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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Montageanordnung, eine Verwendung einer Montageanordnung sowie ein Montageverfahren, insbesondere zur Montage von Hochvoltspeichern von bzw. an Kraftfahrzeugen.
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Hauptaugenmerk liegt vorliegend auf der Montage unhandlicher, großer und/oder auch schwerer Komponenten, wie es beispielsweise im Kraftfahrzeugbereich oft vorkommt. In diesem Zusammenhang ist es zum Beispiel üblich, zu fügende Bauteile zunächst vorzufixieren. Aus der
DE 10 2013 014 996 A1 ist beispielsweise ein Fixierelement zum Vormontieren zumindest zweier Karosseriekomponenten einer Kraftfahrzeugkarosserie bekannt, welches einen sich entlang einer axialen Richtung erstreckenden Grundkörper aufweist, an dessen Außenumfang ein erstes Rastelement und zumindest ein zweites Rastelement angeordnet sind. Derartige Elemente oder auch „Clips“ erfordern allerdings entsprechende Ausnehmungen oder Öffnungen in den zu montierenden Bauteilen und sind hinsichtlich Korrosionsverhalten und etwaiger Dichtheitsanforderungen oft nicht optimal. Ein weiterer Ansatz besteht darin, zu fügende Bauteile beispielsweise mittels entsprechender Kleber oder dergleichen vorzufixieren. Für eine zuverlässige Haftung sind aber ausreichend saubere Oberflächen nötig, welche gerade im Karosseriebau so nicht zuverlässig darstellbar sind.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Montageanordnung, die Verwendung einer Montageanordnung sowie ein Montageverfahren anzugeben, welche die vorgenannten Nachteile beseitigen und die bekannten Montageverfahren hinsichtlich Zeit- und Prozesssicherheit optimieren.
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Diese Aufgabe wird durch eine Montageanordnung gemäß Anspruch 1, durch eine Verwendung gemäß Anspruch 9 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 11 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
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Erfindungsgemäß umfasst eine Montageanordnung zumindest ein Befestigungselement, welches an einem ersten Bauteil angeordnet ist und welches sich von diesem weg entlang einer Längsrichtung erstreckt, sowie ein rohrförmiges Montagehilfsmittel, welches auf dem Befestigungselement lösbar befestigt ist, wobei das Montagehilfsmittel derart auf dem Befestigungselement angeordnet ist, dass zwischen einem Endabschnitt des Montagehilfsmittels und dem ersten Bauteil ein Abstand oder ein Anordnungsraum zur Anordnung zumindest eines zweiten Bauteils in einer Montageposition gebildet ist, und wobei der Endabschnitt ausgelegt ist, das zweite Bauteil in der Montageposition zu halten. Mit Vorteil kann über das Montagehilfsmittel ein Form- und/oder Kraftschluss zwischen dem Befestigungselement und dem zweiten Bauteil erreicht werden, wobei dieser durch die Lösbarkeit des Montagehilfsmittels bei Bedarf jederzeit wieder aufgelöst werden kann. Besonders vorteilhaft ist es, dass das Montagehilfsmittel zur Anordnung auf einem Befestigungselement bzw. dem Befestigungselement vorgesehen ist, welches ohnehin zur Verbindung des ersten und des zweiten Bauteils vorgesehen ist. Es ist also nicht nötig, zusätzliche Löcher, Ausnehmungen oder dergleichen zur Anordnung des Montagehilfsmittels vorzusehen. Erreicht wird dies durch die zumindest bereichsweise rohrförmige oder hülsenförmige Ausgestaltung des Montagehilfsmittels. Der vorgenannte Abstand bzw. Anordnungsraum ist dabei mit Vorteil derart bemessen, dass er entlang der Längsrichtung etwa einer Wandstärke des zweiten Bauteils in dem Bereich entspricht, in welchem das Montagehilfsmittel, beispielsweise durch eine entsprechende Montageöffnung, hindurchgeführt wird. Zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil kann auch noch zumindest ein weiteres Bauteil oder eine Zwischenschicht oder Zwischenlage vorgesehen sein, wobei der vorgenannte Abstand mit Vorteil entsprechend angepasst ist. Das Halten in der Montageposition durch den Endabschnitt wird beispielsweise dadurch erreicht, dass ein Durchmesser eines Grundkörpers des Montagehilfsmittels im Bereich des Endabschnitts größer ist als in einem darüber liegenden Mittelabschnitt des Montagehilfsmittels. Dabei ist der Endabschnitt gemäß einer Ausführungsform in geeigneter Weise nachgiebig oder flexibel ausgebildet, wodurch ein Hindurchführen durch die Montageöffnung des zweiten Bauteils ermöglicht ist. Die Kraft, mit welcher die beiden Bauteile in der Montageposition gehalten werden, ist über die Auslegung des Montagehilfsmittels oder auch durch die Anzahl der verwendeten Montagehilfsmittel einstellbar. Bevorzugt ist die Kraft so bemessen, dass die beiden Bauteile im Raum verschwenkt werden können.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Endabschnitt ausgelegt, ein Verrasten mit dem zweiten Bauteil zu ermöglichen. Mit Vorteil stellt der Endabschnitt also eine Rastfunktion bereit, wobei diese derart gestaltet ist, dass eine Kraft durch den Endabschnitt auf das zweite Bauteil in Richtung des ersten Bauteils wirkt.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Endabschnitt eine Vielzahl von Stegen oder Füßen, welche radial beweglich ausgebildet bzw. angeordnet sind. Mit Vorteil sind die Stege oder Füße also insbesondere bereichsweise flexibel ausgebildet bzw. nachgiebig gestaltet. Die Nachgiebigkeit ist dabei mit Vorteil so gestaltet, dass diese beim Anordnen des zweiten Bauteils radial einklappen und im Anschluss radial nach außen klappen, wodurch das zweite Bauteil in der Montageposition gehalten werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind insbesondere vier derartige Stege umfänglich verteilt, insbesondere gleichverteilt, angeordnet. Alternativ kann auch eine alternative Anzahl von Stegen gewählt sein.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Montagehilfsmittel einen inneren Anschlag auf, welcher ausgelegt ist, mit einem stirnseitigen Ende des Befestigungselements zusammenzuwirken. Dieser innere Anschlag ist besonders vorteilhaft, da über ihn letztendlich die Höhe bzw. Größe des Anordnungsraums bzw. Abstands eingestellt werden kann. Zweckmäßigerweise kann das Montagehilfsmittel also einfach aufgesteckt werden, bis der Anschlag mit dem Befestigungselement zusammenwirkt, ohne dass irgendwelche zusätzlichen Einstell- oder Justierarbeiten notwendig sind. Zweckmäßigerweise sind Montagehilfsmittel mit unterschiedlich positionierten inneren Anschlägen ausgebildet, wodurch schnell auf die Geometrie der vorzumontierenden Bauteile reagiert werden kann. Alternativ kann ein Adapterstück am inneren Anschlag angeordnet werden, welches seinerseits als Anschlag wirkt, und worüber eine Höhe des Abstands variiert werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Montagehilfsmittel ein Innengewinde. Zweckmäßigerweise ist das Innengewinde insbesondere in einem Mittelabschnitt des Montagehilfsmittels vorgesehen.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Montagehilfsmittel zumindest eine Ausnehmung auf, insbesondere in dem vorgenannten Mittelabschnitt des Montagehilfsmittels. Gemäß einer Ausführungsform sind beispielsweise umfänglich zwei Ausnehmungen vorgesehen, welche sich entlang der Längsrichtung erstrecken. Zweckmäßigerweise ermöglichen diese Ausnehmungen eine Flexibilität, insbesondere eine radiale Flexibilität des Montagehilfsmittels, insbesondere des Mittelabschnitts des Hilfsmittels. Dies ermöglicht unter anderem, dass das Montagehilfsmittel, trotz des Innengewindes, einfach aufgesteckt und abgezogen werden kann. Es muss also nicht aufgeschraubt werden, was kürzere Handling-Zeiten zur Folge hat. Einmal aufgesteckt können jedoch alle Vorteile des Gewindeeingriffs genutzt werden. An dieser Stelle sei erwähnt, dass zweckmäßigerweise auch das Befestigungselement mit einem entsprechend ausgebildeten Gewinde versehen ist. Bevorzugt handelt es sich bei dem Befestigungselement beispielsweise um Einpressbolzen mit einem Außengewinde.
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Gemäß einer Ausführungsform ist oberhalb des Endabschnitts, bevorzugt also zwischen dem Mittelabschnitt und dem Endabschnitt, ein umlaufender Ringabschnitt ausgeformt. Dieser erhöht signifikant die Stabilität des Montagehilfsmittels und damit ein sicheres Halten bzw. Aufrechterhalten der Montageposition.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Montagehilfsmittel einen Griffabschnitt auf. Zweckmäßigerweise ist der Griffabschnitt, bezogen auf die Längsrichtung, oberhalb des Mittelabschnitts vorgesehen. Zweckmäßigerweise ist das Montagehilfsmittel im Bereich des Griffabschnitts als ergonomisch geformter Griff ausgeführt. Dies ermöglicht ein leichtes Abziehen bzw. Entfernen des Montagehilfsmittels. Zweckmäßigerweise ist das Montagehilfsmittel im Bereich des Griffabschnitts als Vollmaterial ausgebildet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Montagehilfsmittel aus Kunststoff gefertigt bzw. hergestellt. Besonders bevorzugt handelt es sich um ein Kunststoffspritzgussteil. Alternativ können aber auch andere Werkstoffe, insbesondere auch metallische Werkstoffe verwendet werden. Gegebenenfalls kann auch eine Materialkombination vorgesehen sein, beispielsweise aus einem Metall und einem Nichtmetall. Gemäß einer Ausführungsform kann beispielsweise der Griffabschnitt aus einem Metall gebildet sein, während der restliche Teil des Montagehilfsmittels aus einem Kunststoff besteht etc. Bevorzugt ist das Montagehilfsmittel einteilig ausgebildet. Alternativ kann es mehrteilig ausgebildet sein. Gemäß einer Ausführungsform ist beispielsweise der Griffabschnitt abnehmbar. Ein verschlissener Mittelabschnitt und/oder Endabschnitt kann dann leicht ausgetauscht bzw. erneuert werden.
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Zweckmäßigerweise ist die Geometrie des Montagehilfsmittels derart gestaltet, dass das Montagehilfsmittel sowie bevorzugt auch das Innengewinde mit einer zweigeteilten Werkzeugform ohne Kern hergestellt werden kann. Bevorzugt ist der Querschnitt des Montagehilfsmittels punktsymmetrisch ausgebildet. Das Montagehilfsmittel, inklusive des vorgenannten Innengewindes, kann vorteilhafterweise mit einer zweigeteilten Werkzeugform ohne Kern hergestellt werden. Ermöglicht wird dies unter anderem durch die Gestaltung des Mittelabschnitts. Die vorzugsweise zwei Ausnehmungen im Bereich des Mittelabschnitts sind so gestaltet, dass sie einen Winkel von 90° überstreichen.
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Die Erfindung betrifft auch eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Montageanordnung bei der Montage von Kraftfahrzeugen bzw. im Kraftfahrzeugbereich.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das erste Bauteil ein Bauteil oder Abschnitt, insbesondere eine Mittenanbindungsplatte, eines Hochvoltspeichers eines Kraftfahrzeugs und das zweite Bauteil ein Bodenblech des Kraftfahrzeugs.
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Weiter richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Montage eines Hochvoltspeichers, umfassend die Schritte:
- - Bereitstellen eines ersten Bauteils, welches eine Vielzahl von Befestigungselementen aufweist, welche sich von dem Bauteil weg erstrecken;
- - Befestigen eines Montagehilfsmittels auf zumindest einem Befestigungselement derart, dass zwischen dem ersten Bauteil und einem Endabschnitt des Befestigungselements ein Abstand gebildet ist, und wobei der Endabschnitt des Montagehilfsmittels eine Rastfunktion bereitstellt;
- - Vorfixieren des ersten Bauteils an dem zweiten Bauteil, insbesondere an einem Bodenblech eines Fahrzeugs, durch Hindurchführen der Befestigungselemente durch entsprechende Montageöffnungen des zweiten Bauteils, bis der Endabschnitt des Montagehilfsmittels mit dem zweiten Bauteil verrastet.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das erste Bauteil, insbesondere die Mittenanbindungsplatte des Hochvoltspeichers, vier Befestigungselemente, insbesondere Einpressbolzen, auf. Die Montagehilfsmittel werden auf z. B. zwei der vier Einpressbolzen aufgesteckt und anschließend von unten mit der Mittenanbindungsplatte durch das Bodenblech gesteckt bzw. eingehängt. Somit wird ein Herausfallen der Platte vermieden. Im nachfolgenden Arbeitstakt werden die zunächst freiliegenden Bolzen mit Muttern verschraubt und dann der Reihe nach die angebrachten Montagehilfsmittel wieder abgezogen und ebenfalls mit Muttern verschraubt.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Entfernen des zumindest einen Montagehilfsmittels vom entsprechenden Befestigungselement und Verwenden des Befestigungselements zum Befestigen des ersten Bauteils am zweiten Bauteil.
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Bevorzugt umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Verschwenken des zweiten Bauteils nach dem Vorfixieren. Zweckmäßigerweise wird die Mittenanbindungsplatte des Hochvoltspeichers in Schwenkmontage am Bodenblech vormontiert und im nachfolgenden Tieftakt vom Fahrzeuginnenraum über Muttern befestigt. Ein Verschrauben der Platte am Unterflur wäre aufgrund der erforderlichen Demontierbarkeit im Service-Fall (aus dem Fahrzeuginnenraum) nicht möglich.
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Die im Zusammenhang mit der Montageanordnung erwähnten Vorteile und Merkmale gelten analog und entsprechend für die Verwendung und für das Verfahren sowie umgekehrt und untereinander.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform einer Montageanordnung mit Bezug auf die beigefügten Figuren.
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Es zeigen:
- 1: eine Ausführungsform einer Montageanordnung mit zwei Montagehilfsmitteln;
- 2: einen Schnitt durch ein Montagehilfsmittel, wie in der 1 skizziert;
- 3: die aus der 1 bekannte Montageanordnung in einer Montageposition;
- 4: die aus den 1 und 3 bekannte Anordnung mit entfernten Montagehilfsmitteln.
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1 zeigt ein erstes Bauteil 10 sowie ein zweites Bauteil 20. Beide Bauteile 10 und 20 sind plattenförmig. Bei dem ersten Bauteil 10 handelt es sich beispielsweise um einen Bereich oder Abschnitt eines Speichergehäuses, insbesondere eines Hochvoltspeichers, eines Kraftfahrzeugs. Bei dem zweiten Bauteil 20 handelt es sich insbesondere um ein Bodenblech bzw. um einen Unterboden eines Kraftfahrzeugs, an welchem, in diesem Fall von unten, das Speichergehäuse befestigt werden soll. Im ersten Bauteil 10 sind zwei Befestigungselemente 12, beispielsweise Einpressbolzen, befestigt. Zur Anordnung bzw. entsprechenden Befestigung am zweiten Bauteil 20 umfasst dieses zwei Montageöffnungen 22, insbesondere beispielsweise Löcher oder Bohrungen. Auf den Befestigungselementen 12 sind Montagehilfsmittel 30 angeordnet. Das rechte Montagehilfsmittel 30 ist gegenüber dem linken um 90° gedreht. Ansonsten handelt es sich aber um die gleiche Ausführungsform. Deren technische Merkmale werden insbesondere anhand des linken Beispiels dargestellt. Zu erkennen ist, dass sich das Montagehilfsmittel 30 entlang einer Längsrichtung L erstreckt. Entlang dieser Längsrichtung L weist es einen Endabschnitt 32, einen Mittelabschnitt 38 sowie einen Griffabschnitt 44 auf. Der Endabschnitt 32 umfasst eine Vielzahl von Stegen oder Füßen 34, in der hier dargestellten Ausführungsform insbesondere vier Stege/Füße 34. Diese stehen radial ab und ermöglichen so eine Rastfunktion mit dem Bauteil 20, vgl. diesbezüglich auch die 3. Zwischen dem Endabschnitt 32 und dem Mittelabschnitt 38 ist ein Ringabschnitt 36 vorgesehen, welcher der Stabilität des Montagehilfsmittels 30 zugutekommt. Der Mittelabschnitt 38 umfasst zwei Ausnehmungen 42, welche sich entlang der Längsrichtung L erstrecken, vgl. diesbezüglich auch die 2. Des Weiteren ist im Bereich des Mittelabschnitts 38 ein innerer Anschlag 40 ausgebildet, welcher ausgelegt ist, mit einem stirnseitigen Ende des Montageelements 12 zusammenzuwirken. Der innere Anschlag 40 bzw. eine Länge des Befestigungselements 12 ist dabei derart bemessen, dass zwischen dem Endabschnitt 32 des Montagehilfsmittels 30 und dem ersten Bauteil 10 ein Abstand bzw. Anordnungsraum A, insbesondere für das zweite Bauteil 20, geschaffen ist. Vorliegend ist zwischen dem ersten Bauteil 10 und dem zweiten Bauteil 20 auch noch eine Zwischenlage vorgesehen. Im Bereich des Mittelabschnitts 38 weist das Montagehilfsmittel 30 zweckmäßigerweise ein Innengewinde auf, welches mit einem Außengewinde des Befestigungselements 12 (die Gewinde sind hier nicht dargestellt) zusammenwirkt, wodurch eine sichere Befestigung des Montagehilfsmittels auf dem Befestigungselement 12 gegeben ist. Dabei ist der mittlere Abschnitt 38 mit Vorteil so flexibel ausgebildet, insbesondere auch durch die zwei Ausnehmungen 42, dass das Montagehilfsmittel 30 einfach aufgesteckt werden kann. Ein Aufschrauben ist zwar möglich, aber nicht nötig. Sind die beiden Montagehilfsmittel 30 auf die beiden Befestigungselemente 12 aufgesteckt, wird die gesamte Anordnung zweckmäßigerweise entlang der Montagerichtung M in oder auf das zweite Bauteil 20 bis in eine Montageposition geschoben, vgl. diesbezüglich auch die 3.
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2 zeigt nun einen Querschnitt, wie in der rechten Bildhälfte von 1 skizziert, vgl. den Schnitt A-A. Zu erkennen ist insbesondere der punktsymmetrische Aufbau, welcher insbesondere für die Herstellung des Montagehilfsmittels 30 vorteilhaft ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Montagehilfsmittel 30 beispielsweise im Spritzguss aus einem Kunststoff hergestellt. Das Montagehilfsmittel, inklusive des vorgenannten Innengewindes, kann vorteilhafterweise mit einer zweigeteilten Werkzeugform ohne Kern hergestellt werden. Ermöglicht wird dies unter anderem durch die Gestaltung des Mittelabschnitts 38. Die beiden Ausnehmungen 42 im Bereich des Mittelabschnitts 38 sind so gestaltet, dass sie einen Winkel von 90° überstreichen. Zu erkennen sind weiter die vier Stege 34, welche sich radial in Bezug auf die Längsrichtung L weg erstrecken. Deren Funktion wird insbesondere mit Bezug auf die 3 ersichtlich.
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3 zeigt die im Wesentlichen aus der 1 bekannte Anordnung. Das zweite Bauteil 20 befindet sich nun allerdings in der Montageposition, ist also hier über die Montagehilfsmittel 30 fixiert bzw. verrastet. Das rechte Montagehilfsmittel 30 ist im Schnitt dargestellt, vgl. den in der linken Bildhälfte dargestellten Schnitt B-B. Im Übrigen sind die technischen Merkmale aber bereits im Rahmen der 1 erklärt worden.
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4 zeigt nun die gesamte Anordnung, nachdem die Montagehilfsmittel 30 entfernt wurden. Nun sind Muttern 14 auf den Befestigungselementen 12 angeordnet. Grundsätzlich müssen nicht alle Befestigungselemente mit Montagehilfsmitteln versehen werden. Vorteilhafterweise werden zunächst alle freiliegenden Befestigungselemente, beispielsweise mit Muttern, verschraubt und dann der Reihe nach die angebrachten Montagehilfsmittel wieder abgezogen und ebenfalls mit Muttern verschraubt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- erstes Bauteil, Bauteil, Mittenanbindungsplatte
- 12
- Befestigungselement, Einpressbolzen
- 14
- Mutter
- 20
- zweites Bauteil, Bodenblech
- 22
- Montageöffnung
- 30
- Montagehilfsmittel
- 32
- Endabschnitt
- 34
- Steg
- 36
- Ringabschnitt
- 38
- Mittelabschnitt
- 40
- innerer Anschlag
- 42
- Ausnehmung
- 44
- Griffabschnitt
- A
- Anordnungsraum, Abstand
- L
- Längsrichtung
- M
- Montagerichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013014996 A1 [0002]
