinder, Rolle oder Walze geblasen wird. Beispiele für eine solche Verwendung von Kühlwasser
1 sind in der
EP-A-0553447 beschrieben.
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Der erste Flüssigkeitskreislauf weist insbesondere einen Kühlwasserbehälter 12 mit Kühlwasser 1, eine Pumpe 11a und einen mit dem Kühlwasserbehälter 12 in Wärmeenergieaustausch stehenden ersten Wärmetauscher 9. Dieser erste Wärmetauscher 9 steht ebenfalls in Wärmeenergieaustausch mit einem entsprechenden Wärmetauscherbereich eines ersten Kälteerzeugers 7.
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Das Kühlwasser 1 kann mit Hilfe der Pumpe 11a durch die Farbverreiberwalze 21 oder eine andere Walze oder Rolle oder Zylinder der Druckmaschine 20 geleitet werden, welche temperiert werden muss. Alternativ hierzu ist es aber auch denkbar, wenn ein Kühlwasser-Luft-Wärmetauscher vorgesehen wird zum Blasen von gekühlter Luft auf die Farbverreiberwalze 21.
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Zu dem ersten Flüssigkeitskreislauf 3 gehört ferner eine zum Kühlwasserbehälter 12 zurückführende Rückführungsleitung.
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Ein zweiter Flüssigkeitskreislauf 4 für das Feuchtwasser 2 weist einen Feuchtwasserbehälter 13, in welchem Feuchtwasser 2 zubereitet wird, eine Pumpe, einen zweiten Wärmetauscher 10, der mit dem Feuchtwasserbehälter 13 wirkverbunden ist, und einen zweiten Kälteerzeuger 8 auf, welcher in Wärmeenergieaustausch über den zweiten Wärmetauscher 10 mit dem in dem Feuchtwasserbehälter 13 enthaltenen Feuchtwasser 2 steht.
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Der zweite Flüssigkeitskreislauf (Feuchtwasserkreislauf) 4 weist ferner eine Feuchtwasserwanne 22 und eine entsprechende Rücklaufleitung zu dem Feuchtwasserbehälter 13 auf.
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Der erste und zweite Kälteerzeuger 7, 8 sind jeweils vorzugsweise als Kompressionskältemaschinen ausgeführt, bei denen ein Arbeitsmedium im Kreis geleitet wird, welches abwechselnd Wärme bei niedriger Temperatur aufnimmt und bei höherer Temperatur wieder abgibt. In dem Kreisprozess wird gasförmiges Kältemittel von einem Kompressor verdichtet. In dem nachgeschalteten Wärmeübertrager (Verflüssiger) kondensiert das Kältemittel, wobei es Wärme bei hoher Temperatur abgibt, entsprechend der bei dem hohen Druck ebenfalls hohen Kondensationstemperatur. Das flüssige Kältemittel wird zu einem Drosselorgan geleitet, wo sein Druck reduziert wird. In einem zweiten Wärmeübertrager (Verdampfer) nimmt das Kältemittel anschließend durch Verdampfen Wärme bei niedriger Temperatur auf. Der Verdichter saugt das verdampfte Kältemittel wieder an und der Kreisprozess ist geschlossen.
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Der erste Kälteerzeuger 7 ist dabei insbesondere ausgebildet, die bei dem Kreisprozess entstehende Abwärme direkt an die Umgebung abzugeben. Hingegen ist der zweite Kälteerzeuger 8 ausgeführt, die bei dem Kreisprozess entstehende Abwärme nicht an die Umgebung abzugeben, sondern an einen Kühlflüssigkeitskreislauf 5, welcher strömungsmäßig mit dem Kühlwasserbehälter 12 steht. Über eine Pumpe 11b wird bedarfsweise Kühlwasser 1 aus dem Kühlwasserbehälter 12 dem zweiten Kälteerzeuger 8 zugeführt, wo das Kühlwasser über ein Wärmetauschersystem die bei dem in dem zweiten Kälteerzeuger stattfindenden Kreisprozess entstehende Abwärme aufnimmt und über eine zu dem Kühlwasserbehälter 12 führende Rückleitung zurückführt.
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Wie in 1 schematisch angezeigt, ist es denkbar, dass zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Kühlflüssigkeitskreislauf 5, über den der zweite Kälteerzeuger 8 von dem ersten Kälteerzeuger 7 rückgekühlt wird, ein weiterer Kühlflüssigkeitskreislauf 6 vorgesehen ist, um weitere zu kühlende Komponenten der Druckmaschine 20 zu kühlen. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Trocknereinrichtung 23 handeln.
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Der weitere Kühlflüssigkeitskreislauf 6 kann - wie in 1 angedeutet - parallel zu dem dem zweiten Kälteerzeuger 8 zugeordneten Kühlflüssigkeitskreislauf 5 ausgeführt sein; selbstverständlich ist aber auch eine entsprechende Reihenschaltung denkbar.
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Bei der erfindungsgemäßen Temperierungsvorrichtung 100 ist der erste Kälteerzeuger 7 Teil einer zentralen Pumpeneinheit 14, wobei der erste Kälteerzeuger 7 luft- oder wassergekühlt ausgeführt sein kann. Dieser zentralen Pumpeneinheit 14 ist insbesondere der Kühlwasserbehälter 12 zugeordnet, in welchem das Kühlwasser 1 auf einer Temperatur von ca. 20 °C gehalten wird.
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Über den Kühlwasserbehälter 12 werden mehrere Kühlflüssigkeitskreisläufe mit entsprechendem Kühlwasser 1 versorgt. Diese Kühlflüssigkeitskreisläuft 4, 5, 6 dienen für die Temperierung des Farbwerkes (Farbverreiberwalze 21) und weiteren Komponenten der Druckmaschine 20. Insbesondere ist hierbei der Kühlflüssigkeitskreislauf 5 dem (wassergekühlten) Kälteerzeuger 8 für das Feuchtwasser 2 zugeordnet. Auf diese Weise wird der zweite Kälteerzeuger 8 von der zentralen Pumpeneinheit 14 mit dem ersten Kälteerzeuger 7 rückgekühlt.
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Mit der Erfindung ist es insbesondere möglich, die Effizienz des zu dem ersten Kälteerzeuger 7 gehörenden Kompressors deutlich zu erhöhen was insgesamt die dem ersten und zweiten Kälteerzeuger 7, 8 zugeführte elektrische Energie reduziert. Zwar muss zunächst der erste Kälteerzeuger 7 die dem zweiten Kälteerzeuger 8 zugeführte elektrische Energie zusätzlich rückkühlen, was die Effizienz verschlechtert. Doch wird diese Verschlechterung durch die bei der erfindungsgemä-ßen Lösung höhere Kühlwassertemperatur (beispielsweise etwa 20 °C) des ersten Kälteerzeugers 7 mehr als ausgeglichen. Bei einer Kühlwassertemperatur von 20 °C erhöht sich die Verdampfungstemperatur (Arbeitspunkt) des ersten Kälteerzeugers 7 und damit die Effizienz (COP) des zu dem ersten Kälteerzeuger 7 gehörenden Kompressors.
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Durch die Rückkühlung des zweiten Kälteerzeugers kann dieser Anlagenteil direkt an der Druckmaschine 20 auch an schlecht belüfteten Stellen installiert werden. Ein sonst in der Regel vorgesehener Zwischentank an der Druckmaschine kann gegebenenfalls entfallen.
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Insbesondere kann der erste (zentrale) Kälteerzeuger 7 weiter entfernt von der Druckmaschine 20 aufgestellt werden. Bei einem bereits vorhandenen Kaltwassernetz in der Druckerei kann der erste Kälteerzeuger auch komplett entfallen.
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Die Erfindung ist nicht auf das in 1 schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern ergibt sich aus einer Zusammenschau sämtlicher hierin offenbarter Merkmale.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4429520 A [0002]
- DE 4202544 A [0003]
- DE 3726820 A [0003]
- EP 0553447 A [0026]
