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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung zum Transport eines insbesondere plattenförmigen Werkstücks, insbesondere in einer Bearbeitungsmaschine. Eine derartige Fördereinrichtung kann im Bereich der Möbel- oder Bauelementeindustrie zum Einsatz kommen.
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Stand der Technik
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Für den Transport von plattenförmigen Werkstücken sind verschiedene Fördereinrichtungen bekannt. Beispielsweise werden Förderketten eingesetzt, wie diese in der
EP 1 878 674 A1 beschrieben werden. Eine solche Förderkette weist ein Kettenglied auf, welches wiederum Laufrollen sowie eine Querführung umfasst. Ferner kann in Laufrichtung zwischen einem Laufrollenpaar und einer weiteren Laufrolle ein ferromagnetischer Werkstoff vorgesehen sein, um mittels einer auf das Kettenglied ausgeübten Magnetkraft eine hohe Laufruhe bei hohen Durchlaufgeschwindigkeiten zu gewährleisten.
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Aus der
DE 10 2014 218 641 A1 ist ferner eine Fördereinrichtung bekannt, die einen Träger sowie einen in den Träger umlaufenden Förderriemen sowie ein Führungsmittel umfasst. Der Förderriemen weist in Erstreckungsrichtung eine Profilierung auf, welche Profilierung mit dem Führungsmittel in Eingriff steht. Durch diese Ausgestaltung kann eine Fördereinrichtung bereitgestellt werden, die bei hoher Fördergeschwindigkeit eine exakte Ausrichtung von Werkstücken bezüglich der Bearbeitungswerkzeuge ermöglicht.
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Darstellung der Erfindung
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Die Erfindung zielt darauf ab, eine Fördereinrichtung bereitzustellen, die eine erhöhte Betriebssicherheit aufweist und mit der Betriebs- und/oder Wartungskosten weiter gesenkt werden können.
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Der Gegenstand des Anspruchs 1 stellt eine entsprechende Fördereinrichtung bereit. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.
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Die Fördereinrichtung, die zum Transport eines, insbesondere plattenförmigen, Werkstücks, eingerichtet ist, umfasst: ein umlaufendes Förderelement, das mittels Laufrollen und/oder Führungsrollen geführt wird, und eine Sensoreinrichtung zum Erfassen von Messwerten zur Überwachung des Betriebs des Förderelements.
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Mit der Überwachung des Betriebs des Förderelements kann beispielsweise der Zustand der Förderelements und/oder Komponenten zum Bewegen/Führen des Förderelements überwacht werden.
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Mit der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung wird eine Überwachung eines Zustands des Förderelements ermöglicht. Insbesondere kann mit der Sensoreinrichtung der Zustand einer Lauf- und/oder Führungsrolle, insbesondere eines Lagers einer Lauf- und/oder Führungsrolle, überwacht werden.
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Mit der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung kann die Standzeit erhöht und eine vorausschauende Wartung eingerichtet werden. Letzteres reduziert die Wartungskosten durch eine Früherkennung von Fehlern und somit frühzeitige Bestellung und Planung Produktionsstillstand für Wartung/Reparatur. Ferner ist es möglich, den Montagezustand der Fördereinrichtung bei der Maschinenabnahme quantitativ zu bewerten.
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Die Sensoreinrichtung ist gemäß einer Ausführungsform eingerichtet, Messwerte zur Bewertung eines Zustands einer Laufrolle und/oder einer Führungsrolle zu erfassen.
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Diesem Ansatz liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass Lauf- und/oder Führungsrollen, insbesondere deren Lager, hochbelastete Bauteile einer Fördereinrichtung sind. Umfasst eine solche Fördereinrichtung eine Förderkette, so kann sich beispielsweise beim Verschleiß eines Lagers einer Lauf- und/oder Führungsrolle ein Außenring lösen. Dies wiederum kann zu einem Ausfall der Förderkette im Betrieb und damit zu teuren Folgeschäden führen. Unvorhersehbare Produktionsausfälle und finanzielle Einbußen des Anwenders wären die Folge.
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Somit können beispielsweise Wartungseinsätze vorausschauend geplant werden, da ein Verschleiß frühzeitig erkannt wird. Aus einer Langzeit- oder Kurzzeitüberwachung ergeben sich Informationen, die ausgewertet und zum Beispiel Signale an die Maschinensteuerung, Maschinenbediener oder Cloud kommunizieren können.
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Es ist bevorzugt, dass die Sensoreinrichtung in einem Umlenkbereich der Fördereinrichtung angeordnet ist. Auf Grundlage dieser Anordnung können äußerst zuverlässige Messergebnisse erzielt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Sensoreinrichtung an einer Führungsbahn angebracht oder in eine Führungsbahn integriert sein, wobei sich die Führungsbahn von Umlenkbereich zu Umlenkbereich erstreckt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Sensoreinrichtung an einem Umlenkschild angebracht, wobei bevorzugt ist, dass der Umlenkschild mittels eines Stellgliedes, insbesondere eines Feder-Dämpfer-Mechanismus, abgestützt ist. Die Anordnung am oder im Bereich des Umlenkschilds ermöglicht äußerst zuverlässige Messergebnisse, insbesondere wenn die Sensoreinrichtung zur Überwachung des Betriebs des Förderelements ein Mikrofon umfasst, mit dem mittels einer Luftschall-Messung der Betrieb des Förderelements überwacht werden kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Sensoreinrichtung ein Mikrofon. Auf diese Weise kann durch eine Luftschall-Messung ein Betrieb des Förderelements überwacht werden. Dabei ist es bevorzugt, dass die Sensoreinrichtung ferner einen Temperatursensor aufweist, um eine Umgebungstemperatur im Bereich des Anbringungsortes des Temperatursensors zu ermitteln. Die durch den Temperatursensor ermittelte Temperatur kann bei der Bewertung der durch das Mikrofon erfassten Messwerte einbezogen werden. Insbesondere können Messwerte des Mikrofons mittels der Temperaturwerte gewertet werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Sensoreinrichtung einen Dehnungssensor, einen Beschleunigungssensor, einen Drehmomentsensor und/oder einen optischen Sensor. Einer der genannten Sensoren oder eine Kombination hiervon kann in Kombination mit dem zuvor genannten Mikrofon und/oder dem Temperatursensor zum Einsatz kommen.
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Mittels eines Dehnungssensors können Verformungen ermittelt werden, die sich aus einem Betrieb des Förderelements ergeben. Mit zunehmendem Verschleiß können derartige Dehnungen zunehmen.
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Ein Beschleunigungssensor kann zur Ermittlung von betriebsbedingten Beschleunigungen herangezogen werden, die sich je nach Zustand der Fördereinrichtung ändern.
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Mittels eines Drehmomentsensors kann der Aufwand zum Betrieb des Förderelements ermittelt werden. Auch dies kann zur Bewertung des Betriebs der Förderelements herangezogen werden.
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Ein optischer Sensor kann zur Ermittlung einer geometrischen Änderung des Förderelements oder dessen Anordnung (beispielsweise Schrägstellung) im Umlenkbereich, insbesondere am Umlenkschild, eingesetzt werden.
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Das Förderelement kann als Förderkette ausgebildet sein, die eine Vielzahl von Kettengliedern umfasst. Hierbei hat sich gezeigt, dass insbesondere im Umlenkbereich, bevorzugt im Bereich eines Umlenkschilds, die Spannung der Kettenglieder erhöht ist. Dies ermöglicht auf Grund der hohen Laufruhe äußerst zuverlässige Messergebnisse, wenn die Sensoreinrichtung z.B. ein Mikrofon umfasst.
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Ferner ist es bevorzugt, dass die Kettenglieder ein ferromagnetisches Material umfassen, sodass die Kettenglieder im Umlenkbereich, insbesondere im Bereich des Umlenkschildes, angezogen und damit gespannt werden. Auf Grund dieser Ausgestaltung wird im Umlenkbereich eine erhöhte Laufruhe erreicht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Fördereinrichtung einen Oberdruck, der einen um eine Antriebswalze und eine Umlenkwalze umlaufenden Riemen aufweist. Mit dem Oberdruck können Werkstücke während der Bewegung mittels des Förderelements in einem gespannten Zustand gehalten werden, sodass eine Bearbeitung der freiliegenden Bereiche, insbesondere der Schmalfläche, ermöglicht wird.
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Ferner betrifft die Erfindung eine Bearbeitungsmaschine mit einem Bearbeitungsaggregat zum Bearbeiten eines Werkstücks sowie eine Fördereinrichtung gemäß einem der vorangegangenen Aspekte. Mit einer solchen Bearbeitungsmaschine kann insbesondere eine Schmalfläche eines mit der Fördereinrichtung bewegten Werkstücks bearbeitet werden.
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Die Anordnung der Sensoreinrichtung in einem vom Bearbeitungsaggregat oder von Bearbeitungsaggregaten entfernten Bereich, beispielsweise im Umlenkbereich, mindert Störeinflüsse.
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Die Bearbeitungsmaschine kann eine Steuereinrichtung umfassen, die eingerichtet ist, basierend auf den durch die Sensoreinrichtung erfassten Messwerten einen Betrieb des Förderelements zu überwachen. Insbesondere wird hierbei ein Zustand einer Laufrolle und/oder einer Führungsrolle überwacht, bspw. mittels einer Frequenzanalyse. Ferner können die von der Sensoreinrichtung erfassten Messwerte genutzt werden, um das Förderelement im Falle der Wartung in eine derartige Position zu bewegen, dass eine Laufrolle und/oder eine Führungsrolle gewartet oder entnommen werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung eingerichtet, einen Betrieb des Förderelements derart zu überwachen, dass eine Laufrolle und/oder eine Führungsrolle zu einer bestimmten Position bewegt werden kann. Insbesondere kann das Förderelement so bewegt werden, dass eine Laufrolle und/oder einer Führungsrolle in einer Wechselposition positioniert wird. Dies erleichtert entsprechende Wartungsarbeiten.
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Ferner kann die Steuereinrichtung eine Speichereinrichtung umfassen, die eingerichtet ist, die von der Sensoreinrichtung erfassten Messwerte zu speichern, für eine weitere Verarbeitung aufzubereiten und/oder auszuwerten.
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Beispielsweise können die ermittelten Messwerte für einen Versand an eine zentrale Speichereinrichtung, wie eine Cloud, aufbereitet, insbesondere gefiltert, werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein System bereit, das eine Fördereinrichtung gemäß einem der vorangegangenen Aspekte oder eine Bearbeitungsmaschine gemäß den obigen Ausführungen umfasst. Ferner umfasst das System eine zentrale Speichereinrichtung, insbesondere eine Cloud, die eingerichtet ist, die von der Sensoreinrichtung erfassten Messwerte zu speichern und/oder auszuwerten.
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Gemäß einem Verfahren zum Betrieb einer Fördereinrichtung werden Messwerte zur Überwachung des Betriebs des Förderelements ermittelt. Für das genannte Verfahren kann eine Fördereinrichtung gemäß einem der zuvor genannten Aspekte oder eine Bearbeitungsmaschine gemäß einer der o.g. Ausführungen zum Einsatz kommen.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.
- 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Fördereinrichtung.
- 2 zeigt eine schematische Vorderansicht der in 1 dargestellten Fördereinrichtung.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Gleiche Bezugszeichen, die in verschiedenen Figuren aufgeführt sind, benennen identische, einander entsprechende, oder funktionell ähnliche Elemente.
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Eine Fördereinrichtung 100 gemäß der Ausführungsform wird insbesondere zum Transport von plattenförmigen Werkstücken W verwendet, wie diese in der holzverarbeitenden Industrie oder der Möbelfertigung verarbeitet werden. Beispielsweise kann es sich um Möbelfronten, Wand- oder Deckenpaneele, Fußbodenpaneele oder Ähnliches handeln.
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Die Fördereinrichtung 100 umfasst eine endlos um ein Trägersystem umlaufende Förderkette 110 (Förderelement), die eine Vielzahl von Kettengliedern 111 umfasst. Die Kettenglieder 111 sind gelenkig miteinander verbunden und werden durch Laufrollen 112 abgestützt. Seitlich zu den Laufrollen 112 sind Abschirmbleche 114 vorgesehen, die den Bereich der Förderkette 110 nach außen hin abschirmen.
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Ferner steht ein jeweiliges Kettenglied 111 mit zumindest einer Führungsrolle 114 in Verbindung, die in vertikaler Richtung unterhalb des Kettenglieds 111 vorgesehen ist und eine Führung der Transportkette 110 in Bewegungsrichtung ermöglicht. Somit wird die Transportkette 110 während des Betriebs der Fördereinrichtung 100 geradlinig gehalten.
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Die Baugruppe aus Kettenglied 111, Laufrollen 112 und Führungsrolle 114 wird relativ zu Leitblechen 117 abgestützt, die an einem Grundkörper 118 angebracht oder mit diesem ausgebildet sind. Hierfür sind in den Leitblechen 117 Federbandstähle 115 eingebördelt, die sich in Bewegungsrichtung der Transportkette 110 erstrecken und eine erhöhte Abriebfestigkeit aufweisen. Die Laufrollen 112 befinden sich in Kontakt mit einem jeweiligen Federbandstahl 115. Benachbart zur Führungsrolle 114 ist ebenfalls jeweils an einer Seite ein Federbandstahl 115 vorgesehen, der im Falle eines Kontakts der Führungsrolle 114 bei seitlicher Führung der Förderkette 110 eine hohe Verschleißsicherheit bietet.
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In einem Bereich zwischen dem Grundkörper 118 und der Führungsrolle 114 ist eine Magnetkraft-Erzeugungseinrichtung 116 vorgesehen, um mittels magnetischer Kräfte ein Anziehen des Kettenglieds in Richtung des Grundkörpers 118 zu gewährleisten. Auf diesem Weg wird eine hohe Laufruhe der Förderkette 110 ermöglicht.
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Der Grundkörper 118 ist Teil des Trägersystems, um das die Transportkette 110 umläuft. An einem Endabschnitt des Trägersystems, beispielsweise dem Auslaufbereich der Fördereinrichtung 100, ist eine Antriebswalze 120 vorgesehen (auch als „Kettenrad“ bezeichnet). An einer von der Antriebswalze 120 entgegengesetzten Seite des Transportsystems, beispielsweise einem Einlaufbereich der Fördereinrichtung 100, ist ein Umlenkschild 130 ausgebildet, der mittels eines Feder-Dämpfer-Mechanismus 135 als Kettenspanner dient.
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In der Ausführungsform umfasst die Fördereinrichtung 100 ferner einen Oberdruck 10, der ein um eine Antriebswalze 12 und eine Umlenkwalze 13 umlaufendes Band 11 aufweist. Beim Bewegen eines Werkstücks W mit der Fördereinrichtung 100 gelangt das Werkstück W in einen Förderspalt zwischen dem Oberdruck 10 und der umlaufenden Förderkette 110 und wird somit im eingespannten Zustand in Transportrichtung bewegt.
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Im Bereich des Umlenkschilds 130 ist am Grundkörper 118 ein Mikrofon 140 als Sensoreinrichtung oder Element hiervon vorgesehen. Das Mikrofon 140 ermittelt während des Betriebs der Fördereinrichtung 100 Messwerte aus Luftschall, die von einer (nicht gezeigten) Steuereinrichtung der Fördereinrichtung 100 oder einer Steuereinrichtung einer Bearbeitungsmaschine (nicht gezeigt), die die Fördereinrichtung 100 aufweist, ausgewertet werden können.
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Die vom Mikrofon 140 ermittelten Messwerte können zur Bewertung der Laufrollen 112 und/oder der Führungsrolle 114, insbesondere eines Lagers der Laufrollen 112 und/oder der Führungsrolle 114, eingesetzt werden. Insbesondere ist es möglich, eine schadhafte Laufrolle 112 und/oder Führungsrolle 114 mittels Frequenzanalyse zu ermitteln. Im Wartungsfall lässt sich ferner die Position der Laufrollen 112 und/oder der Führungsrolle 114 auswerten, und damit kann die Transportkette 110 so bewegt und positioniert werden, dass die schadhafte Laufrolle/Führungsrolle in einem bestimmten Montagebereich zum Stehen kommt.
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Im Betrieb der Fördereinrichtung 100 können die durch das Mikrofon 140 ermittelten Messwerte wie folgt verarbeitet werden. Die durch Mikrofon 140 erfassten Messwerte werden an die genannte Steuereinrichtung weitergeleitet, die eingerichtet ist, eine Frequenzanalyse durchzuführen. Die Mess- und Kennwerte werden in einer Speichereinrichtung, beispielsweise einer Cloud, gespeichert, sodass die abgespeicherten Daten anhand eines Verschleißmodells weiter bewertet werden können. Hierbei wird es dem Nutzer auch ermöglicht, den aktuellen Zustand der Transportkette 110 zu visualisieren und im Falle eines Erreichens eines bestimmten Verschleißgrades ein Wartungsereignis auszurufen. Dabei ist es auch möglich, eine automatische Ersatzteilbestellung und Serviceanfrage zu starten.
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Im Zuge der Wartung kann die konkret schadhafte Laufrolle/Führungsrolle erfasst und entsprechend ausgetauscht werden. In einem Probelauf kann anhand der laufenden Auswertung der vom Mikrofon 140 erfassten Daten eine Absicherung der Reparaturmaßnahme vor Ort durchgeführt werden.
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Obwohl die Ausführungsform eine Fördereinrichtung 100 mit einer umlaufenden Förderkette 110 betrifft, kann eine Fördereinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform auch einen Förderriemen oder ein Förderband umfassen.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen kann die Sensoreinrichtung auch einen Temperatursensor, einen Drehmomentsensor, einen Dehnungssensor oder einen optischen Sensor ausgebildet sein oder diesen umfassen. Insbesondere können ein oder mehrere der genannten Sensoren mit dem genannten Mikrofon in einer Sensoreinrichtung kombiniert sein, um die Aussagekraft der ermittelten Messwerte weiter zu steigern.
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Als besonders vorteilhaft hat sich die Kombination eines Mikrofons mit einem Temperatursensor herausgestellt. Beispielsweise kann aus einem erhöhten Schallpegel und einem erhöhten Temperaturgradienten ein gesteigerter Verschleiß oder auch höhere Montagetoleranzen oder eine übermäßige Schrägstellung der Förderkette 110 ermittelt werden. Auch kann eine Verschleißerkennung der Kettenführungsbahn, beispielsweise Rattermarken im Bereich des Umlenkschilds, festgestellt werden.
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Es ist für den Fachmann ersichtlich, dass einzelne, jeweils in verschiedenen Ausführungsformen beschriebene Merkmale auch in einer einzigen Ausführungsform umgesetzt werden können, sofern sie nicht strukturell inkompatibel sind. Gleichermaßen können verschiedene Merkmale, die im Rahmen einer einzelnen Ausführungsform beschrieben sind, auch in mehreren Ausführungsformen einzeln oder in jeder geeigneten Unterkombination vorgesehen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1878674 A1 [0002]
- DE 102014218641 A1 [0003]
