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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formen eines Blechbauteils in einer Pressvorrichtung gemäß dem geltenden Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt, ein computerlesbares Speichermedium sowie eine Pressvorrichtung.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits Presswerke bekannt, welche zum Erzeugen von Bauteilen, beispielsweise für Kraftfahrzeuge, ausgebildet sind. Hierbei wird aus so genannten Blechplatinen, welche beispielsweise von Blechrollen stammen, das entsprechende Bauteil gepresst. Die Blechplatinen sind dabei ebene metallische Strukturen, welche innerhalb der Pressvorrichtung beispielsweise gestanzt werden können, und so in Form gebracht werden können. Hierbei sind Presswerke bekannt, welche die entsprechenden ausgerollten Blechplatinen erhalten beziehungsweise bereits vorgefertigte Blechplatinen erhalten.
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Insbesondere bei den bereits vorgefertigten und beispielsweise angelieferten Blechplatinen besteht keine detaillierte plangenaue Kenntnis über entsprechende Materialeigenschaften und Prozessparameter im Herstellungsprozess dieser Blechplatinen. Hierbei liegen lediglich globale Materialprüfzeugnisse der Metallrolle, welche auch als Coil bezeichnet wird, vor. Die bereitgestellten beziehungsweise gefertigten Blechplatinen werden dann beispielsweise für eine weitere Verwendung für Zeiträume von bis zu sechs Monaten abgelegt, weshalb sich eventuell erfasste Eigenschaften des Materials dort verändern können.
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Die
DE 10 2019 110 619 A1 betrifft ein Verfahren zum Verfolgen zumindest eines Betriebssystem in einer mehrere Prozessanlagen umfassenden Fertigungslinie, bei welchem mittels jeweiliger Prozessanlagen der Fertigungslinie das Bauteil bearbeitet und/oder geprüft wird und ein jeweiliges das Bearbeiten und/oder die Prüfung charakterisierendes Bearbeitungssignal für eine übergeordnete elektronische Recheneinrichtung bereitgestellt wird, mittels der Recheneinrichtung anhand der empfangenen Bearbeitungssignale das Bauteil durch die Fertigungslinie entlang der mehreren Prozessanlagen verfolgt wird, wobei mittels der Recheneinrichtung ein eine Bauteileigenschaft charakterisierendes Anfragesignal einer der Prozessanlagen der Fertigungslinie empfangen wird, mittels der Recheneinrichtung das in der Prozessanlage bearbeitete und/oder geprüfte Bauteil ermittelt wird und zumindest ein die Bauteileigenschaft des ermittelten Bauteils charakterisierendes Bauteilinformationssignal für die Prozessanlage bereitgestellt wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt, ein computerlesbares Speichermedium sowie eine Pressvorrichtung zu schaffen, mittels welchen verbessert ein Blechbauteil gefertigt beziehungsweise geformt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt, ein computerlesbares Speichermedium sowie eine Pressvorrichtung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formen eines Blechbauteils in einer Pressvorrichtung. Es erfolgt das Bereitstellen einer Blechplatine als Grundwerkstoff für das Blechbauteil. Es wird zumindest einer die Blechplatine aktuell charakterisierender Parameter mittels einer Erfassungseinrichtung der Pressvorrichtung zeitlich vor einem Formprozess des Blechbauteils erfasst. Es erfolgt das Übertragen des erfassten charakterisierenden Parameters an eine elektronische Recheneinrichtung der Pressvorrichtung und ein Formen des Blechbauteils aus der Blechplatine unter Berücksichtigung des charakterisierenden Parameters.
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Insbesondere ist es somit ermöglicht, dass bereits vorgefertigte Blechplatinen genutzt werden können, um das Blechbauteil zuverlässig erzeugen zu können. Insbesondere wird vor dem Formprozess der charakterisierende Parameter erfasst, wodurch auf aktuelle Eigenschaften des Blechbauteils eingegangen werden kann.
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Insbesondere handelt es sich bei der Pressvorrichtung um eine einzige Prozessanlage einer Fertigungslinie. Mit anderen Worten kann eine Fertigungslinie eine Vielzahl von weiteren Prozessanlagen aufweisen, welche beispielsweise aus einer Blechrolle, der sogenannten Coil, die entsprechenden Blechplatinen zuschneiden kann. Mit anderen Worten werden innerhalb einer einzigen Prozessanlage, nämlich innerhalb der Pressvorrichtung, die vorgefertigten Blechplatinen entsprechend erfasst und es kann dann innerhalb der Pressvorrichtung in Abhängigkeit des innerhalb der Pressvorrichtung erfassten charakterisierenden Parameters eine Adaptierung des Formprozesses durchgeführt werden. Insbesondere sind somit Prozessanlagen zum Erzeugen der Blechplatine und zum Lagern der Blechplatine nicht Teil der vorliegenden Pressvorrichtung.
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Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass die Materialeigenschaften der bereitgestellten Blechplatinen inline innerhalb der Pressvorrichtung einzelteilgenau erfasst werden und entsprechend abgespeichert werden können. Hierdurch stehen zumindest die Materialkennwerte für jede einzelne Blechplatine vor dem Umformprozess zur Verfügung und es kann beispielsweise der Verformungsprozess gezielt angepasst beziehungsweise geregelt werden. Insbesondere hat dies den Vorteil, dass die Erfassung direkt innerhalb der Pressvorrichtung durchgeführt werden kann, so dass der aktuelle Zustand zum Zeitpunkt der Verformung erfasst wird und somit zeitliche Veränderungen über Messwerte, beispielsweise durch Verdampfen von aufgebrachtem Öl, Ölverdrängung durch Bombierung und Stapelung der Platinen, oder weitere Veränderungen, ausgeschlossen werden können.
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Alternativ zu der inline-Erfassung, kann das Verfahren auch für eine separate Erfassungseinrichtung zur Pressvorrichtung durchgeführt werden. Beispielsweise kann nach der Erzeugung der Blechplatine eine separate Erfassungseinrichtung genutzt werden und erst im Anschluss daran die erfassten Blechplatinen an die zur Erfassungseinrichtung separate Pressvorrichtung übergeben werden. Insbesondere ist somit die Erfassungseinrichtung separat zur Pressvorrichtung und zu der Erzeugungsvorrichtung zum Erzeugen der Blechplatinen ausgebildet.
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Ferner kann auch beispielweise eine Qualitätsprüfung des erzeugten Bauteils, bevorzugt innerhalb der Pressvorrichtung, bevorzugt am Ende des Verformungsprozesses, durchgeführt werden. Hierbei können beispielsweise eine Riss- und/oder eine Geometrieüberprüfung realisiert werden. Auf Basis dieser Qualitätsprüfung kann ebenfalls ein Prozessparameter entsprechend angepasst werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform wird in Abhängigkeit von dem charakterisierenden Parameter der Blechplatine ein Prozessparameter des Formprozesses adaptiert. Beispielsweise können Standardwerte für den Formprozess entsprechend des charakterisierenden Parameters adaptiert werden, so dass individuell auf die Blechplatine der entsprechende Formprozess realisiert werden kann. Somit kann ein verbessertes Blechbauteil bereitgestellt werden, wodurch nachgelagerte Prozessschritte vereinfacht werden können.
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Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn eine Nachbeölung als der Prozessparameter in Abhängigkeit von dem charakterisierenden Parameter der Blechplatine adaptiert wird. Insbesondere ist bereits die Blechplatine, beispielsweise bereits auf der Blechrolle, vorgeölt. Dies dient beispielsweise dazu, dass Prozessschritte während des Abrollens der Blechrolle und des Verformens der Blechrolle und vereinfacht werden können beziehungsweise eine Korrosion der Blechplatine zu verhindern. Beispielsweise auf Basis von Lagerung der bereits hergestellten Blechplatinen kann es jedoch zu Veränderungen der Ölschicht kommen, so dass eine entsprechende Nachbeölung vor dem eigentlichen Formprozess durchgeführt werden muss. Insbesondere kann dies auf Basis einer Nachbeölungsanlage innerhalb der Pressvorrichtung einzelteilgenau durchgeführt werden, wodurch das Sprühbild auf der jeweiligen Blechplatine verändert werden kann, so dass, basierend auf der Messung des Beölungsgrades der Platine direkt im Vorfeld immer ein Zielbeölungszustand erreicht werden kann.
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Weiterhin vorteilhaft ist, eine Dicke der Blechplatine und/oder einer Beölung der Blechplatine und/oder eine Materialeigenschaft der Blechplatine als der charakterisierende Parameter mittels der Erfassungseinrichtung vor dem Formprozess erfasst wird. Beispielsweise kann ein Abstandssensor, eine Kamera, ein Magnetsensor oder ein Lasersensor als Erfassungseinrichtung genutzt werden, um die Dicke der Blechplatine und/oder eine Beölung der Blechplatine und/oder eine Materialeigenschaft der Blechplatine als der charakterisierende Parameter zu erfassen. Es können somit auch unveränderliche Parameter mit erfasst werden. Materialeigenschaften können beispielsweise mechanische Eigenschaften, wie Zugfestigkeit und Streckgrenze, und/oder Oberflächenrauigkeiten, wie Rauheitswert und Spitzenzahl und/oder eine Zinkschichtdicke betreffen. So können unterschiedliche charakterisierende Parameter der Blechplatine erfasst werden, so dass im Anschluss daran beim Formprozess eine entsprechende Adaption innerhalb des Formprozesses durchgeführt werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird mittels einer Kennzeichnungseinrichtung der Pressvorrichtung die Blechplatine oder das Blechbauteil gekennzeichnet. Beispielsweise kann mittels einer Seriennummer eine Kennzeichnung der Blechplatine durchgeführt werden. Diese kann dann entsprechend abgespeichert werden und beispielsweise mit dem charakterisierenden Parameter zusammengefasst werden, so dass eine Serialisierung der Blechplatine realisiert werden kann. Somit kann einzelteilgenau der charakterisierende Parameter auf Basis der Seriennummer nachverfolgt werden. Ferner kann auch in nachgelagerten Prozessschritten auf die entsprechenden Eigenschaften der Blechplatine beziehungsweise des bereits erzeugten Blechbauteils eingegangen werden, so dass nachgelagerte Prozessschritte ebenfalls adaptiert werden können. Die Seriennummer ist rein beispielhaft zu betrachten, es sin auch weitere Kennzeichnungen, beispielsweise Strichcodes, möglich.
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Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn mittels einer als Lasereinrichtung ausgebildeten Kennzeichnungseinrichtung und/oder mittels einer als Stanzeinrichtung ausgebildeten Kennzeichnungseinrichtung die Blechplatine oder das Blechbauteil gekennzeichnet wird. Insbesondere vorteilhaft ist es, die Kennzeichnung für das menschliche Auge nicht sichtbar innerhalb des Bauteils oder des Blechbauteils eingebracht, so dass beispielsweise in nachgelagerten Prozessschritten und/oder am lackierten Fertigtel die Kennzeichnung für das menschliche Auge nicht sichtbar ist. Es ist für den Fachmann selbstverständlich, dass auch weitere Kennzeichnungsverfahren zum Kennzeichnen der Blechplatine oder des Blechbauteils angewendet werden können, wie zum Beispiel die Einprägung eines Codes an einer der Pressen innerhalb der Fertigungslinie der Pressvorrichtung. Durch die Serialisierung ist auch im Falle von bereitgestellten, insbesondere so genannten Kaufplatinen, eine einzelteilgenaue Nachverfolgbarkeit gegeben.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform werden der charakterisierende Parameter und eine Seriennummer der Blechplatine oder des Blechbauteils gemeinsam mittels der elektronischen Recheneinrichtung abgespeichert. Somit ist es ermöglicht, dass der charakterisierende Parameter und die Seriennummer entsprechend abgespeichert werden können, so dass auch in nachgelagerten Prozessschritten eine Verfolgbarkeit des charakterisierenden Parameters und der Blechplatine realisiert werden kann. Dies vereinfacht insbesondere nachfolgende Prozessschritte und kann zur Erhöhung der Qualität beitragen.
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Ferner ist vorteilhaft, wenn die elektronische Recheneinrichtung einen Prozessparameter des Formprozesses an die charakterisierenden Parameter der Blechplatine adaptiert und/oder ein Prozessparameter des Formprozesses zumindest teilweise von einer übergeordneten Recheneinrichtung erhalten wird und weiterverarbeitet wird.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Pressvorrichtung zum Formen eines Blechbauteils, mit zumindest einer Erfassungseinrichtung und einer elektronischen Recheneinrichtung, wobei die Pressvorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens nach dem vorhergehenden Aspekt ausgebildet ist.
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Insbesondere wird das Verfahren mittels der Pressvorrichtung durchgeführt.
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Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Pressvorrichtung anzusehen. Hierzu weist die Pressvorrichtung gegenständliche Merkmale auf, welche eine Durchführung des Verfahrens oder eine vorteilhafte Ausgestaltungsform davon ermöglichen.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein schematisches Ablaufdiagramm gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens; und
- 2 eine schematische Seitenansicht gemäß einer Ausführungsform einer Pressvorrichtung.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens. Insbesondere zeigt die 1 ein Verfahren zum Formen eines Blechbauteils 10 (2) in einer Pressvorrichtung 12 (2). Es erfolgt in einem ersten Schritt S1 das Bereitstellen einer Blechplatine 14 (2) als Grundwerkstoff für das Blechbauteil 10. In einem zweiten Schritt S2 erfolgt das Erfassen zumindest eines die Blechplatine 14 aktuell charakterisierenden Parameters 16 (2) mittels einer Erfassungseinrichtung 18 ( 2) der Pressvorrichtung 12 zeitlich vor einem Formprozess 20 (2) des Blechbauteils 10. In einem dritten Schritt S3 erfolgt dann das Übertragen des erfassten charakterisierenden Parameters 16 an eine elektronische Recheneinrichtung 22 (2) der Pressvorrichtung 12 und/oder einer separaten Recheneinrichtung, beispielsweise Algorithmen für maschinelles Lernen auf einem lokalen „Edge-Rechner“ und/oder im dezentralen Rechenzentrum beziehungsweise in der Cloud.
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In einem zusätzlichen alternativen vierten Schritt S4 kann mittels einer Kennzeichnungseinrichtung 24 (2) der Pressvorrichtung 12 die Blechplatine 14 oder das Blechbauteil 10 gekennzeichnet werden. Vorliegend wird die Blechplatine 14 gekennzeichnet. Dies kann beispielsweise mittels einer als Lasereinrichtung ausgebildeten Kennzeichnungseinrichtung 24 und/oder mittels einer als Stanzeinrichtung ausgebildeten Kennzeichnungseinrichtung 24 durchgeführt werden. Insbesondere kann beispielsweise die Kennzeichnung auf Basis einer Seriennummer durchgeführt werden. Es kann dann vorgesehen sein, dass der charakterisierende Parameter 16 und die Seriennummer der Blechplatine 14 oder des Blechbauteils 10 gemeinsam mittels der elektronischen Recheneinrichtung 22 abgespeichert werden. Die Kennzeichnung kann somit vor dem Formprozess 20 und/oder während des Formprozesses 20 und/oder nach dem Formprozess 20 durchgeführt werden.
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In einem fünften Schritt S5 erfolgt dann wiederum das Formen des Blechbauteils 10 aus der Blechplatine 14 unter Berücksichtigung des charakterisierenden Parameters 16.
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2 zeigt eine schematische Seitenansicht gemäß einer Ausführungsform einer Pressvorrichtung 12. Vorliegend findet insbesondere der Formprozess 20 beispielsweise in entsprechender Formeinrichtung beziehungsweise Pressen 26 statt. Insbesondere wird die Blechplatine 14 beziehungsweise mindestens ein die Blechplatine charakterisierender Parameter mittels der Erfassungseinrichtung 18 von links der 2 gesehen, zuerst erfasst. Es erfolgt dann die Übertragung des charakterisierenden Parameters 16 an die elektronische Recheneinrichtung 22. Im Anschluss daran wird gemäß dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel mittels der Kennzeichnungseinrichtung 24 die Blechplatine 14 gekennzeichnet. Es kann dann vorgesehen sein, dass insbesondere in Abhängigkeit von dem erfassten charakterisierenden Parameter 16 der Blechplatine 14 ein Prozessparameter der Pressenlinie adaptiert wird. Beispielsweise kann der Prozessparameter der Formpresse oder über eine Nachbeölungsanlage 28 der Pressvorrichtung 12 eine Nachbeölung 30 als der Prozessparameter in Abhängigkeit von dem charakterisierenden Parameter 16 adaptiert werden.
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Insbesondere kann beispielsweise mittels der Erfassungseinrichtung 18 eine Dicke der Blechplatine 14 und/oder Beölung der Blechplatine 14 und/oder einer Materialeigenschaft der Blechplatine 14 als der charakterisierende Parameter 16 mittels der Erfassungseinrichtung 18 vor dem Formprozess 20 erfasst werden. Materialeigenschaften können beispielsweise mechanische Eigenschaften, wie Zugfestigkeit und Streckgrenze, und/oder Oberflächenrauigkeiten, wie Rauheitswert und Spitzenzahl und/oder eine Zinkschichtdicke betreffen.
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Insbesondere ist es somit vorgesehen, dass die Materialeigenschaften der Blechplatine 14 inline an der Pressvorrichtung 12 einzelteilgenau erfasst werden und beispielsweise dann jede Blechplatine 14 mit einer Serialnummer beziehungsweise Seriennummer versehen wird. Hierdurch stehen zumindest die Materialkennwerte für jede einzelne Blechplatine 14 vor dem Formprozess 20 zur Verfügung und es kann der Formprozess 20 gezielt angepasst beziehungsweise geregelt werden. Beispielsweise kann die Nachbeölungsanlage 28 einzelteilgenau das Sprühbild verändern, so dass, basierend auf der Messung des Beölungsgrades der Blechplatine 14 direkt im Vorfeld, immer der Zielbeölungszustand erreicht wird. Eine Serialisierung der Blechplatinen 14 beziehungsweise der Einzelteile kann ebenfalls beispielsweise mittels Laserbeschriftung erfolgen oder aber mittels anderer Verfahren, zum Beispiel Einprägen eines Codes an einer der Pressen 26. Durch die Serialisierung ist auch im Falle von bereitgestellten Blechplatinen 14, so genannten Kaufplatinen, eine einzelteilgenaue Nachverfolgung gegeben.
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Der Vorteil der Erfassung direkt innerhalb der Pressvorrichtung 12 liegt darin, dass der aktuelle Zustand zum Zeitpunkt der Abpressung erfasst wird und somit zeitliche Veränderungen der Messwerte, zum Beispiel durch Verdampfung des Öls, Ölverdrängung durch Bombierung und Stapelung der Blechplatinen 14 oder dergleichen ausgeschlossen werden können und das Verfahren auch unter anderem für sogenannte Kaufplatinen zum Einsatz kommen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Blechbauteil
- 12
- Pressvorrichtung
- 14
- Blechplatine
- 16
- charakterisierender Parameter
- 18
- Erfassungseinrichtung
- 20
- Formprozess
- 22
- elektronische Recheneinrichtung
- 24
- Kennzeichnungseinrichtung
- 26
- Pressen
- 28
- Nachbeölungsanlage
- 30
- Nachbeölung
- S1
- erster Schritt
- S2
- zweiter Schritt
- S3
- dritter Schritt
- S4
- vierter Schritt
- S5
- fünfter Schritt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019110619 A1 [0004]
