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Die Erfindung betrifft ein Schließsystem für ein an einer Karosserie verlagerbar angeordnetes Schließelement, insbesondere Tür, Klappe oder Abdeckung, eines Fahrzeugs, mit einem Magnetschloss, das ein dem Schließelement zugeordnetes Zugelement und einen der Karosserie zugeordneten Permanentmagneten aufweist, der durch ein Magnetfeld das Zugelement magnetisch zum Halten des Schließelements in der Geschlossenstellung anzieht, wobei dem Permanentmagneten eine Einrichtung zum zumindest zeitweisen Aufheben oder Reduzieren des Magnetfelds zugeordnet ist, und mit einem formschlüssig zwischen Schließelement und Karosserieelement wirkenden und lösbaren Sperrmittel.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit zumindest einem Karosserieelement einer Karosserie und mit zumindest einem an dem Karosserieelement zwischen einer Offenstellung und einer Geschlossenstellung verlagerbar angeordneten Schließelement, und mit einem Schließsystem zum lösbaren Halten des Schließelements in der Geschlossenstellung.
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Schließsysteme der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart beispielsweise die Offenlegungsschrift
DE 10 2006 032 621 A1 ein Schließsystem für das Schließelement eines Fahrzeugs, vorliegend eine Fahrzeugtür, das mithilfe eines Dauermagneten das Schließelement in einer Geschlossenstellung an einem Karosserieelement der Karosserie des Fahrzeugs hält. Zum Lösen der Arretierung beziehungsweise des Schließelements aus der Geschlossenstellung wird das Magnetfeld des Magneten gestört oder beeinflusst, um die magnetische Haltekraft aufzuheben. Optional ist das Schließelement als Rastelement ausgebildet, das in eine komplementäre Rastaufnahme als formschlüssig wirkendes Sperrmittel aufnehmbar ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Schließsystem zu schaffen, das ein sicheres Halten des Schließelements in der Geschlossenstellung gewährleistet und außerdem eine komfortable Bedienung des Schließelements ermöglicht.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch das Schließsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dieses hat den Vorteil, dass das Schließsystem einerseits sicher in der Geschlossenstellung gehalten ist, und andererseits bei Lösen aus der Geschlossenstellung nicht automatisch in die vollständige Offenstellung verlagert wird, sondern in einer Vorraststellung verbleibt, aus welcher der Benutzer das Schließelement in einfacher Art und Weise lösen kann, um das Schließelement in eine maximale Offenstellung zu verbringen.
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Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass das Sperrmittel das Schließelement in seiner Bewegung aus der Geschlossenstellung in eine Offenstellung in einer zwischen Geschlossenstellung und Offenstellung liegenden Vorraststellung lösbar arretiert. Das Sperrmittel dient somit nicht, wie im Stand der Technik, als zusätzlich zur magnetischen Sperrung vorgesehene Sperre, sondern als eine nachgelagerte Sperre, die erst dann greift, wenn das Schließelement aus der Geschlossenstellung in Richtung der Offenstellung bewegt wurde. Dadurch wird das Schließelement nach dem Entriegeln des Magnetschloss maximal bis in die Vorraststellung verlagert, in welcher das Schließelement durch das Sperrmittel an einer weiteren Bewegung in die Offenstellung gehindert ist. Hierdurch ist ein versehentliches Verschwenken oder Verlagern des Schließelements in die Offenstellung beispielsweise bei einer Fehlbetätigung des Magnetschloss sicher verhindert. Aus der Vorraststellung ist das Schließelement durch ein einfaches Lösen beziehungsweise Entriegeln des Sperrmittels durch den Benutzer in die Offenstellung bewegbar. Dazu ist das Sperrmittel von dem Benutzer beispielsweise einfach mechanisch entriegelbar. Vorzugsweise weist das Sperrmittel dazu einen von dem Benutzer greifbaren Betätigungshebel oder Haken auf, der insbesondere derart angeordnet ist, dass er erst dann durch den Benutzer erreichbar ist, wenn das Schließelement in die Vorraststellung aus der Geschlossenstellung verschwenkt wurde.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zumindest ein das Schließelement aus der Geschlossenstellung zumindest in die Vorraststellung drängendes Federelement vorhanden. Durch das Federelement wird das Schließelement somit nach dem Lösen des Magnetschloss automatisiert in die Vorraststellung gedrängt beziehungsweise bewegt. Dies erleichtert dem Benutzer das Erreichen beispielsweise des Sperrmittels und erlaubt darüber hinaus, dass der Benutzer einfach durch das Verschwenken des Schließelements in die Vorraststellung erkennen kann, dass das Magnetschloss gelöst wurde.
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Besonders bevorzugt ist das Sperrmittel durch Bewegen des Schließelements in Richtung der Geschlossenstellung lösbar. Die Sperre beziehungsweise Verrastung des Sperrmittels wird somit durch ein Bewegen des Sperrmittels entgegen der Löserichtung bewirkt. Dadurch ist kein zusätzlicher Haken oder Betätigungshebel notwendig, vielmehr dient das Schließelement selbst als Betätigungselement zum Lösen des mechanischen Sperrmittels. Insbesondere in Kombination mit dem bereits genannten Federelement, hat dies zum Vorteil, dass der Benutzer das Schließelement zunächst entgegen der Öffnungsrichtung bewegen muss, um es anschließend vollständig öffnen zu können. Dadurch ist ein versehentliches Öffnen beziehungsweise Verbringen in die Offenstellung des Schließelements sicher verhindert.
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Vorzugsweise ist dazu das Sperrmittel als ein Push-Lock-Mechanismus ausgebildet. Dieser erlaubt durch eine einfache mechanische Verbindung zwischen dem Schließelement und dem Karosserieelement, dass das Schließelement erst in Richtung des Karosserieelements beziehungsweise in Schließrichtung bewegt werden muss, um die mechanische Sperrung zu lösen. Insbesondere weist dazu der Push-Lock-Mechanismus zumindest einen Raststift auf, der beispielsweise entlang einer Rastkulisse, insbesondere entgegen der Kraft eines Federelements, oder entlang eines verlagerbaren Fanghakens derart bewegbar ist, dass ein Lösen der Sperrmittels nur durch Bewegen des Raststifts in Richtung der Geschlossenstellung möglich ist.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Zugelement als Zugplatte ausgebildet. Dadurch weist das Zugelement eine verhältnismäßig große Fläche bei niedriger Höhe auf, welche vorteilhaft in Bezug auf den vorhandenen Bauraum ist, und es erlaubt, hohe Magnetkräfte zu erzielen, durch welche das Schließelement in der Geschlossenstellung sicher gehalten wird.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Permanentmagnet als Ringmagnet ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil eines Magnetfelds mit hohen Magnetkräften, die ein sicheres Geschlossenhalten des Schließelements gewährleisten, zumindest sofern sich das Zugelement im Bereich des Magnetfelds befindet. Darüber hinaus bietet der Ringmagnet noch weitere konstruktive Vorteile, wie beispielsweise eine vorteilhafte Integration des Sperrmittels in dem Bereich des Ringmagneten.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Einrichtung zum Aufheben des Magnetfelds eine bestrombare Wicklung zum Erzeugen eines den Permanentmagneten zugeordneten Kompensationsmagnetfelds auf. Durch das Bestromen der Wicklung wird somit ein Magnetfeld erzeugt, welches dem Magnetfeld des Permanentmagneten entgegenwirkt und dadurch die Wirkung des Magnetfelds des Permanentmagneten reduziert oder aufhebt und das Magnetschloss damit löst. Hierdurch ergibt sich eine einfache und kostengünstige Entriegelung für das Magnetschloss. Alternativ weist die Einrichtung bevorzugt einen bewegbaren Störkörper auf, der derart in den Wirkbereich des Magnetfelds einbringbar und derart ausgebildet ist, dass er das Magnetfeld derart stört, dass seine Wirkung auf die Zugplatte aufgehoben wird. Der Körper weist dazu insbesondere ein Material auf, welches das Magnetfeld des Permanentmagneten schwächt.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Sperrmittel zumindest ein an dem Schließelement, insbesondere an der Zugplatte angeordnetes Rastelement auf, das in der Geschlossenstellung des Schließelements in den Ringmagneten hineinragt. Dadurch ergibt sich eine vorteilhafte bauraumsparende Integration des Sperrmittels in das Magnetschloss. Darüber hinaus eignet sich das Rastelement dabei gleichzeitig als Raststift des Push-Lock-Mechanismus. Vorzugsweise liegt der Push-Lock-Mechanismus zumindest im Wesentlichen in dem Ringmagneten oder auf der von dem Schließelement abgewandten Seite des Ringmagneten. Durch die Integration in dem Ringmagneten ergibt sich eine besonders bauraumsparende Ausbildung des Schließsystems. Weil insbesondere das Rastelement den Ringmagneten jedoch auch durchgreifen kann, kann die Rastmechanik hinter dem Ringmagneten ausgebildet sein. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, eines hochbelastbaren und robusten Push-Lock-Mechanismus.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Push-Lock-Mechanismus zumindest einen verlagerbaren Fanghaken auf, welcher das Schließelement in der Vorraststellung zurückhält. Hierdurch ist eine einfache Arretierung des Schließelements in der Vorraststellung bei der Bewegung in die Offenstellung gewährleistet. Durch Verlagern des Schließelements in Richtung der Geschlossenstellung wird der Fanghaken aus der Sperrposition in eine Freigabeposition verlagert und anschließend ist das Schließelement in die Offenstellung an dem Fanghaken vorbei bewegbar. Hierdurch wird eine einfache und kostengünstige Lösung des Push-Lock-Mechanismus geboten.
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Das erfindungsgemäße Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Schließsystems aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.
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Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen
- 1 ein vorteilhaftes Schließsystem eines Fahrzeugs in einer vereinfachten Schnittdarstellung im geschlossenen Zustand,
- 2 das Schließsystem in einer weiteren Schnittdarstellung in einem geöffneten Zustand, und
- 3 ein Funktionsdiagramm zur Erläuterung des Schließsystems.
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1 zeigt in einer vereinfachten Schnittdarstellung ein Fahrzeug 1, das ein Schließelement 2 in Form einer Frontklappe aufweist. Das Schließelement 2 ist an einer Fahrzeugkarosserie 3 verschwenkbar gelagert, sodass es von einer Geschlossenstellung, wie sie in 1 gezeigt ist, in eine Offenstellung, wie durch einen Pfeil 4 angedeutet, verschwenkbar ist.
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Zum Halten des Schließelements 2 in der Geschlossenstellung ist ein Schließsystem 5 vorhanden, das zwischen dem Schließelement 2 und der Karosserie 3 des Fahrzeugs 1 wirkt.
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Das Schließsystem 5 weist ein Magnetschloss 6 sowie ein mechanisches Sperrmittel 7 auf. Das Magnetschloss 6 weist einen an der Karosserie 3 befestigten Dauermagneten oder Permanentmagneten 8 auf, der als Ringmagnet ausgebildet ist, sodass er einen kreisringförmigen Querschnitt, wie in 1 gezeigt, aufweist. Weiterhin weist das Magnetschloss 6 ein Zugelement 9 in Form einer Zugplatte auf, die fest an dem Schließelement 2 befestigt ist. Die Zugplatte liegt dabei flächig an einer der Karosserie 3 zugewandten Unterseite 10 des Schließelements 2 an. Das Zugelement 9 weist beispielsweise eine kreisförmige oder quadratische Außenkontur sowie eine dazu vergleichsweise geringe Höhe auf. Vorzugsweise ist das Zugelement 9 dazu ausgebildet, dass seine Außenkontur größer ist als die Außenkontur des Permanentmagneten 8. Der Permanentmagnet 8 ist dabei derart ausgerichtet, dass seine Mittellängsachse im geschlossenen Zustand des Schließelements 2 senkrecht zur Ebene der Zugplatte beziehungsweise des Zugelements 9 ausgerichtet ist, wie in 1 gezeigt. In der Geschlossenenstellung liegt das Zugelement optional auf einer Stirnseite des Permanentmagneten 8 auf. Die gegenüberliegende Stirnseite des Permanentmagneten 8 kann geschlossen, wie in 1 gezeigt, oder ebenfalls offen ausgebildet sein. Vorzugsweise ist der Permanentmagnet 8 derart ausgebildet, dass sich seine lichte Weite im Innenraum 12 in Richtung der Zugplatte hin vergrößert.
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An dem Zugelement 9 ist ein Rastelement 11 angeordnet, das vorliegend als Raststift ausgebildet ist, der senkrecht von der Zugplatte vorsteht. Dabei ist das Rastelement 11 derart an dem Zugelement 9 angeordnet, dass es in der Geschlossenstellung, wie in 1 gezeigt, in den Innenraum 12 des Permanentmagneten 8 hineinragt. Durch die sich in Richtung der Zugplatte vergrößernde lichte Weite des Innenraums 12 ist gewährleistet, dass das Rastelement 11 einfach beim Verschwenken des Schließelements 2 in die Geschlossenstellung in den Innenraum 12 eindringt.
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An dem Rastelement 11 ist vorliegend außerdem eine seitliche Rastnase 20 ausgebildet, die in der Geschlossenstellung funktionslos ist.
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Dem Permanentmagneten 8 ist weiterhin eine Einrichtung 13 zugeordnet, die betätigbar ist, um das von dem Permanentmagneten 8 erzeugte Magnetfeld aufzuheben beziehungsweise zu kompensieren oder neutralisieren. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Einrichtung 13 dazu eine bestrombare Spule 14 auf, die dem Permanentmagneten 8 zugeordnet ist. Die Spule 14 ist derart ausgebildet, dass sie bei ihrer Bestromung ein Kompensationsmagnetfeld erzeugt, welches das Magnetfeld des Permanentmagneten 8 ausreichend reduziert beziehungsweise neutralisiert, sodass das Zugelement 9 nicht weiter von dem Permanentmagneten 8 in die Geschlossenstellung gezogen wird, sodass ein Aufschwenken des Schließelements 2 gemäß Pfeil 4 möglich ist.
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Vorteilhafterweise weist das Schließsystem 5 außerdem ein Federelement 15 auf, das gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in dem Innenraum 12 angeordnet und zwischen dem Rastelement 11 und dem geschlossenen Boden des Permanentmagneten 8 in der Geschlossenstellung vorgespannt gehalten ist. Bei dem Federelement 15 handelt es sich beispielsweise um eine Schraubenfeder.
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Wird die Spule 14 bestromt, die Einrichtung 13 also betätigt, so wird das Magnetfeld aufgehoben oder neutralisiert und das Federelement 15 drängt das Schließelement 2 in Richtung einer Offenstellung gemäß Pfeil 4.
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Das mechanische Sperrmittel 7 ist dazu ausgebildet, die Schwenkbewegung des Schließelements 2 nur bis eine Vorraststellung, wie sie in 2 beispielhaft gezeigt ist, die zwischen einer Offenstellung und der Geschlossenstellung liegt, zuzulassen. Dazu rastet vorliegend eine Rastnase 20 des Rastelements 11 an einem beweglich gelagerten Rückhaltemittel 16 in der Vorraststellung ein. Optional sind Rastnase 20 und Rückhaltemittel 16 vertauscht angeordnet, sodass das Rückhaltemittel beweglich an dem Rastelement 11 gelagert ist, und die Rastnase 20 unbeweglich insbesondere an der Karosserie 3.
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Das Rückhaltemittel 16 ist vorliegend als Fanghaken eines Push-Lock-Mechanismus 17 ausgebildet, der in der Vorraststellung wirkt. Wird das Schließelement 2 aus der Geschlossenstellung in Richtung der Offenstellung bewegt, wird zunächst die Rastnase 12 von dem Fanghaken in der Vorraststellung an einer Weiterbewegung gehindert. Gelöst werden kann diese Sperre dadurch, dass das Schließelement 2 zunächst zurück in die Geschlossenstellung bewegt wird, wie durch einen Pfeil 18 angedeutet, wodurch der Fanghaken 16 in eine Freigabeposition gemäß einem Pfeil 19 verlagert wird. Anschließend ist das Schließelement 2 an dem Fanghaken 16 vorbei in die gewünschte Offenstellung gemäß Pfeil 4 an der Vorraststellung vorbei verlagerbar.
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Das vorteilhafte Schließsystem 5 erlaubt somit zum einen eine einfache und sichere Halterung beziehungsweise Arretierung des Schließelements 2 in der Geschlossenstellung mithilfe von Magnetkraft. Durch das mechanische Sperrmittel 7 wird zum anderen erreicht, dass das Schließelement 2 ohne weitere Maßnahmen zunächst lediglich bis zur Vorraststellung verlagerbar ist. Dort muss das Schließelement 2 von dem Benutzer entsperrt werden, indem es vorliegend entgegen der Öffnungsrichtung bewegt wird. Dadurch ist ein ungewolltes Öffnen des Schließelements 2 in die Offenstellung auch bei einer Fehlbetätigung des Magnetschloss 6 sicher gewährleistet. Gleichzeitig wird ein hoher Bedienkomfort erreicht, weil der Benutzer durch ein einfaches Belasten des Schließelements 2 in Richtung der Geschlossenstellung die Sperrung in der Vorraststellung aufheben kann. Vorzugsweise ist das Federelement 15 derart ausgebildet, dass es das Schließelement 2 über die Vorraststellung hinaus in die Offenstellung drängt, sodass es automatisch nach einem Entriegeln des Sperrmittels 7 an der Sperrung des Fanghakens 16 vorbei bewegt wird. Dadurch ist ein hoher Benutzungskomfort und eine hohe Bediensicherheit geboten.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Einrichtung 13 anstelle einer Spule 14 eine Möglichkeit zum Direktbestromen des Permanentmagneten 8 zum Aufheben des Magnetfelds auf. Weiterhin ist gemäß einem weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass das Rastelement 11 den Ringmagneten axial durchgreift, sodass das Federelement 15 auf der von dem Schließelement 2 abgewandten Seite des Ringmagneten an der Karosserie 3 angeordnet ist. Weiterhin sind auch andere Ausführungsformen des Sperrmittels 7 beziehungsweise des Push-Lock-Mechanismus 17 denkbar. Die in den Figuren gezeigte Lösung stellt lediglich ein Ausführungsbeispiel dar.
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3 zeigt zusammengefasst den Bewegungsweg des Schließelements 2, der sich aus dem vorteilhaften Schließsystem 5 ergibt. Gezeigt ist dabei der Hub h2 des Schließelements 2 aus der Geschlossenstellung (0) bis in die vollständige Offenstellung (max) über die Zeit t. Zu dem Zeitpunkt t0 befindet sich das Schließelement 2 in der Geschlossenstellung gemäß 1. Durch die elektrische Betätigung der Einrichtung 13 wird das Magnetfeld aufgehoben und das Schließelement wird durch das Federelement 15 automatisiert in die Vorraststellung hr bewegt, wie durch eine durchgezogene Linie gezeigt. Um das Schließelement 2 aus der Vorraststellung zu lösen, muss ein Benutzer das Schließelement ein Stück weit in eine Lösestellung hl manuell zurückbewegen, wie durch eine gestrichelte Linie gezeigt. Sobald die Sperre gelöst ist, wird das Schließelement 2 automatisiert und durch das Federelement 15 oder ein dem Schwenkgelenk des Schließelements 2 zugeordneten Federelement in die maximale Offenstellung (hmax) verlagert, wie durch eine weitere durchgezogene Linie gezeigt. Zum Schließen des Schließelements 2 beziehungsweise Verbringen des Schließelements 2 in die Geschlossenstellung muss der Benutzer dieses lediglich manuell zurück in die Geschlossenstellung bewegen, wie durch eine weitere gestrichelte Linie gezeigt, bis die Magnetkraft des Permanentmagneten 8 das Zugelement 9 erfasst und das Schließelement 2 in der Geschlossenstellung hält.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Schließelement
- 3
- Karosserie
- 4
- Pfeil
- 5
- Schließsystem
- 6
- Magnetschloss
- 7
- Sperrmittel
- 8
- Permanentmagnet
- 9
- Zugelement
- 10
- Unterseite
- 11
- Rastelement
- 12
- Innenraum
- 13
- Einrichtung
- 14
- Spule
- 15
- Federelement
- 16
- Rückhaltemittel
- 17
- Push-Lock-Mechanismus
- 18
- Pfeil
- 19
- Pfeil
- 20
- Rastnase
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006032621 A1 [0003]
