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Die Erfindung bezieht sich auf Etikettenspender, umfassend eine Steuerung, eine Abwickelvorrichtung mit einem Rollenkern zur Aufnahme einer Etikettenrolle mit einem Etikettenband, eine Spendereinheit, eine Aufwickelvorrichtung und einen Motor zum Antreiben einer Antriebsrolle der Spendereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zum Betrieb eines Etikettenspenders mit den Merkmalen des Anspruchs 6.
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Eine Etikettiervorrichtung umfassend eine Spendereinheit und eine Übertragungseinheit mit wenigstens einem Etikettentransportband zum Aufbringen eines Etiketts auf ein Produkt ist aus der
EP 2 679 505 B1 bekannt.
DE 20 2015 007 327 U1 offenbart einen Etikettenspender, z. B. für Querbahnetikettierer, mit einer Steuerung, einer Abwickelvorrichtung, einer Spendereinheit und einer Aufwickelvorrichtung, wobei die Abwickelvorrichtung dazu vorgesehen ist, eine Etikettenrolle aufzunehmen. In unmittelbarer Nähe der Etikettenrolle ist eine RFID-Leseeinheit vorgesehen, die angebracht ist, um die Daten der Etikettenrolle sowie die Abmessung der Etiketten, die vorhandene Anzahl von Etiketten auf der Etikettenrolle und/oder den Abstand zwei aufeinander folgenden Etiketten an die Steuerung übertragbar zu erfassen und an die Steuerung weiterzuleiten.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Etikettenspender bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Etikettenspender mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder mit dem Verfahren zum Betrieb eines Etikettenspenders mit den Merkmalen des Anspruchs 6.
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Der erfindungsgemäße Etikettenspender umfasst eine Steuerung, eine Abwickelvorrichtung mit einem Rollenkern zur Aufnahme einer Etikettenrolle mit einem Etikettenband, eine Spendereinheit sowie eine Aufwickelvorrichtung und einen Motor zum Antreiben einer Antriebsrolle der Spendereinheit, wobei ein Sensor vorgesehen und dazu eingerichtet ist, um beim Abwickeln der Etikettenrolle einen Drehweg der Antriebsrolle zu erkennen. Der Sensor kann z.B. ein Rotary Encoder sein. Solch ein elektronisches Gerät konvertiert die Winkelstellung oder Umdrehungen einer Welle in analoge oder digitale Ausgangssignale. An der Abwickelvorrichtung ist ein Drehwinkelsensor vorgesehen, um beim Abwickeln der Etikettenrolle das Ausmaß einer Drehung des Rollenkerns zu erfassen. Des Weiteren ist die Steuerung dazu konfiguriert, aus der Drehwegerkennung eine Spendelänge des Etikettenbandes zu berechnen. Während des Abwickelns der Etikettenrolle werden die Etiketten an einer Spendekante der Spendeeinheit vom Etikettenband z. B. auf eine Folientransportvorrichtung übergeben um beispielsweise auf zu etikettierende Folien aufgebracht zu werden. Die Länge des Etikettenbandes, von welchem die Etiketten bereits gespendet wurden, wird als Spendelänge bezeichnet. Dies entspricht einer etikettenfreien Bandlänge, die nach dem Abspenden der Etiketten durch die Antriebsrolle zu der Aufwickelvorrichtung zugeführt wird. Mit den von dem Sensor übermittelten Drehwegswerten der Antriebsrolle wird die Spendelänge berechnet.
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Wenn die Spendelänge einer vom Bediener definierten Messlänge basierend auf dem vom Drehwinkelsensor ermittelten Ausmaß der Drehung und der Messlänge entspricht, wird ein Etikettenrollendurchmesser berechnet. Der Etikettenrollendurchmesser ändert sich bei jeder Drehung. Um einen anfänglichen Etikettenrollendurchmesser berechnen zu können, wird die Änderung der Daten von Drehwinkel und Spendelänge mehrfach gemessen. Aus der Änderung des Verhältnisses von dem Drehwinkel zur Spendelänge werden Daten eines Etikettenrollendurchmessers abgeleitet. Nachdem ein anfänglicher Etikettenrollendurchmesser berechnet wurde, wird die Änderung des Etikettenrollendurchmessers weiter ermittelt. Die Steuerung ist weiterhin dazu konfiguriert, in Abhängigkeit vom berechneten Etikettenrollendurchmesser ein Rollenwechselsignal zu generieren. Das Rollenwechselsignal ist ein elektronisches Signal. Dieses Signal löst ggf. in der Steuerung weitere Vorgänge aus, die einen Rollenwechsel initiieren können.
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Durch den erfindungsgemäßen Etikettenspender kann die noch nicht gespendete, auf der Etikettenrolle aufgewickelt bleibende Etikettenbandlänge, welche hier als Rollenende bezeichnet ist, genauer erkannt werden und z.B. ein pünktlicher Rollenwechsel oder ein unterbrechungsfreies Ankleben einer neuen Etikettenrolle erfolgen.
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Bevorzugt ist ein minimaler Etikettenrollen-Durchmesserwert einstellbar. Dieser von dem Bediener eingestellte Etikettenrollen-Durchmesserwert ist ein Schwellwert, der von dem Bediener in der Steuerung eingegeben wird. Während des Abwickelns wird der berechnete Etikettenrollendurchmesser durchgehend oder intervallweise mit dem eingestellten Etikettenrollen-Durchmesser verglichen. Wenn der berechnete Etikettenrollendurchmesser diesen eingestellten minimalen Etikettenrollen-Durchmesserwert erreicht, wird ein Rollenwechselsignal generiert. Bei höheren Betriebsgeschwindigkeiten wird die Etikettenrolle schneller abgewickelt, so dass dadurch weniger Zeit für die Etikettenrollenwechsel bleibt. Hier erhöht bspw. das Einstellen auf einen höheren Etikettenrollen-Durchmesserwert die Zeit, die für die Etikettenrollenwechsel zugemessen ist, und sichert damit ein unterbrechungsfreies Ankleben einer neuen Etikettenrolle.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Messlänge einstellbar. Dadurch wird eine weitere Verbesserung der Genauigkeit der Erkennung des Etikettenrollenendes ermöglicht. Um einen Anfangsdurchmesser einer neuen Etikettenrolle zu erkennen, wird zu Beginn des Aufwickelns der Etikettenrolle eine häufigere Messaufnahme des Etikettenrollendurchmessers benötigt. Dies wird durch das Einstellen der Messlänge erreicht. Je kürzer die Messlänge ist, desto häufiger wird der Etikettenrollendurchmesser berechnet.
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In einer weiteren Ausführungsform ist durch die Steuerung basierend auf dem Rollenwechselsignal, z.B. auf einer Anzeigevorrichtung wie einem Display, eine Anzeige mit einer Anzahl der im Wesentlichen verbleibenden Etiketten generierbar. Da eine Abmessung der Etiketten und/oder ein Abstand zwischen den Etiketten auf verschiedenen Etikettenrollen unterschiedlich sein kann, gibt die Anzahl der im Wesentlichen verbleibenden Etiketten dem Bediener eine schnelle Überblick über den Zustand der Etikettenrolle an.
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Bevorzugt ist ein Hall-Sensor als Drehwinkelsensor vorgesehen. Da die Hall-Sensoren berührungslos und entsprechend verschleißfrei arbeiten, ist ihre Lebensdauer praktisch nicht eingeschränkt. Außerdem erfassen die Hall-Sensoren schnell wechselnde Positionsänderungen, wodurch Messergebnisse äußerst verlässlich sind.
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Erfindungsgemäß ist ferner ist ein Verfahren zum Betrieb eines Etikettenspenders vorgesehen, wobei der Etikettenspender eine Steuerung, eine Abwickelvorrichtung mit einem Rollenkern zur Aufnahme einer Etikettenrolle mit einem Etikettenband, eine Spendereinheit, eine Aufwickelvorrichtung und einen Motor zum Antreiben einer Antriebsrolle der Spendereinheit umfasst, wobei beim Abwickeln mit einem Sensor ein Drehweg der Antriebsrolle erkannt und eine Spendelänge berechnet wird, wobei beim Abwickeln der Etikettenrolle mit einem Drehwinkelsensor das Ausmaß einer Drehung der Etikettenrolle erfasst wird und, wenn die Spendelänge einer Messlänge entspricht oder diese überschreitet, abhängig von dem vom Drehwinkelsensor ermittelten Ausmaß der Drehung und der Messlänge ein Etikettenrollendurchmesser berechnet und in Abhängigkeit vom berechneten Etikettenrollendurchmesser ein Rollenwechselsignal generiert wird. Wie oben erläutert, ermöglicht dies eine genauere Erkennung eines Rollenendes während des Abwickelns einer Etikettenrolle und damit z.B. einen pünktlicheren Rollenwechsel oder ein unterbrechungsfreies Ankleben einer neuen Etikettenrolle.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird ein minimaler Etikettenrollen-Durchmesserwert eingestellt und, wenn der aktuell berechnete Etikettenrollendurchmesser zumindest im Wesentlichen dem eingestellten minimalen Etikettenrollen-Durchmesserwert entspricht, ein Rollenwechselsignal generiert. Wie oben bereits erläutert, sichert diese Einstellung besonders bei hohen Betriebsgeschwindigkeiten ein unterbrechungsfreies Ankleben einer neuen Etikettenrolle.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Messlänge eingestellt. Dadurch wird eine weitere Verbesserung der Genauigkeit der Erkennung des Etikettenrollenendes ermöglicht. Um einen Anfangsdurchmesser einer neuen Etikettenrolle zu erkennen, wird zu Beginn des Aufwickelns der Etikettenrolle eine häufigere Messaufnahme des Etikettenrollendurchmessers benötigt. Dies wird durch das Einstellen der Messlänge erreicht. Je kürzer die Messlänge ist, desto häufiger wird der Etikettenrollendurchmesser berechnet.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird vor dem Start (d.h. vor der Inbetriebnahme des Etikettenspenders) eine Aktivierungslänge eingestellt, wobei die Aktivierungslänge einem Anfangsstück des Etikettenbands entspricht, wobei basierend auf der Aktivierungslänge der Start für die Erfassung des Ausmaßes der Drehung der Etikettenrolle definiert wird. Damit wird beispielsweise eine anfängliche Etikettenbandlänge ohne Etiketten in der Rollenendeerkennung außer Betracht gelassen und damit die Präzision des Verfahrens weiter verbessert.
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Zweckmäßig wird basierend auf dem Rollenwechselsignal die Etikettenrolle automatisch gewechselt oder das Rollenwechselsignal in eine Anzeige z.B. auf einer Anzeigevorrichtung umgesetzt und nachfolgend die Etikettenrolle manuell gewechselt.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform wird eine Abmessung der Etiketten und ggf. ein Abstand zwischen den Etiketten, welcher sich zwischen verschieden Etikettenrollen unterscheiden kann, beim Berechnen der Anzahl der im Wesentlichen verbleibenden Etiketten berücksichtigt. Damit wird die Anzahl der verbleibenden Etiketten genauer berechnet.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Winkelgradzustand der neuen Etikettenrolle automatisch durch den von dem Drehwinkelsensor zuletzt gemessenen Drehwinkelwert erkannt. Dieser Wert bezieht sich auf den Winkelgradzustand einer vorherigen Etikettenrolle. Der Winkelgrad einer Etikettenrolle ist am Ende des Abwickelns viel höher als am Anfang des Abwickelns. Ein hoher Winkelgrad ist ein Indikator dafür, dass die ursprüngliche Etikettenrolle vollständig abgewickelt und durch eine neue Etikettenrolle ersetzt wurde. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass bei der Berechnung der Etikettenrollendurchmesser einer neuen Etikettenrolle nur die Drehwinkeldaten von der aktuellen Etikettenrolle in Betracht gezogen werden und somit die Präzision der Rollenerkennung weiter verbessert wird.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform wird eine Dicke des Etikettenbandes beim Berechnen des Etikettenrollendurchmessers berücksichtigt, um die Präzision des Verfahrens weiter zu verbessern, da die Größe des Durchmessers der Etikettenrolle ggf. von der Dicke des Etikettenbandes abhängt.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher beschrieben.
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Dabei zeigt
- 1 eine perspektivische Vorderansicht einer Querbahnetikettierereinheit mit einem Etikettenspender;
- 2 eine perspektivische Vorderansicht des Etikettenspenders von 1 mit einer Etikettenrolle in einem aufgewickelten Zustand am Anfang der Abwicklung;
- 3 eine Hinteransicht des Etikettenspenders von 2; und
- 4 eine perspektivische Vorderansicht des Etikettenspenders von 2 mit einer Etikettenrolle in einem abgewickelten Zustand am Ende der Abwicklung.
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1 zeigt eine perspektivische Vordersicht einer Querbahnetikettierereinheit Q mit einem Etikettenspender 1, bei dem auf einem Etikettenband 6 befindliche Etiketten 16 einzeln über eine Spendereinheit 7 auf einer Folientransportvorrichtung F transportiert und mit einem Stempel S auf mittels der Rollen R der Folientransportvorrichtung F transportierten Folien (nicht dargestellt) angebracht werden. Der Etikettenspender 1 ist mit einer schematisch dargestellten Steuerung 2 verbunden, wobei die Steuerung 2 selbst ein Teil des Etikettenspenders 1 oder eine übergeordnete Steuerung 2 einer Produktionsmaschine oder -anlage sein kann.
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2 zeigt eine perspektivische Vorderansicht des Etikettenspenders 1 mit einer Etikettenrolle 5 in einem aufgewickelten Zustand am Anfang der Abwicklung. Der Etikettenspender 1 ist mit einer Abwickelvorrichtung 3 zum Abwickeln eines Etikettenbands 6 mit Etiketten 16 und einer Spendereinheit 7 zum Spenden einzelner Etiketten 16 vom Etikettenband 6 vorgesehen. Die Dicke des Etikettenbands 6 ist hier mit D bezeichnet. Zum Aufwickeln des Etikettenbands 6 ist eine Aufwickelvorrichtung 8 vorgesehen. Die Aufwickelvorrichtung 8 umfasst eine Aufwickelhaspel 18, auf die das Etikettenband 6 aufgewickelt wird. Die Aufwickelhaspel 18 ist mittels eines (nicht gezeigten) Motors, vorzugsweise eines Schrittmotors oder Servomotors, angetrieben.
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Der Verlauf des Etikettenbands 6 am Etikettenspender 1 ist dabei im Betrieb wie folgt. Das Etikettenband 6 mit Etiketten 16, das sich auf der Etikettenrolle 5 befindet, wird von der Abwickelvorrichtung 3 abgezogen und dabei von zwei stationär angeordneten Umlenkrollen 19a, 19b und einem vorgespannten Tänzerarm 20 mit einer Umlenkrolle 21 der Abwickelvorrichtung 3 umgelenkt, um dabei eine ggf. weitgehend konstante Bahnspannung aufzuweisen.
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Erfindungsgemäß sind der Etikettenspender 1 mit einer Rollenende-Erkennung während des Abwickelns der Etikettenrolle 5 und ein Verfahren zum Betrieb des Etikettenspenders 1 vorgesehen. Dafür sieht die Spendereinheit 7 einen Sensor 11 vor, um beim Abwickeln einen Drehweg der Antriebsrolle 10 zu erkennen. Zwischen den Etiketten 16 ist ein Abstand A zu sehen. Dieser Abstand A kann in unterschiedlichen Etikettenrollen 5 variieren. Die Steuerung 2 ist dazu konfiguriert, um aus der Drehwegerkennung der Antriebsrolle 10 eine Spendelänge 13 des Etikettenbandes 6 zu berechnen. Die Spendelänge 13 bezeichnet eine etikettenfreie Länge des Etikettenbands 6, die nach dem Abspenden der Etiketten 16 von der Spendereinheit 7 durch einen oder mehrere von einem Motor 9 angetriebene Antriebsrollen 10 zur Aufwickelvorrichtung 8 läuft. Die Spendelänge 13 kann bei Kenntnis der Umfangslänge der Antriebsrolle 10 anhand der vom Sensor 11 übermittelten Drehwegswerte der Antriebsrolle 10 berechnet werden.
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3 zeigt eine perspektivische Hinteransicht des Etikettenspenders 1, wo ein Drehwinkelsensor 12, beispielsweise ein Hall-Sensor, und der vorgespannte Tänzerarm 20 näher zu sehen sind. Der Etikettenspenders 1 ist mit einem Drehwinkelsensor 12 ausgestattet, um beim Abwickeln der Etikettenrolle 5 das Ausmaß einer Drehung des Rollenkerns 4 zu erfassen. In der Steuerung 2 ist eine ggf. einstellbare Messlänge 14 eingegeben (siehe 2), die die Länge definiert, bei welcher die Messdaten für die Berechnung eines Etikettenrollendurchmessers 15 aufgenommen werden. Wenn die Spendelänge 12 der eingestellten Messlänge 14 entspricht oder diese überschreitet, kann basierend auf dem vom Drehwinkelsensor 12 ermittelten Ausmaß der Drehung und der Messlänge 14 ein Etikettenrollendurchmesser 15 wie folgt berechnet werden. Der Etikettenrollendurchmesser 15 ändert sich bei jeder Drehung. Um einen anfänglichen Etikettenrollendurchmesser 15 berechnen zu können, wird die Änderung der Daten von Drehwinkel und Spendelänge 13 mehrfach gemessen. Aus der Änderung des Verhältnisses von dem Drehwinkel in die Spendelänge 13 werden empirisch Daten eines Etikettenrollendurchmessers 15 abgeleitet. Nachdem ein anfänglicher Etikettenrollendurchmesser 15 berechnet wurde, wird die Änderung des Etikettenrollendurchmessers 15 weiter erfasst. Ein Parameter wie die Dicke D des Etikettenbandes 6 kann beim Berechnen des Etikettenrollendurchmessers 15 berücksichtigt werden.
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Vor dem Start wird eine Aktivierungslänge 17 eingestellt, wobei die Aktivierungslänge 17 einem Anfangsstück des Etikettenbands 6 entspricht, wobei basierend auf der Aktivierungslänge 17 der Start für die Erfassung des Ausmaßes der Drehung der Etikettenrolle 5 definiert wird.
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Während des Abwickelns der Etikettenrolle 5 werden die Etiketten 16 an einer Spendekante 22 der Spendeeinheit 7 vom Etikettenband 6 z. B. auf eine Folientransportvorrichtung übergeben, um mittels dieser auf zu etikettierende, nicht näher dargestellte, Folien aufgebracht zu werden. Das restliche Etikettenband 6 wird ohne Etiketten 16 in einer Transportrichtung T der Aufwickelvorrichtung 4 zugeführt (siehe 2).
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4 zeigt eine perspektivische Vorderansicht des Etikettenspenders 1 von 2 mit einer Etikettenrolle 5 in einem abgewickelten Zustand am Ende der Abwicklung, und deswegen mit einem kleineren Durchmesser 15 als in 2. In der Steuerung kann ein minimaler Etikettenrollen-Durchmesserwert eingestellt werden und, wenn der aktuell berechnete Etikettenrollendurchmesser 15 zumindest im Wesentlichen dem eingestellten minimalen Etikettenrollen-Durchmesserwert entspricht, ein Rollenwechselsignal generiert werden. Das Rollenwechselsignal ist ein elektronisches Signal, welches ein automatisches Wechseln der Etikettenrolle 5 auslöst, oder das Rollenwechselsignal wird in eine Anzeige umgesetzt und nachfolgend die Etikettenrolle 5 manuell gewechselt.
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Der Etikettenrollendurchmesser 15 kann hier als die Summe der Dicke des Rollenkerns 4 und des aufgewickelten Etikettenbands 6 oder alternativ nur als Dicke des aufgewickelten Etikettenbands 6 betrachtet werden.
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Es ist auch möglich, durch die Steuerung 2 die Anzahl der im Wesentlichen verbleibenden Etiketten 5 zu berechnen und die Anzeige mit dieser Anzahl zu generieren. Zwischen den Etiketten 16 ist ein Abstand A zu sehen. Dieser Abstand A kann in unterschiedlichen Etikettenrollen 5 variieren. Die Abmessung der Etiketten 16 und der Abstand A zwischen den Etiketten 16 können sich in verschiedenen Etikettenrollen 5 unterscheiden. Diese Abmessung der Etiketten 16 und der Abstand A zwischen den Etiketten 16 kann beim Berechnen der im Wesentlichen verbleibenden Etiketten 5 berücksichtigt werden.
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Wenn eine neue Etikettenrolle 5 an dem Rollenkern 4 angeklebt ist, wird der Winkelgradzustand der neuen Etikettenrolle 5 durch den von dem Drehwinkelsensor 12 zuletzt gemessenen Drehwinkelwert automatisch erkannt und ggf. auf Null gesetzt, um die Drehung der neuen Etikettenrolle 5 korrekt auszumessen. Dieser Drehwinkelwert bezieht sich auf den Winkelgradzustand einer vorherigen Etikettenrolle. Der Winkelgrad einer Etikettenrolle 5 ist am Ende des Abwickelns höher am Anfang des Abwickelns.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2679505 B1 [0002]
- DE 202015007327 U1 [0002]
