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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft einen Scheibenwischermotor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines erfindungsgemäßen Scheibenwischermotors.
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Ein Scheibenwischermotor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus der nachveröffentlichten
DE 10 2017 110 470 A1 der Anmelderin bekannt. Der bekannte Scheibenwischermotor zeichnet sich durch eine speziell ausgebildete Kohlehalterplatte aus, bei der in einer Montagestellung eines Ankers die der Kontaktierung des Ankers dienenden Kohlebürsten in einer von dem Kollektor des Ankers beabstandeten Position durch Reibschluss in Führungselementen für die Kohlebürsten in der Kohlehalterplatte positioniert sind. Der Reibschluss wird durch Federelemente bewirkt, die auf eine Seitenfläche der entsprechenden Kohlebürste einwirken und die Kohlebürste mit der gegenüberliegenden Seitenwand in Kontakt bringt. Nach der Montage des Ankers ist es erforderlich, die Federelemente von der einen Seitenfläche an die dem Kollektor gegenüberliegende Rückseite der Kohlebürste zu positionieren, damit die Federelemente die Kohlebürsten in Richtung des Kollektors mit einer Anlagekraft beaufschlagen. Dies wird in einem nachfolgenden Montageschritt durch ein Motorgehäuse bewirkt, das über den Anker in axialer übergeschoben wird und dabei mit einem Betätigungsabschnitt des Motorgehäuses in Wirkverbindung mit einer im Bereich der Kohlehalterplatte angeordneten Auslöseeinrichtung gelangt. Dabei wird der auf die Seitenfläche der Kohlebürste wirkende Federabschnitt des Federelements von der Auslöseeinrichtung in Richtung der dem Kollektor gegenüberliegenden Stirnseite der Kohlebürste bewegt und die Reibschlussverbindung der Kohlebürste mit der Seitenwand des Führungselements aufgehoben. Wesentlich bei dem aus der genannten Schrift bekannten Scheibenwischermotor ist, dass die Auslöseeinrichtung Bestandteil der Kohlehalterplatte ist und dass das Motorgehäuse den Betätigungsabschnitt für die Auslöseeinrichtung an der Kohlehalterplatte aufweist.
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Offenbarung der Erfindung
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Der erfindungsgemäße Scheibenwischermotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 zeichnet sich dadurch aus, dass die Auslöseeinrichtung als Bestandteil des Getriebegehäuses ausgebildet ist. Dies vereinfacht den konstruktiven Aufbau der Kohlehalterplatte.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Scheibenwischermotors sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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In konstruktiv bevorzugter Ausgestaltung der Auslöseeinrichtung ist es vorgesehen, dass die Auslöseeinrichtung eine Kontaktfläche aufweist, deren radialer Abstand zu einer Längsachse der Kohlehalterplatte in einer Montagerichtung der Kohlehalterplatte in das Getriebegehäuse abnimmt. Eine derartige konstruktive Ausgestaltung bewirkt bei einem axialen Fügen der Kohlehalterplatte zum Getriebegehäuse, dass die Kontaktfläche in Wirkverbindung mit dem Federelement an der Kohlehalterplatte gelangt und die gewünschte Bewegung des Federelements von der Seitenfläche der Kohlebürste an deren dem Kollektor abgewandte hintere Stirnfläche ermöglicht.
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In konkreter Weiterbildung des zuletzt gemachten Vorschlags ist die Kontaktfläche als Schräge ausgebildet, die in einem schrägen Winkel zur Längsachse der Kohlehalterplatte verläuft. Durch eine derart schräg ausgebildete bzw. angeordnete Kontaktfläche ergibt sich bei der Relativbewegung der Kohlehalterplatte zum Getriebegehäuse eine kontinuierliche, gleichförmige Bewegung des Federelements von der Montagestellung in die Endposition der Kohlehalterplatte.
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In fertigungstechnisch vorteilhafter Ausgestaltung der Auslöseeinrichtung, die sich darüber hinaus ohne Zusatzkosten am Getriebegehäuse verwirklichen lässt, wird vorgeschlagen, dass die Kontaktfläche als Teil eines rippenförmigen Fortsatzes an einer Gehäusewand des Getriebegehäuses ausgebildet ist.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung, die eine besonders sichere Positionierung der Kohlebürste in dem Führungselement der Kohlehalterplatte ermöglicht, sieht vor, dass die Seitenfläche der Kohlebürste eine Vertiefung aufweist, in der ein Kontaktabschnitt des Federelements in der Montagestellung der Kohlehalterplatte formschlüssig anliegt, derart, dass die Kohlebürste in Richtung der Längsachse zum Führungselement ausgerichtet ist. Eine derartige Vertiefung bewirkt, dass zum Bewegen des Kontaktabschnitts aus der Vertiefung der Kohlebürste zunächst eine erhöhte Kraft erforderlich ist. Weiterhin bewirkt die Vertiefung eine Zentrierung der Kohlebürste in Längsrichtung in dem Führungselement der Kohlehalterplatte.
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Um Abrieb der Kohlebürste durch den Kontaktabschnitt des Federelements bei der Bewegung entlang der Kohlebürste bzw. während des Einwirkens auf die dem Kollektor des Ankers gegenüberliegende Stirnfläche zu minimieren, ist es vorgesehen, dass der Kontaktabschnitt des Federelements gebogen ausgebildet ist und sowohl an der Seitenfläche als auch an der zweiten Stirnfläche der Kohlebürste anlegbar ist.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Positionierung bzw. Sicherstellung der richtigen Lage der Kohlehalterplatte bei deren Montage in dem Getriebegehäuse. Um diesbezüglich die richtige Winkelstellung der Kohlehalterplatte in Bezug zum Getriebegehäuse sicherzustellen, ist es vorgesehen, dass an der Kohlehalterplatte wenigstens ein Führungselement zur winkelgerechten Lageausrichtung der Kohlehalterplatte zum Getriebegehäuse bei der Montage der Kohlehalterplatte in das Getriebegehäuse ausgebildet ist, wobei das wenigstens eine Führungselement mit einem Gegenelement an dem Getriebegehäuse zusammenwirkt.
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Ganz besonders bevorzugt ist es in Weiterbildung des zuletzt gemachten Vorschlags, wenn mehrere Führungselemente und damit zusammenwirkende Gegenelemente vorgesehen sind. Durch eine in Bezug zur Längsachse der Kohlehalterplatte unregelmäßige Anordnung der Führungselemente und Gegenelemente lässt sich dabei eine einzige und eindeutige Positionierung zwischen Kohlehalterplatte und Getriebegehäuse sicherstellen.
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Bevorzugt ist eine Anordnung des wenigstens einen Führungselements am Außenumfang der Kohlehalterplatte.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Scheibenwischermotors. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage zeichnet sich durch zumindest folgende Schritte aus: In einem ersten Schritt findet eine Vormontage der Kohlehalterplatte in einem Getriebegehäuse statt, wobei die Kohlebürste in der Montagestellung angeordnet ist und die Kohlehalterplatte in einer von der Betriebsstellung in dem Getriebegehäuse beabstandeten Zwischenposition sich befindet. Anschließend findet ein axiales Fügen des Ankers in das Getriebegehäuse bis zu einer Position statt, in der sich der Kollektor in Überdeckung mit der Kohlebürste befindet. Zuletzt werden die Kohlehalterplatte und der Anker durch gemeinsames, paralleles Bewegen aus einer Zwischenposition bis in die Betriebsstellung bewegt, wobei die Auslöseeinrichtung durch Kontakt mit der Kohlebürste die Kohlebürste in dem Führungselement in Richtung zum Kollektor bewegt, bis das Federelement in Kontakt mit der dem Kollektor gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche der Kohlebürste gelangt und die Kohlebürste gegen den Kollektor drückt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
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Diese zeigt in:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines Teilbereichs eines Scheibenwischermotors, bei der sich eine Kohlehalterplatte in einer Zwischenposition in einem Getriebegehäuse befindet,
- 2 ein Detail der 1 in einer vergrößerten perspektivischen Darstellung,
- 3 eine Darstellung des Scheibenwischermotors entsprechend der 1 während einer Montage eines Ankers,
- 4 und 5 jeweils Details des Scheibenwischermotors im Bereich einer Kohlebürste während der Montage der Kohlehalterplatte in perspektivischer Darstellung und
- 6 einen perspektivischen Querschnitt durch den Scheibenwischermotor in dem Bereich der Kohlehalterplatte in der Betriebsstellung der Kohlebürsten.
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Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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Der in den Figuren ausschnittsweise dargestellte Scheibenwischermotor 10 dient dem zumindest mittelbaren Bewegen eines nicht dargestellten Wischblatts zum Reinigen einer Fahrzeugscheibe, beispielsweise über ein Wischgestänge.
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Der Scheibenwischermotor 10 weist ein insbesondere mehrteilig ausgebildetes Getriebegehäuse 12 auf, das vorzugsweise aus Kunststoff in Form eines bzw. mehrerer Spritzgussteile ausgebildet ist. Wie am besten anhand der 3 erkennbar ist, ist an einer Stirnseite des Getriebegehäuses 12 ein Elektromotor 14 anflanschbar. Der Elektromotor 14 weist einen Anker 16 mit einem Kollektor 18 auf, der im Bereich einer Ankerwelle 20 angeordnet ist. Der Kollektor 18 ist in bekannter Art und Weise mit nicht dargestellten Drahtwicklungen des Ankers 16 elektrisch verbunden, wobei über den Kollektor 18 die Drahtwicklungen bestromt werden können. Weiterhin weist die Ankerwelle 20 einen Verzahnungsbereich 22 auf, der entsprechend der 3 in das Getriebegehäuse 12 hineinragt, und dort mit einer nicht gezeigten Gegenverzahnung eines im Getriebegehäuse 12 drehbar gelagerten Getrieberades zu kämmt. Das Getrieberad wiederum ist zumindest mittelbar mit einer Abtriebswelle gekoppelt, die zum Bewegen des Wischblatts dient. Da eine derartige Konstruktion eines Scheibenwischermotors 10 an sich bekannt ist, ist sie aus Gründen der Vereinfachung in den Figuren nicht dargestellt.
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Weiterhin wirkt der Kollektor 18 des Ankers 16 mit einer in eine im Wesentlichen kreisförmigen Ausnehmung 24 des Getriebegehäuses 12 einsetzbaren Kohlehalterplatte 26 zusammen. Die Kohlehalterplatte 26, die im Wesentlichen ringförmig ist, aus Kunststoff besteht und in Form eines Spritzgussteils ausgebildet ist, weist eine senkrecht zur Ebene der Kohlehalterplatte 26 und parallel zur Ankerwelle 20 verlaufende Längsachse 28 mit einer konzentrisch um die Längsachse 28 ausgebildeten (zentralen) Durchgangsöffnung 30 auf. Der Durchmesser der Durchgangsöffnung 30 ermöglicht es, entsprechend der Darstellung der 3, den Anker 16 zumindest mit dem Bereich seines Kollektors 18 durch die Durchgangsöffnung 30 bei der Montage hindurchzuführen.
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Die Kohlehalterplatte 26 nimmt neben einigen elektrischen bzw. elektronischen Bauteilen insbesondere mehrere, radial zur Längsachse 28 angeordnete Kohlebürsten 32 auf. Die Kohlebürsten 32, die im Wesentlichen blockförmig mit einer Längsachse 34 ausgebildet sind, weisen jeweils entsprechend der 6 eine erste Stirnfläche 36 auf, die in der Betriebsstellung am Außenumfang des Kollektors 18 anliegt. Die der ersten Stirnfläche 36 gegenüberliegende zweite Stirnfläche 38 wirkt in der Betriebsstellung mit einem Federelement 40 zusammen, derart, dass ein Kontaktabschnitt 42 des Federelements 40, der gebogen ausgebildet ist, in der Betriebsstellung des Scheibenwischermotors 10 an der zweiten Stirnfläche 38 unter Federvorspannung anliegt und die erste Stirnfläche 36 der Kohlebürste 32 gegen den Kollektor 18 drückt. Die Kohlebürste 32 ist darüber hinaus auf an sich bekannte und daher nicht gezeigte Art und Weise mit einer Anschlusslitze oder Ähnlichem elektrisch kontaktiert, welche wiederum der elektrischen Kontaktierung des Elektromotors 14 im Bereich eines Anschlusssteckers 44 dient.
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Die Kohlebürste 32 ist innerhalb eines vorzugsweise monolithisch mit der Kohlehalterplatte 26 ausgebildeten Führungselements 46 längsverschiebbar, d.h. in Richtung ihrer Längsachse 34, angeordnet. Das Führungselement 46 umschließt den Querschnitt der Kohlebürste 32 mit lediglich geringem Spiel.
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Wie am besten anhand der 1 erkennbar ist, sind am Außenumfang der Kohlehalterplatte 26 zumindest zwei Einkerbungen 47 sowie zwei im Querschnitt halbkreisförmige Ausbuchtungen 48 ausgebildet, die als Führungselemente 50 während einer Montage der Kohlehalterplatte 26 in die Ausnehmung 24 des Getriebegehäuses 12 in einer senkrecht zur Ebene der Kohlehalterplatte 26 bzw. parallel zu deren Längsachse 28 verlaufende Montagerichtung 52 dienen. Die Einkerbungen 47 bzw. Ausbuchtungen 48 wirken mit gegengleichen Vorsprüngen 53 bzw. Längsnuten 54 an der Innenwand der Ausnehmung 24 des Getriebegehäuses 12 zusammen, wobei die Vorsprünge 53 bzw. die Längsnuten 54 Gegenelemente 55 für die Führungselemente 50 ausbilden.
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Der Anker 16 des Elektromotors 14 ist außerhalb des Getriebegehäuses 12 von einem lediglich in der 3 erkennbaren, topfförmigen Motorgehäuse 56 umgeben, das üblicherweise auch als Poltopfgehäuse bezeichnet wird, wobei am Innenumfang des Motorgehäuses 56 nicht erkennbare Permanentmagnetelemente angeordnet sind, die mit den Wicklungen des Ankers 16 auf an sich bekannte Art und Weise zusammenwirken.
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Wie am besten anhand der 2, 4 und 5 erkennbar ist, wirkt jede der Kohlebürsten 32 bzw. jede der zweiten Stirnflächen 38 der Kohlebürsten 32 mit einer an einer Innenwand 57 der Ausnehmung 24 angeordneten, monolithisch mit dem Getriebegehäuse 12 verbundenen, rippenartigen Auslöseeinrichtung 58 zusammen. Die Auslöseeinrichtung 58 als Bestandteil des Getriebegehäuses 12 weist eine in einem schrägen Winkel α zur Längsachse 28 der Kohlehalterplatte 26 verlaufende, ebene Kontaktfläche 60 auf.
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In den 1 bis 3 ist eine Montagestellung der Kohlehalterplatte 26 dargestellt, bei der diese noch nicht ihre endgültige axiale Position bzw. ihre Betriebsstellung innerhalb der Ausnehmung 24 des Getriebegehäuses 12 eingenommen hat. Dies ist anhand der 1 an einem Maß x dargestellt, um das die Ausbuchtung 48 einen stirnseitigen Rand 61 der Ausnehmung 24 axial überragt. Entsprechend der 2 ist in dieser Position der Kontaktabschnitt 42 des Federelements 40 im Bereich einer gewölbt ausgebildeten Vertiefung 62 der dem Federelement 40 zugewandten Seitenfläche 63 der Kohlebürste 32 unter Federvorspannung angeordnet. Dies bewirkt, dass die der Seitenfläche 63 gegenüberliegende Seitenfläche 64 der Kohlebürste 32 unter Ausbildung einer Reibschlussverbindung 65 an einer insbesondere in der 6 erkennbaren Innenseite der Seitenwand 66 des Führungselements 46 anliegt.
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In der in den 1 und 2 dargestellten Montagestellung ist die erste Stirnfläche 36 der Kohlebürste 32 in einem derartigen Abstand von der Längsachse 28 bzw. der Durchgangsöffnung 30 der Kohlehalterplatte 26 angeordnet, dass ein axiales Einschieben des Ankers 16 mit seinem Kollektor 18 bis in Höhe der Kohlebürsten 32 ermöglicht wird.
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Die Montage des Scheibenwischermotors 10, insbesondere deren Kohlehalterplatte 26 in das Getriebegehäuse 12 und des Ankers 16 wird wie folgt beschrieben: Zunächst befindet sich die Kohlehalterplatte 26 entsprechend der Darstellung der 1 und 2 in einer Montageposition, bei der die ersten Stirnflächen 36 der Kohlebürsten 32 in ihrer vom Kollektor 18 beabstandeten Position angeordnet sind. Diese Montageposition ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass ggf. gerade ein Kontakt zwischen der Kohlebürste 32 und der Kontaktfläche 60 der Auslöseeinrichtung 58 stattfindet.
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Anschließend wird entsprechend der Darstellung der 3 der Anker 16 mit seinem Kollektor 18 in Montagerichtung 52 bewegt, bis sich der Kollektor 18 in Höhe der Kohlebürsten 32 befindet. Anschließend werden sowohl die Kohlehalterplatte 26 als auch der Anker 16, vorzugsweise synchron, in Richtung der Montagerichtung 52 weiterbewegt. Dabei gelangt die Kohlebürste 32 in Wirkverbindung mit der Kontaktfläche 60 der Auslöseeinrichtung 58. Dies hat zur Folge, dass entsprechend der Darstellung der 5 die zweite Stirnfläche 38 der Kohlebürste 32 in Richtung der Längsachse 28, d.h. in Richtung zum Kollektor 18, gedrückt wird. Dies wiederum hat zur Folge, dass der Kontaktabschnitt 42 des Federelements 40 zunächst aus der Vertiefung 62 der Seitenfläche 63 der Kohlebürste 32 bewegt wird und anschließend entsprechend der Darstellung der 5 in Wirkverbindung mit der zweiten Stirnfläche 38 der Kohlebürste 32 gelangt.
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Dadurch, dass das Federelement 40 gegen die zweite Stirnfläche 38 der Kohlebürste 32 drückt, wird diese mit ihrer ersten Stirnfläche 36 entsprechend der Darstellung der 6 gegen den Kollektor 18 kraftbeaufschlagt, wobei gleichzeitig die zweite Stirnfläche 38 von der Kontaktfläche 60 der Auslöseeinrichtung 58 beabstandet wird.
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Entweder gleichzeitig mit dem angesprochenen Montagevorgang des Ankers 16 bzw. der Kohlehalterplatte 26 in die Ausnehmung 24 des Getriebegehäuses 12 oder in einem nachfolgenden Montagevorgang wird dann das mit den Permanentmagnetelementen versehene Motorgehäuse 56 über den Anker 16 geschoben und mit dem Getriebegehäuse 12 verbunden.
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Der soweit beschriebene Scheibenwischermotor 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Scheibenwischermotor
- 12
- Getriebegehäuse
- 14
- Elektromotor
- 16
- Anker
- 18
- Kollektor
- 20
- Ankerwelle
- 22
- Verzahnungsbereich
- 24
- Ausnehmung
- 26
- Kohlehalterplatte
- 28
- Längsachse
- 30
- Durchgangsöffnung
- 32
- Kohlebürste
- 34
- Längsachse
- 36
- erste Stirnfläche
- 38
- zweite Stirnfläche
- 40
- Federelement
- 42
- Kontaktabschnitt
- 44
- Anschlussstecker
- 46
- Führungselement
- 47
- Einkerbung
- 48
- Ausbuchtung
- 50
- Führungselement
- 52
- Montagerichtung
- 53
- Vorsprung
- 54
- Längsnut
- 55
- Gegenelement
- 56
- Motorgehäuse
- 57
- Innenwand der Ausnehmung
- 58
- Auslöseeinrichtung
- 60
- Kontaktfläche
- 61
- Rand
- 62
- Vertiefung
- 63
- Seitenfläche
- 64
- Seitenfläche
- 65
- Reibschlussverbindung
- 66
- Seitenwand
- α
- Winkel
- x
- Maß
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017110470 A1 [0002]
