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Die Erfindung geht aus von einer Kabelverschraubung nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1. Weiterhin geht die Verbindung aus von einem elektrischen Verbinder aufweisend eine erfindungsgemäße Kabelverschraubung.
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Derartige Kabelverschraubungen werden benötigt, um eine zugfeste und fremdmediendichte Verbindung zwischen einem Kabel, insbesondere elektrisch leitende Kabel, und einem Verbinder, beispielsweise elektrische Steckverbinder, herzustellen. Elektrische Verbinder werden eingesetzt um Kabel miteinander und/oder mit elektrischen Verbrauchern und/ oder elektronischen Geräten zu verbinden. Dabei werden zur Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) vermehrt geschirmte Kabel eingesetzt. Geschirmte Kabel erfordern logischerweise zur Aufrechterhaltung eines elektromagnetischen Schirms die Übergabe dieses elektromagnetischen Schirms an/ durch die elektrischen Verbinder.
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Stand der Technik
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Der Stand der Technik eröffnet eine Vielzahl von Kabelverschraubungen. Ebenfalls ist eine Vielzahl von Möglichkeiten offenbart, um einen elektromagnetischen Schirm von einem Kabel auf einen elektrischen Verbinder zu übertragen.
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Die
DE 26 31 996 A1 eröffnet eine Kabelverschraubung mit Dichtung, Zugentlastung und Verdrehsicherung im montierten Zustand, die sich durch einen besonders einfachen Aufbau, einen geringen Raumbedarf und die Unverlierbarkeit der Teile auszeichnet und dabei ein sicheres Abdichten und Verspannen von Kabeln, Leitungen, Schläuchen und anderem fadenförmigem Gut mit unterschiedlichen Durchmessern bei Gehäusen und durch Trennwände ermöglicht.
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Die
EP 0 772 259 A2 beansprucht einen Verbinder für eine Verbindung mit einem abgeschirmten Kabel, wobei der Verbinder einen Klemmenabschnitt für die Anordnung der Anschlussklemmen darin und einen Kabelabschnitt für das Festklemmen an und die elektrische Verbindung mit der Abschirmung des Kabels aufweist.
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Alternativ wurden zur Kombination von Schirmanbindung und Zugentlastung häufig sogenannte Crimpflansche und Crimphülsen eingesetzt, welche in einem Gehäuse innerhalb einer Kableverschraubung eingebracht wurden. Dabei wurde der Crimpflansch unter ein Schirmelement eines Kabels und einen darüber liegenden Mantel eingebracht. Anschließend wurde die Crimphülse auf dem Mantel aufgepresst, also vercrimpt. Diese Lösung ist jedoch besonders teuer, da die Bauteile eine sehr genaue Fertigung erfordern, um mit den verschiedenen Kabelquerschnitten, welche zum Einsatz kommen können, passend in Eingriff gebracht zu werden.
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Die Kombination von Kabelverschraubung und Schirmanbindung ist im Stand der Technik grundsätzlich teuer und/oder aufwändig oder bedarf der Kombination verschiedener Lösungen.
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Aufgabenstellung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kabelverschraubung mit Schirmanbindung zu eröffnen, welche einfach und kostengünstig umzusetzen ist, dabei jedoch eine sichere Schirmanbindung, eine ausreichende Zugentlastung und eine sinnvolle Dichtung ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Steckverbinder anzubieten, welcher über eine derart vorteilhafte Kabelverschraubung verfügt.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung angegeben.
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Gelöst wird die Aufgabe durch eine Kabelverschraubung zur Verbindung eines elektrisch leitenden Kabels, aufweisend zumindest eine elektrisch leitende Ader, zumindest ein elektrisches Schirmelement und einem Mantel, mit einem elektrischen Verbinder. Dabei weist die Kabelverschraubung zumindest ein erstes Gehäuseelement auf, welches mit zumindest einem ersten Gewinde versehen ist, zumindest eine elastische Dichtung aufnimmt, welche außerhalb des Mantels angeordnet ist und mit zumindest einem zweiten Gehäuseelement, welches mit zumindest einem zweiten Gewinde, welches mit einem ersten Gewinde in Eingriff gebracht wird ausgeführt ist. Die Dichtung ist von dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement zumindest größtenteils umgeben und ist im montierten Zustand von dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement gestaucht. Die Stauchung der Dichtung sorgt dafür, dass die Dichtung gegen den Mantel presst, bzw. gepresst wird. Erfindungsgemäß ist ein Schirmübertragungselement, aufweisend einen Kabelbereich und einen Verbinderbereich, zwischen der Ader und dem Schirmelement in das Kabel eingebracht. Als Schirmelement ist ein Bauteil aus einem elektrisch leitenden Material gemeint, welches das Kabel gegen elektromagnetische Störungen und/oder übersprechen von Signalen abschirmt. Üblicherweise wird bei Kabeln eine metallhaltige Folie oder ein Drahtgeflecht eingesetzt, um diesen Effekt zu erzielen. Als Mantel wird oftmals ein flexibler Kunststoff, ein gummihaltiger Überzug oder auch Wellrohr eingesetzt und dient vorrangig dem Schutz der darin enthaltenen, ebenfalls ummantelten, zumindest einen Ader. Elektrische Verbinder werden besonders häufig als Steckverbinder ausgeführt, wobei beispielsweise elektrische Buchsenkontakte eines Steckverbinders mit elektrischen Stiftkontakten eines Gegensteckverbinders und/oder umgekehrt, verbunden werden. Als erstes Gehäuseelement der Kabelverschraubung ist insbesondere eine Schraubkappe mit im Wesentlichen zentrierter Durchgangsöffnung gemeint. Derartige erste Gehäuseelemente werden zusätzlich oft mit Wirkelementen versehen, welche eine Verschraubung mit einem zweiten Gehäuseelement vereinfachen. Als Wirkelement werden besonders Rändel oder Werkzeugeingriffe für Schraubenschlüssel oder Zangen, seltener auch für spezielle Befestigungswerkzeuge eingesetzt. Zumeist sind erste Gehäuseelemente mit einem Innengewinde ausgeführt, jedoch ist die Verwendung von Außengewinden in gewissen Anwendungsbereichen denkbar. Als elastische Dichtung können Ringdichtungen mit mehreren umläufig angeformten, flexiblen Auslegern eingesetzt werden. Bevorzugt wird eine Dichtung als gummierter, zumindest gummihaltiger oder vollends aus einer Kautschukmasse geformter Holzylinder ausgeführt. Geschickter Weise kann eine Dichtung auch als Kegelstumpf mit einer längs ausgerichteten Durchgangsöffnung ausgeführt sein. Die Dichtung wird durch Verschraubung des ersten Gewindes mit dem zweiten Gewinde gestaucht, sodass das Kabel kraftschlüssig mit der Kabelverschraubung verbunden wird. Dabei wirkt das Schirmübertragungselement besonders vorteilhaft, da es der Kraft der Dichtung entgegenwirkt, sodass der Mantel des Kabels besonders fest umschlossen wird. Da das Schirmübertragungselement unter dem Mantel und dem Schirmelement des Kabels eingebracht ist, wird durch die Anpressung des Dichtelements und der entgegenwirkenden Kraft des Schirmübertragungselements eine besonders vorteilhafte Anpressung des Schirmelements an das Schirmübertragungselement verwirklicht. Diese Anpressung sorgt für eine überraschend sichere, reversible und vorteilhaft skalierbare Schirmanbindung zwischen dem Schirmelement und dem Schirmübertragungselement.
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In einer Ausführungsform ist das Schirmübertragungselement im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet. Diese Ausführung ermöglicht eine hohe Anpresskraft des Dichtelements, da durch die hohlzylindrische Form eine stabile Form gegen diese Anpresskraft wirkt. Darüber hinaus lässt sich das hohlzylindrische Schirmübertragungselement besonders einfach herstellen.
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In einer geschickten Ausführungsform weist das Schirmübertragungselement an seinem Verbinderbereich einen zumindest teilweise umlaufenden, im Wesentlichen flanschartigen Vorsprung auf. Durch den flanschartigen Vorsprung, im Folgenden auch einfach als Flansch bezeichnet, lässt sich insbesondere eine einfache und sichere Verbindung zwischen dem Schirmübertragungselement und dem zweiten Gehäuseelement herstellen, sodass der elektromagnetische Schirm besonders sicher von dem Schirmelement an die Kabelverschraubung und/oder einen daran befindlichen elektrischen Verbinder übertragen wird.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Schirmübertragungselement an seinem Verbinderbereich zumindest einen Werkzeugansatz aufweist. Damit sind Formen wie eine Nut für Schlitzschraubendreher, Einkerbungen für Kreuzschlitzschraubendreher und/oder Innenvielkantschraubendreher und/oder Innenvielrundschraubendreher oder Formen für Außenvielkantschraubendreher, beziehungsweise Außenvielkantschlüssel gemeint. Durch derartige Werkzeugansätze kann die Einbringung des Schirmübertragungselements in das entsprechende Kabel erleichtert werden. Die Ausführung mit einem Werkzeugansatz kann darüber hinaus eine vorteilhafte Drehbewegung ermöglichen, welche die Einbringung des Schirmübertragungselements in das Kabel weiter vereinfachen kann.
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Das Schirmübertragungselement weist in einer weiterentwickelten Ausführungsform an seinem Kabelbereich zumindest eine Halteform auf. Als Halteform können wellenartige und/oder keilartige und/oder riffelartige Nuten und/oder Wulste gemeint sein, welche ein lösen des Kabels von dem Schirmübertragungselement weiter erschweren.
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Darüber hinaus erstreckt sich die Halteform in einer Ausführungsform im Wesentlichen wendelförmig entlang zumindest teilweise entlang dem äußeren Kabelbereich. Insbesondere ein einfach anzubringendes Gewinde kann die Einbringung des Schirmübertragungselements in das Kabel vereinfachen und zusätzlich die ungewollte Lösung des Kabels von dem Schirmübertragungselement weiter erschweren. Kombiniert mit einer zuvor erwähnten Ausführungsform mit einem Werkzeugansatz lässt sich eine besonders einfache Montage, sowie Demontage erwirken.
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Eine geschickte Ausführungsform sieht weiterhin vor, dass das zweite Gehäuseelement zumindest eine mit dem Verbinderbereich des Schirmübertragungselements korrespondierende Aufnahmeform aufweist. Durch eine entsprechende Aufnahmeform lässt sich beispielsweise eine größere Auflagefläche des Schirmübertragungselements an dem zweiten Gehäuseelement vergrößern, wodurch die Übertragung des elektromagnetischen Schirms vorteilhaft verbessert wird.
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Die weitere Aufgabe wird gelöst durch einen elektrischen Verbinder, welcher eine Kabelanschlussseite und einer Verbindungsseite zur Verbindung mit einem korrespondierenden Gegenverbinder aufweist und mit einer erfindungsgemäßen Kabelverschraubung ausgeführt ist. Dabei ist die Kabelverschraubung an einer Kabelanschlussseite angeordnet. Bei dem elektrischen Verbinder kann es sich besonders vorteilhaft um einen elektronischen und/oder elektrischen Steckverbinder handeln. Zur Übertragung eines elektromagnetischen Schirms von dem Verbinder zu dem entsprechenden Gegenverbinder sind im Stand der Technik eine Vielzahl möglichen von Lösungen eröffnet. Eine mögliche Lösung sieht vor, dass der elektrische Verbinder selbst aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist.
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Der elektrische Verbinder wird in einer Ausführungsform weiterentwickelt, indem das Verbindergehäuse das zweite Gehäuseelement der Kabelverschraubung aufnimmt. Sinnvollerweise weist der elektrische Verbinder Elemente zur Annahme des elektromagnetischen Schirms auf. Alternativ besteht der elektrische Verbinder wenigstens teilweise aus einem elektrisch leitenden Material, um eine gewünschte, schirmübertragende Wirkung zu erfüllen.
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In einer alternativen Ausführungsform ersetzt das Verbindergehäuse das zweite Gehäuseelement der Kabelverschraubung funktionsübernehmend. Damit ist gemeint, dass beispielsweise das Gehäuse des elektrischen Verbinders als zweites Gehäuseelement gemäß der Ansprüche 1 bis 7 ausgeführt ist. Dementsprechend weist der elektrische Verbinder an der Kabelanschlussseite ein Gewinde auf, welches dem zweiten Gewinde der Kabelverschraubung entspricht. Weiterhin nimmt der elektrische Verbinder die Dichtung der Kabelverschraubung und/oder den Verbinderbereich des Schirmübertragungselements auf.
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Ausführungsbeispiel
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
- 1a Eine Exposionsdarstellung einer Kabelverschraubung ohne ein zweites Gehäuseelement;
- 1b eine Kabelverschraubung in teilweise montierten Zustand;
- 2a eine teilweise montierte Kabelverschraubung mit einem zu fixierenden Kabel;
- 2b eine montierte Kabelverschraubung mit einem fixierten Kabel;
- 3 ein elektrischer Verbinder mit erfindungsgemäßer Kabelverschraubung und daran fixiertem Kabel.
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Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein. Richtungsangaben wie beispielsweise „links“, „rechts“, „oben“ und „unten“ sind mit Bezug auf die jeweilige Figur zu verstehen und können in den einzelnen Darstellungen gegenüber dem dargestellten Objekt variieren.
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Die 1 a und 1 b zeigen eine einfache Ausführung einer erfindungsgemäßen Kabelverschraubung 1 mit einem Schirmübertragungselement 10. Dabei sind weiterhin zu erkennen, ein Kabel 2 mit einem Mantel 20, sowie einem schematisch angedeuteten Schirmelement 21. Ein Dichtelement 3 ist in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung dargestellt. Das Dichtelement 3 weist einen flexiblen Bereich 30 auf, welcher üblicherweise aus einem flexiblen Kunststoff oder einem Gummimaterial geformt ist. Zum einfachen Einsatz ist darüber hinaus ein Halteelement 31 sichtbar, welcher beispielsweise zur radialen Fixierung des Dichtelements 3 eingesetzt wird. Um den flexiblen Bereich 30 an den Mantel 20 des Kabels 2 zu pressen, wird ein erstes Gehäuseelement 4 eingesetzt. Das dargestellte erste Gehäuseelement 4 weist im Wesentlichen zwei Bereiche auf. Dabei wird unterschieden, zwischen einem Verbinderbereich 40 und einem Kabelbereich 41. Der Verbinderbereich 40 weist im Wesentlichen, wie der Begriff impliziert, zu einem elektrischen Verbinder 5 oder dem Gehäuse eines Schaltschrankes, welche mit der erfindungsgemäßen Kabelverschraubung 1 ausgerüstet sind. Weiterhin weist das Gehäuseelement 4 an einer Außenseite 40 idealerweise eine Form zur Anwendung von Drehmoment auf, beispielsweise ein Rändel oder zumindest zwei sich gegenüberliegende Flächen für den Einsatz eines Schraubenschlüssels. Das erste Gehäuseelement 4 weist im Verbinderbereich 40 ein Gewinde 42 auf, welches mit einem korrespondierenden Gewinde an einem zweiten Gehäuseelement oder einem Gehäuse eines elektrischen Verbinders 5 in eingriff bringbar ist. Der gegenüberliegende Kabelbereich 41 weist hingegen eine Anpressform 43 auf. Diese ist als sich nach außen verjüngende Form ausgebildet und sorgt so während eines Schraubvorgangs des ersten Gehäuseelements 4 an dem zweiten Gehäuseelement und/oder dem Gehäuse eines elektrischen Verbinders 5 für eine Stauchung des flexiblen Bereichs 30 des Dichtelements 3.
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Die wirkweise des Dichtelements 3 in Kombination mit dem Schirmübertragungselement 10 wird in den 2a und 2b deutlich. Dabei zeigt die 2a ein Dichtelement 3 in einem teilmontierten Zustand, während die 2b das Dichtelement 3 in einem montierten Zustand zeigt. Im teilmontierten Zustand der 2a ist der flexible Bereich 30 der Dichtung 3 um den Mantel 20 des Kabels 2 angeordnet, berührt den Mantel 20 jedoch nicht. In einem realen Fall würde der flexible Bereich 30 der Dichtung 3 leicht umfassen, also wäre leicht über den Mantel 20 gestreift.
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In der schematischen Ansicht der 1b wird das Zusammenspiel der einzelnen Bauteile miteinander deutlich. Das erste Gehäuseelement 4 lässt sich über ein Kabel 2 führen, ebenso wie das Dichtelement 3. Dann wird das Schirmübertragungselement 10 in ein Kabel 2 eingebracht. Das Schirmübertragungselement 10 wird dabei zwischen zumindest einer im Kabel 2 angeordneten Ader 22 und einem diese Ader umgebenden Schirmelement 21 angeordnet. Das Schirmübertragungselement 10 weist dabei einen Flansch 11 auf, welcher zum einen als Anschlag dient, um das Schirmübertragungselement 10 nicht zu weit in den Mantel 20 des Kabels 2 einbringen zu können. Darüber hinaus bewirkt der Flansch 11 eine verbesserte und vereinfachte Anbindung an ein zweites Gehäuseelement und/oder an einen elektrischen Verbinder 5.
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Die 2a und 2b zeigen eine Kabelverschraubung 1 mit Schirmübertragungselement 10 und einem abisolierten Kabel 2. Das Kabel 2 weist drei schematisch dargestellte Adern 22 auf, welche von einem Schirmelement 21 umgeben sind und von einem Mantel 20 vor Umwelteinflüssen geschützt sind. Dabei wird die Wirkweise des Dichtelements 3 im Zusammenspiel mit dem ersten Gehäuseelement 4 deutlicher. 2a zeigt einen teilmontierten, aber noch nicht verschraubten Zustand der Kabelverschraubung 1. 2b zeigt einen vollständig montierten und verschraubten Zustand der Kabelverschraubung 1. Beide Figuren sind hierbei jedoch zunächst ohne ein zweites Gehäuseelement dargestellt. Besonders in der 2b wird deutlich, wie die Anpressform 43 des ersten Gehäuseelements 4 auf das Dichtelement 3 wirkt. Die innenliegende Anpressform 43 verjüngt sich stufenweise im inneren des Kabelbereiches 41. Durch einen Schraubvorgang wird die sich verjüngende Anpressform 43 an den flexiblen Bereich 30 des Dichtelements 3 gezwungen. Durch diese Bewegung wird der flexible Bereich 30 des Dichtelements 3 an den Mantel 20 des Kabels 2 gepresst, welcher seinerseits das Schirmelement 21 an das darunterliegende, als Schirmhülse ausgeführte Schirmübertragungselement 10 zwingt.
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Die 3 zeigt einen elektrischen Verbinder 5 in einer schematischen Schnittdarstellung mit einer Kabelverschraubung 1. Der elektrische Verbinder 5 ist als elektronischer Steckverbinder dargestellt. Dieser weist ein Gehäuse 50 auf, einen Isolierkörper 51 und eine Fixierung 52 für die Verbindung mit einem Gegensteckverbinder (nicht dargestellt). Das Gehäuse 50 weist kabelseitig erfindungsgemäß ein mit dem Gewinde 42 des ersten Gehäuseelements 4 korrespondierendes Gewinde auf, wodurch das erste Gehäuseelement 4 an das Gehäuse 50 geschraubt wird. Durch die Schraubbewegung wird das Dichtelement 3, insbesondere der flexible Bereich 30 in gleichmäßiger und reversibler Weise an den Mantel 20 des Kabels 2 gepresst. Der erfindungsgemäße elektrische Verbinder 5 verfügt durch die erfindungsgemäße Kabelverschraubung 1 also über ein Mittel, welches die Erfordernisse der Abdichtung gegen Fremdmedien, der Zugentlastung und der Anbindung eines elektromagnetischen Schirms erfüllt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kabelverschraubung
- 10
- Schirmübertragungselement
- 11
- Flansch
- 12
- Kabelbereich
- 13
- Verbinderbereich
- 2
- Kabel
- 20
- Mantel
- 21
- Schirmelement
- 22
- Ader
- 3
- Dichtelement
- 30
- flexibler Bereich
- 31
- Halteelement
- 4
- erstes Gehäuseelement
- 40
- Verbinderbereich
- 41
- Kabelbereich
- 42
- Gewinde
- 43
- Anpressform
- 5
- elektrischer Verbinder
- 50
- Gehäuse
- 51
- Isolierkörper
- 52
- Fixierung
- 33
- Gewinde
- 54
- Kabelanschlussseite
- 55
- Verbindungsseite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2631996 A1 [0004]
- EP 0772259 A2 [0005]
