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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Reinigung einer Dachfläche, umfassend ein längliches, geführt mittels eines Motors über die Dachfläche bewegbares Räumerelement.
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Stand der Technik
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Eine derartige Reinigungsvorrichtung für Dachflächen ist bekannt aus der
US 2014/0000132 A1 .
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Diese Druckschrift offenbart ein Räumersystem, um auf einem Schrägdach aufgehäufte Schneemassen zu räumen. Die Anhäufung von Schneemassen auf Dachflächen kann in mehrfacher Hinsicht gefährlich sein. Zum einen können abgelagerte Schneemassen mit ihrem Gewicht Schäden an der Dachkonstruktion verursachen. Zum anderen können sich aufgehäufte Schneemassen, z.B. bei einsetzendem Tauwetter, als Dachlawinen vom Dach, insbesondere von Schrägdächern, lösen. Der dabei entstehende Schaden ist umso größer, je mehr Schnee sich zuvor auf der Dachfläche angesammelt hat. Es wäre daher sinnvoll und wünschenswert, die Dachfläche regelmäßig bereits bei geringer Schneelast zu räumen. Dies unterbleibt jedoch in der Regel wegen des großen damit verbundenen Zeit- und Arbeitsaufwandes.
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Aus der vorgenannten Druckschrift ist es bekannt, quer über die Dachfläche verlaufende Führungsschienen zu verlegen, in denen sich balkenartige, jeweils mit einem mobilen Motor versehene Räumer geführt über die Dachfläche bewegen können. Der Räumer streift dabei über die Dachfläche und reinigt diese vom abgelagerten Schnee. Der mobile Motor ist jeweils etwa mittig des Räumerbalkens angeordnet und über Räder mit dem Führungsschienensystem wirkverbunden. Jeder Räumer ist daher nach Art eines individuellen Schienenfahrzeugs ausgebildet. Die Druckschrift offenbart verschiedene Ausführungsformen, bei denen diese Schienenfahrzeuge in einem verzweigten Führungsschienensystem navigieren können. Ebenso sind Ausführungsformen offenbart, bei denen der Balken relativ zum Motor rotierbar ist, sodass er jeweils einen optimalen Räumwinkel relativ zur Fahrtrichtung des Motors einnehmen kann.
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Ein derartiges System mag zur effektiven Schneeräumung eines Daches geeignet sein. Nachteilig ist jedoch die optische Dominanz des Schienen- und Räumersystems, die sich schlecht mit der Ästhetik historischer Häuser verträgt.
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Aufgabenstellung
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Dachflächenreinigungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die insbesondere optisch weniger auffällig ist.
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Darlegung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass das Räumerelement als eine mit ihrem ersten Ende an einem Rand der Dachfläche angelenkte, mehrere axial zueinander verschiebbare Teleskopelemente umfassende Teleskopstange ausgebildet ist, die mit ihrem zweiten Ende an einer an wenigstens einem gegenüberliegenden Rand der Dachfläche angeordneten Führungsschiene geführt ist.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der Begriff der Dachfläche weit zu verstehen. Er umfasst nicht nur Gebäudedächer, sondern jedwede Art der Überdachung, wobei der Überdachungszweck nicht im Vordergrund stehen muss. Beispielsweise sind auch schrägstehende Solarpaneele sogenannter Solar-Farmen unter dem hier verwendeten Begriff der Dachfläche zu subsumieren.
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Wie auch der Stand der Technik, basiert die Erfindung auf dem Prinzip eines im Wesentlichen balkenartigen Räumers, der parallel zur Dachfläche und quer zu seiner Axialrichtung über die Dachfläche bewegt wird und dabei auf der Dachfläche abgelagerte Anhäufungen räumt. Erfindungsgemäß ist der Räumer jedoch mit einem seiner Enden am Rand, vorzugsweise in einer Ecke der Dachfläche schwenkbeweglich angelenkt. Das andere Ende ist in einer Führungsschiene geführt, die sich entlang eines gegenüberliegenden Randes der Dachfläche erstreckt. Es ist leicht zu erkennen, dass sich bei einer Bewegung des zweiten Räumerendes entlang der Führungsschiene - zumindest bei üblichen, nicht kreis- oder teilkreisförmigen Dächern - der Abstand des jeweiligen Führungspunktes zum unveränderlichen Anlenkpunkt verändert. Um diese Abstandsänderung auszugleichen ist der Räumer erfindungsgemäß in Form einer Teleskopstange ausgebildet, die sich passiv an die sich ändernden Abstände zwischen dem Anlenk- und dem Führungspunkt anzupassen vermag. Auf diese Weise kann der Räumerarm über die gesamte Dachfläche, quasi unabhängig von ihrer speziellen Form, geführt werden, um beispielsweise Schneelasten zu räumen. Die Optik der Dachfläche wird dabei weitgehend unverändert gelassen. Sowohl der Anlenkpunkt als auch die Führungsschiene befinden sich randständig der Dachfläche, sodass sie durch entsprechende Aufbauten optisch leicht kaschiert werden können. In Ruhestellung ist der Räumer vorzugsweise so zu positionieren, dass er sich entlang einer Dachkante erstreckt. Dies kann beispielsweise entlang des Firstes sein, der als unauffällige Überdachung ausgebildet werden kann, unter der der Räumerarm im Wesentlichen unsichtbar geparkt werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich daher ohne weiteres zur Nachrüstung bei historischen, denkmalgeschützten Gebäuden.
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Für den motorischen Antrieb des Räumers sind unterschiedliche Lösungen denkbar. Ähnlich einem Auto-Scheibenwischer kann ein am Anlenkpunkt angreifender Motor vorgesehen sein. Dies ist jedoch aufgrund der Hebelverhältnisse und der entsprechend erforderlichen, besonders momentenstarken Ausgestaltung des Motors nicht die bevorzugte Ausführungsform. Vielmehr ist bevorzugt vorgesehen, dass das zweite Ende der Teleskopstange, d.h. deren Führungspunkt, über einen entlang der Führungsschiene verlegten Seil- oder Kettenzug motorisch verfahrbar ist. Ein derartiger Antrieb lässt sich weitgehend beliebig verlegen und kann auch komplizierten Dachkonturen folgen. Entsprechende Umlenkungen mit Rollen oder Ritzeln sind dem Fachmann bekannt. Der eigentliche Motor lässt sich bei einer solchen Ausgestaltung unter dem Dach an einer zu Wartungszwecken leicht zugänglichen Stelle positionieren.
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Die Teleskopelemente, aus denen die Teleskopstange zusammengesetzt ist, sind bevorzugt als koaxial ineinander angeordnete, gegeneinander gelagerte Hohlstäbe ausgebildet. Durch die Ausbildung als Hohlstäbe lassen sich geringes Gewicht und hinreichende Stabilität vereinen. Die Lagerung der einzelnen Teleskopelemente gegeneinander ermöglicht eine reibungsarme Längenveränderung der Teleskopstange bei Betrieb. Die Lagerung kann als Wälz- oder als Gleitlagerung ausgebildet sein.
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Bevorzugt sind die Hohlstäbe dachflächenseitig offen. Dies erlaubt es, dass, wie bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, die Hohlstäbe dachflächenseitig mit flexiblen Bürsten- und/oder Lippenelementen bewehrt sind. Durch die nach dachflächenseitig (unten) offene Ausgestaltung der Hohlstäbe können bei jeder Auszugsstellung der Teleskopstange sämtliche Bürsten- und/oder Lippenelemente, insbesondere auch des koaxial zuinnerst liegenden Hohlstabes, bis zur Dachfläche reichen, um den Reinigungsprozess dort durch direkte Wechselwirkung mit der Dachfläche zu unterstützen. Bürstenelemente finden dabei bevorzugt Einsatz auf rauen Dachflächen, beispielsweise auf Ziegel- oder Schindeldächern. Lippenelemente, ähnlich einem Auto-Scheibenwischer, können bevorzugt bei der Reinigung glatter Dachflächen, beispielsweise von Solarpaneelen, Einsatz finden.
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Die Ausgestaltung der Teleskopelemente als Hohlstäbe hat den weiteren Vorteil, dass die Teleskopstange einen nutzbaren, inneren Hohlraum bietet. So ist bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass innerhalb der Hohlstäbe eine mit einer Mehrzahl von über die Länge der Teleskopstange verteilten Auslassdüsen versehene, flexible Fluidleitung verlegt ist. Je nach den Bedürfnissen des Einzelfalls kann die flexible Fluidleitung an eine steuerbare Heißluft- oder Spülflüssigkeitsquelle angeschlossen sein bzw. werden. Liegt der Haupteinsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung im konkreten Fall beim Räumen von Schneelasten von der Dachfläche, kann eine Unterstützung durch Beaufschlagung der flexiblen Fluidleitung mit Heißluft erfolgen, die entlang der Teleskopstange über die Auslassdüsen ausgeblasen wird und eine Schneeschmelze verursacht. Zugleich wirkt die Heißluft einer Eisbildung innerhalb der Teleskopstange, insbesondere zwischen den Teleskopelementen, entgegen, sodass sie deren leichte Beweglichkeit relativ zueinander aufrechterhält. Insbesondere im Fall glatter Dachflächen, wie beispielsweise von Solar-Paneelen, kann alternativ auch eine Spülflüssigkeit eingesetzt werden, mit der abgesetzter Staub gelöst wird. Hierdurch wird zudem ein Verkratzen der Oberfläche verhindert, wenn der Räumerarm, insbesondere mit seinen Lippenelementen, über die staubbedeckte Fläche schleift.
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Bei einer besonders für die Einsatz als Schneeräumer geeigneten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Teleskopelemente ein Profil in Form eines zu der von ihrer Axial- und der Normalenrichtung der Dachfläche aufgespannten Ebene spiegelsymmetrischen Fünfecks mit konkaven Seitenflächen und dachflächenabgewandter Spitze aufweisen. Diese spezielle Profilform vereinigt zwei Vorteile. Der dachflächenabgewandten Spitze liegt eine im Wesentlichen dachflächenparallele Seite des Fünfecks gegenüber, die, wie oben erläutert, offen und/oder mit Bürsten- und/oder Lippenelementen bewährt sein kann. Die übrigen vier Seiten des Fünfecks stehen schräg zur Dachfläche. Die beiden dachflächennäheren Fünfeck-Seiten dienen der eigentlichen Schneeräumung, die durch die konkave Form der Fünfeck-Seiten unterstützt wird. Bei hinreichend niedriger Schneehöhe sind dies die einzigen aktiven Profilbereiche. Bei höheren Schneelagen hingegen unterschneidet der Räumer den aufgehäuften Schnee. Die beiden dachflächennäheren Seiten wirken, wie oben beschrieben, schneeräumend. Die beiden dachferneren Seiten wirken jedoch nach Art eines Spoilers und lenken die Gewichtskraft des unterschnittenen Schnees in günstiger Weise derart auf den Räumer, dass dieser bei seiner Bewegung an die Dachfläche angedrückt wird und ein eventuelles Abheben verhindert wird.
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Alternativ können die Teleskopelemente auch ein rundes oder ovales Profil aufweisen. Dies ist, insbesondere in Kombination mit dachseitenflächig angebrachten Lippenelementen, für die Reinigung von glatten Dachflächen besonders vorteilhaft. Runde bzw. ovale Profile sind besonders leicht und kostengünstig herstellbar und benötigen zur Erzielung gleicher Stabilität einen geringeren Materialaufwand.
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Die Steuerung des motorischen Antriebs kann manuell oder automatisiert erfolgen. Bevorzugt wird eine automatisierte Steuerung, die den Motor, sobald das zweite, d.h. das geführte Ende der Teleskopstange ein Ende der Führungsschiene erreicht, zu einer Umschaltung seiner Bewegungsrichtung ansteuert. Das Erreichen des Endes der Führungsschiene kann auf unterschiedliche Weise detektiert werden. Denkbar ist eine Anordnung nach dem Prinzip der Rutschkupplung, wobei bei Erreichen eines vorgegebenen Grenzmomentes eine Richtungsumschaltung der Motorbewegung erfolgt. Alternativ können auch Schalter an den Enden der Führungsschiene vorgesehen sein, gegen welche der Führungspunkt der Teleskopstange beim Erreichen anschlägt. Selbstverständlich sind auch andere Detektionsmöglichkeiten, beispielsweise eine optische, elektrische oder magnetische Detektion, möglich.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.
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Figurenliste
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Es zeigen:
- 1: eine schematische Darstellung einer auf einem Dach installierten, erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung,
- 2: eine schematische Schnittdarstellung eines Daches mit installierter, erfindungsgemäßer Reinigungsvorrichtung,
- 3: eine schematische Schnittdarstellung durch den Räumerarm einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung sowie
- 4: eine schematische Schnittdarstellung durch den Räumerarm einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung.
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Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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Gleiche Bezugszeichen in den Figuren deuten auf gleiche oder analoge Elemente hin.
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1 zeigt ein Dach 10 mit Dachflächen 11, auf der eine erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung 20 installiert ist. Die Reinigungsvorrichtung 20 umfasst eine Teleskopstange 21, die an ihrem einen Ende in der Nähe einer Firstkante des Daches 10 schwenkbeweglich angelenkt ist. Dieses Ende der Teleskopstange 21 soll hier als erstes Ende oder Anlenkende 22 bezeichnet werden. Das andere Ende der Teleskopstange 21, welches hier als Führungsende 23 bezeichnet werden soll, ist in einer Führungsschiene 12 gelagert, welche sich entlang zweier Kanten der Dachfläche 11 erstreckt.
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2 zeigt schematisch einen Schnitt durch ein der 1 ähnliches Dach 10, wobei insbesondere die Führungsschiene 12 und das formschlüssig darin geführte Führungsende 23 der Teleskopstange 21 besonders gut erkennbar sind.
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In den Figuren nicht dargestellt ist ein motorischer Antrieb, der bevorzugt als Seil- oder Kettentrieb ausgebildet ist, welcher sich entlang der Führungsschienen 12 erstreckt. Denkbar ist jedoch auch ein am Anlenkende 22 ansetzender Motor oder ein am Führungsende 23 angeordneter Läufermotor. Beispielsweise kann am Führungsende 23 ein motorisch angetriebenes Ritzel gelagert sein, welches mit einer korrespondierenden Zahnstange, als welche die Führungsschienen 12 in diesem Fall ausgebildet sind, kämmt.
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In jedem Fall bewegt sich bei der motorisch angetriebenen Bewegung der Teleskopstange 21 deren Führungsende 23 entlang der Führungsschienen, wie mit den Bewegungspfeilen 13 in 1 angedeutet. Damit das Führungsende 23 dem Verlauf der Führungsschienen 12 folgen kann muss die Teleskopstange 21, die, wie oben beschrieben, an ihrem Anlenkende 22 positionstreu gelagert ist, in ihrer Länge variabel sein. Sie besteht daher aus einzelnen Teleskopelementen, die bei der dargestellten Ausführungsform als konzentrisch ineinander gelagerte, axial relativ zueinander verschiebbare Hohlstäbe ausgebildet sind. Neben der durchgezogen dargestellten Ruheposition sind in 1 gestrichelt weitere Positionen eingezeichnet, die die Teleskopstange 21 während der Bewegung ihres Führungsendes 23 entlang der Führungsschienen 12 temporär einnimmt. Es resultiert eine Wischbewegung über die gesamte Dachfläche 11, wobei nicht dargestellter, auf der Dachfläche 11 angehäufter Schnee oder allgemein Schmutz mittels der als Räumer wirkenden Teleskopstange 21 von der Dachfläche 11 geschoben wird.
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Die Schnittdarstellung von 2 zeigt einen besonderen Vorteil der Erfindung. Die der linken Dachfläche 11 des in 2 dargestellten Daches 10 zugeordnete Reinigungsvorrichtung 20 befindet sich in ihrer Ruhelage, in der sich die Teleskopstange 21 parallel zum Dachfirst erstreckt. Ein kleines, auf dem Dachfirst angeordnetes Zusatzdach 14 überdeckt die Teleskopstange 21 in dieser Position. Hierdurch wir die Teleskopstange erstens vor Wettereinflüssen geschützt. Zweitens wirkt das Zusatzdach 14 auch als optische Kaschierung, sodass die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung 20 in dieser Position weitgehend unsichtbar ist. Sie eignet sich daher besonders zur Nachrüstung auf historischen Gebäuden.
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Die 3 und 4 zeigen zwei unterschiedliche Ausführungsformen der Teleskopstange 21 mit unterschiedlichen Profilen ihrer Teleskopelemente. Bei der Ausführungsform von 3 ist das Profil der Teleskopelemente im Wesentlichen spiegelsymmetrisch fünfeckig mit dachflächenabgewandter Spitze 213 und konkaven Seiten, die, wie nachfolgend erläutert, Räumflächen 211 und Spoilerflächen 212 bilden, und. Die Teleskopelemente sind konzentrisch zueinander mittels der Lager 214 wälz- oder gleitgelagert. Die besondere Profilwahl hat folgenden Effekt: Schnee unterhalb der strichpunktierten Linie wird bei der seitlichen Räumbewegung der Teleskopstange 21 zur Seite geschoben, wobei die Effizienz der Räumbewegung durch die konkave Form der Räumflächen 211 unterstützt wird. Schnee oberhalb der strichpunktierten Linie wird unterschnitten, wobei seine Last durch die konkave Form der Spoilerflächen 212 in eine die Teleskopstange 21 auf die Dachfläche 11 pressende Kraft umgelenkt wird. Dadurch wird ein den Räumprozess störendes Abheben der Teleskopstange 21 von der Dachfläche 11 selbst im vom Anlenk- und Führungsende 22, 23 weitest entfernten Mittenbereich der Teleskopstange 21 verhindert.
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An der der Dachfläche 11 zugewandten Seite (unten in 3) sind die Teleskopelemente mit Borsten 24 versehen, wodurch die Reinigung der Dachfläche 11 effizienter gestaltet wird.
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Im hohlen Inneren der Teleskopstange 21 ist eine flexible Fluidleitung 25, beispielsweise ein Schlauch, verlegt, der an eine Heißluftquelle angeschlossen und mit Düsen 26 versehen ist. Der Räumprozess kann auf diese Weise mit Heißluftstrahlen unterstützt werden. Diese halten zugleich den Zwischenraum zwischen den Teleskopelementen eisfrei, sodass ein Festfrieren der Elemente aneinander verhindert wird.
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Bei der Ausführungsform von 4 ist das Profil der Teleskopelemente im Wesentlichen rund. Hier weisen die Teleskopelemente dachflächenseitig Lippen 27 auf und die Fluidleitung 25 ist an eine Spülflüssigkeitsquelle angeschlossen. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere zur Reinigung glatter Dachflächen, wie beispielsweise von Solarpaneelen, die von Staub zu reinigen sind, was durch eine Beaufschlagung mit Spülflüssigkeit, die im Anschluss von den beispielsweise aus Gummi gefertigten Lippen 27 entfernt wird, effizient und kratzfrei erfolgen kann.
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Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum von Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Dach
- 11
- Dachfläche
- 12
- Führungsschiene
- 13
- Bewegungspfeil
- 14
- Zusatzdach
- 20
- Reinigungsvorrichtung
- 21
- Teleskopstange
- 211
- Räumfläche
- 212
- Spoilerfläche
- 213
- Spitze
- 214
- Lager
- 22
- erstes Ende von 21, Anlenkende
- 23
- zweites Ende von 21, Führungsende
- 24
- Borsten
- 25
- Fluidleitung
- 26
- Auslassdüse
- 27
- Lippe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2014/0000132 A1 [0002]
