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Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem Statorgehäuse.
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Es ist allgemein bekannt, dass ein Elektromotor einen Stator aufweist und einen dazu drehbar gelagerten Rotor.
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Aus der
DE 10 2009 012 324 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik eine elektrische Maschine mit Wärmeumlaufkühlung bekannt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Kühlung eines Elektromotors weiterzubilden.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Elektromotor mit einem Statorgehäuse, welches zwischen einem ersten Lagerflansch und einem zweiten Lagerflansch angeordnet ist,
wobei der Elektromotor eine Lüfterhaube aufweist,
wobei an der Lüfterhaube ein radial an der Lüfterhaube hervorragender Kragenbereich ausgeformt ist,
wobei der Kragenbereich der Lüfterhaube mittels Schrauben mit dem ersten Lagerflansch verbunden ist,
wobei die Lüfterhaube eine Ausnehmung aufweist und ansonsten flüssigkeitsdicht, insbesondere wasserdicht, ausgeführt ist.
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Von Vorteil ist dabei, dass die Lüfterhaube den Lüfter vor Eindringen von Wasser schützt und somit der Elektromotor auch im Außenbereich mit Lüfterhaube anordenbar ist. Durch den radial hervorragenden Kragenbereich ist auch ein Regenschutz für den ganzen restlichen Motor bewirkbar. Denn durch den radial hervorragenden Kragenbereich sind die im Durchmesser kleineren Teile vor in axialer Richtung aus der Umgebung kommenden Wassertropfen
geschützt. Die Lüfterhaube ist einstückig, insbesondere einteilig, ausgeführt und weist keine undichten Stellen auf, ausgenommen die mit dem Verschlussteil abgedeckte Ausnehmung der Lüfterhaube. Bei Ausführung der Lüfterhaube aus einem Blech ist der Kragenbereich durch Umformung ausformbar. Außerdem sind auch durch Formgebung erzeugte Rippen vorsehbar, welche den Kragenbereich an die restliche Lüfterhaube steif anbinden.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Kragenbereich, insbesondere radial hervorragend, in Umfangsrichtung umlaufend ausgeführt, insbesondere ununterbrochen in Umfangsrichtung umlaufend ausgeführt.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Lüfterhaube mit dem Kragenbereich einstückig, insbesondere einteilig, ausgeführt,
insbesondere als Kunststoffspritzgussteil. Von Vorteil ist dabei, dass eine hohe Dichtigkeit erreichbar ist und eine einfache Herstellung ermöglicht ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist mit dem axialen Endbereich der Rotorwelle ein Lüfterflügel aufweisendes Lüfterrad drehfest verbindbar, insbesondere ist es verbunden,
wobei die Lüfterhaube das Lüfterrad, insbesondere radial und axial, insbesondere gehäusebildend, umgibt. Von Vorteil ist dabei, dass der Lüfter vor eindringendem Wasser geschützt ist und der Lüfter einen Luftstrom innerhalb der Lüfterhaube antreiben kann, so dass die Wärme von Wärmequellen aus verteilbar ist und somit die Wärme im Innenbereich aufspreizbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umgibt die Lüfterhaube eine Bremse, insbesondere radial und axial, insbesondere gehäusebildend. Von Vorteil ist dabei, dass die Bremse einerseits geschützt angeordnet ist und andererseits die Wärme der Bremse im Innenraum verteilbar ist und somit Spitzentemperaturen reduzierbar sind.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein eine Außenverzahnung aufweisender Mitnehmer drehfest mit der Rotorwelle verbunden,
wobei ein eine Innenverzahnung aufweisender Bremsbelagträger auf den Mitnehmer derart aufgesteckt ist, dass die Innenverzahnung mit der Außenverzahnung im Eingriff ist und der Bremsbelagträger drehfest mit dem Mitnehmer verbunden ist aber axial zum Mitnehmer verschiebbar angeordnet ist,
wobei ein Magnetkörper der Bremse mit dem ersten Lagerflansch verbunden ist, insbesondere drehfest verbunden ist,
wobei der Bremsbelagträger axial zwischen dem Magnetkörper und dem ersten Lagerflansch angeordnet ist,
wobei eine bestrombare Spule im Magnetkörper aufgenommen ist,
wobei eine mit dem Magnetkörper drehfest verbundene Ankerscheibe zum Magnetkörper axial verschiebbar angeordnet ist,
wobei am Magnetkörper abgestützte Federelemente auf die Ankerscheibe drücken, so dass bei nicht bestromter Spule die Ankerscheibe den Bremsbelagträger auf eine am ersten Lagerflansch ausgebildete Bremsfläche drückt und bei Bestromung der Spule die Ankerscheibe zum Magnetkörper hingezogen wird und somit die Bremse gelüftet wird. Von Vorteil ist dabei, dass bei Stromausfall die Bremse einfällt und somit eine hohe Sicherheit erreichbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein die Ankerscheibe axial begrenzendes Begrenzungselement, insbesondere Bolzen, von einem drehbar gelagerten Aufnahmeteil, in welches ein Hebel einsteckbar und/oder aufnehmbar ist, axial verschiebbar. Von Vorteil ist dabei, dass die Bremse auch manuell lüftbar ist, indem der Hebel gedreht wird und dadurch das Begrenzungselement vom mit dem Hebel mitdrehenden Aufnahmeteil in axialer Richtung verschoben wird, so dass die axiale Begrenzung der Ankerscheibe verschoben wird und dadurch die Bremse gelüftet wird.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ausnehmung durch ein Verschlussteil abgedeckt und bei entferntem Verschlussteil der Hebel durch die Ausnehmung in das Aufnahmeteil einführbar, insbesondere zum Verbinden des Hebels mit dem Aufnahmeteil. Von Vorteil ist dabei, dass die Ausnehmung vom Verschlussteil abdeckbar ist und das Verschlussteil schnell und einfach zum Verschließen der Ausnehmung in die Lüfterhaube einklipsbar ist. Vorzugsweise ist das Verschlussteil aus Gummi ausgeführt, so dass nach dem Einklipsen der Abdeckbereich an der Lüfterhaube dicht anliegt.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Verschlussteil klipsverbindbar mit der Lüfterhaube,
wobei das Verschlussteil einen Abdeckbereich und einen Einklipsbereich aufweist, wobei der Einklipsbereich eine Einführschräge aufweist und der die Ausnehmung berandende Rand der Lüfterhaube in eine zwischen dem Einklipsbereich und dem Abdeckbereich angeordnete Verengung des Verschlussteils einrastet. Von Vorteil ist dabei, dass das Verschlussteil einfach und schnell verbindbar ist mit der Lüfterhaube, wobei der Abdeckbereich an der Außenseite der Lüfterhaube anliegt und somit abdichtet. Der Einklipsbereich liegt an der Innenseite der Lüfterhaube an und trägt somit ebenfalls zur Dichtfunktion des Verschlussteils bei.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung überragt der Abdeckbereich den Einklipsbereich axial beidseitig,
wobei der insbesondere halbkreisförmige Teilbereich des Abdeckbereichs, welcher den Einklipsbereich in axialer Richtung überragt, an der Lüfterhaube elastisch vorgespannt abgestützt ist, insbesondere zur Unterdrückung von Spiel bei der Klipsverbindung. Von Vorteil ist dabei, dass der jeweils axial überragende Teilbereich des Abdeckbereichs elastisch vorgespannt ist, also elastisch ausgelenkt ist, und sich dabei an der Lüfterhaube abstützt. Auf diese Weise wird das Verschlussteil radial weg von der Lüfterhaube gerichtet gedrückt, so dass die formschlüssige Klipsverbindung des Verschlussteils mittels seines Einklipsbereichs spielfrei ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der von der Ausnehmung in axialer Richtung überdeckte Bereich den von dem Aufnahmeteil in axialer Richtung überdeckten Bereich und der von der Ausnehmung in Umfangsrichtung überdeckte Bereich umfasst den von dem Aufnahmeteil in Umfangsrichtung überdeckten Bereich,
insbesondere so, dass der Hebel durch die Ausnehmung in das Aufnahmeteil einführbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Einführen des Hebels durch die Ausnehmung hindurch zum Aufnahmeteil hin ermöglicht ist. Das Aufnahmeteil ist somit für die Verbindung mit dem Hebel zugänglich.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung strömt der von dem Lüfterrad geförderte Luftstrom durch axial durchgehende Ausnehmungen des Magnetkörpers und durch einen Freiraum, insbesondere durch einen ringförmigen Raumbereich, zwischen dem Magnetkörper und der Lüfterhaube zur Aufspreizung der Reibwärme der Bremse. Von Vorteil ist dabei, dass die Bremse mit einem Kühlluftstrom durchströmt wird. Insbesondere wird der Magnetkörper durchströmt und somit gekühlt. Aber auch weitere Wärmequellen, wie die Ankerscheibe oder dergleichen werden gekühlt. Die Wärme wird vom Kühlluftstrom innerhalb der Lüfterhaube verteilt und somit aufgespreizt.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
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Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
- In der 1 ist ein erfindungsgemäßer Elektromotor in Schrägansicht dargestellt, der eine Lüfterhaube 3 aufweist.
- In der 2 ist die Lüfterhaube 3 angeschnitten dargestellt.
- In der 3 ist eine explodierte Darstellung des die Lüfterhaube 3 umfassenden Bereiches des Elektromotors gezeigt.
- In der 4 ist die Lüfterhaube 3 in Schrägansicht dargestellt.
- In der 5 ist das Verschlussteil 4 in Schrägansicht dargestellt.
- In der 6 ist das Verschlussteil 4 in Schnittansicht dargestellt.
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Wie in den Figuren dargestellt, weist der Elektromotor ein Gehäuseteil 1 auf, das axial beidseitig mit Lagerflanschen verbunden ist, die jeweils ein Lager einer Rotorwelle des Elektromotors aufnimmt. Ein erster Lagerflansch 2 der beiden Lagerflansche nimmt ein erstes der Lager auf und ist mit der Lüfterhaube 3 verbunden.
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Hierzu weist die Lüfterhaube 3 einen insbesondere aus Blech umgeformten Kragenbereich 6 auf, der an einer axialen Stirnfläche des ersten Lagerflansches 2 anliegt. Schrauben ragen durch axial durch den Kragenbereich 6 durchgehende Löcher durch und sind in Gewindebohrungen des ersten Lagerflansches 2 eingeschraubt. Somit drücken die Schraubenköpfe der Schrauben den Kragenbereich 6 an den ersten Lagerflansch 2.
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Die axiale Richtung ist parallel zur Richtung der Drehachse der Rotorwelle des Elektromotors ausgerichtet. Die radiale Richtung und die Umfangsrichtung sind ebenfalls auf die Drehachse der Rotorwelle des Elektromotors bezogen.
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Die Lüfterhaube 3 deckt den Innenraum wasserdicht ab. Denn die Lüfterhaube 3 ist geschlossen ausgeführt und weist nur eine Ausnehmung auf, die mit einem Verschlussteil 4 verschließbar ist.
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Hierzu ist das Verschlussteil 4 aus einem elastischen Material, insbesondere Gummi, ausgeführt und in die Ausnehmung der Lüfterhaube 3 eingeklipst, so dass ein Abdeckbereich 50 die Ausnehmung abdeckt, insbesondere also zur Umgebung hin abdeckt. Der Abdeckbereich 50 liegt dabei an der Lüfterhaube 3 berührend an und dichtet auch den Innenraum der Lüfterhaube 3 zur Umgebung hin ab.
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Das Verschlussteil 4 weist einen radial innerhalb des Abdeckbereichs 50 angeordneten Einklipsbereich 51 auf, der eine Einführfase aufweist. Zwischen dem Abdeckbereich 50 und dem Einklipsbereich 51 ist eine Verengung ausgebildet, so dass der von der Lüfterhaube 3 gebildete Randbereich, welcher die Ausnehmung berandet, nach dem radialen Einführen des Einklipsbereichs 51 in die Ausnehmung einrastet in die Verengung. Insbesondere ist die Verengung als Hinterschnitt am Verschlussteil 4 ausgeformt.
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Die Lüfterhaube 3 deckt eine elektromagnetisch betätigbare Bremse ab, welche B-seitig am Elektromotor angeordnet ist. Hierzu umfasst der von der Lüfterhaube 3 in axialer Richtung überdeckte Bereich den in axialer Richtung von der Bremse übereckten axialen Bereich.
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Zusätzlich weist die Rotorwelle an ihrem axialen Endbereich eine mechanische Schnittstelle zum Verbinden eines Lüfterrads auf, das Lüfterflügel aufweist. Das Lüfterrad ist dabei drehfest mit der Rotorwelle verbunden, insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig.
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Die Lüfterhaube 3 lässt aber keine Luft durch, wenn das Verschlussteil 4 die Ausnehmung verschließt. Somit deckt die Lüfterhaube 3 den axialen Endbereich des Elektromotors ab.
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Zur Erhöhung der Steifigkeit und zur Verbesserung der Wärmeabfuhr an die Umgebung weist die Lüfterhaube 3 Rippen 5 auf, welche den Kragenbereich 6 mit der restlichen Lüfterhaube 3 verbinden. Somit ist der Kragenbereich 6 steif angebunden an den restlichen Bereich der Lüfterhaube 3.
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Die elektromagnetisch betätigbare Bremse weist einen eine Außenverzahnung aufweisenden hülsenartigen Mitnehmer auf, der auf die Rotorwelle aufgesteckt und mit ihr drehfest verbunden ist. Ein Bremsbelagträger der Bremse weise eine Innenverzahnung auf, mit welcher der Bremsbelagträger auf den Mitnehmer aufgesteckt ist, wobei die Innenverzahnung mit der Außenverzahnung derart im Eingriff ist, dass der Bremsbelagträger zwar drehfest mit dem Mitnehmer, aber axial verschiebbar angeordnet ist.
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Ein ebenfalls von der Lüfterhaube 3 umgebender Magnetkörper der Bremse ist mit dem Lagerflansch 2 verbunden, insbesondere drehfest verbunden. Im Magnetkörper ist eine bestrombare Spule aufgenommen. Eine ferromagnetische Ankerscheibe der Bremse ist mit dem Magnetkörper drehfest aber axial verschiebbar verbunden, insbesondere indem Bolzen durch Ausnehmungen der Ankerscheibe hindurchragen, die in den Magnetkörper eingesteckt und mit ihm verbunden sind.
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Bei Bestromung der Spule wird die Ankerscheibe zum Magnetkörper hin gezogen entgegen der von am Magnetkörper abgestützten Federelementen erzeugten Federkraft.
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Bei Nichtbestromung der Spule wird die Ankerscheibe von den Federelementen auf den Bremsbelagträger gedrückt, welcher somit auf eine am Lagerflansch 2 ausgebildete, insbesondere fein bearbeitete Bremsfläche gedrückt wird.
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Die Ankerscheibe ist axial zwischen dem Bremsbelagträger und dem Magnetkörper angeordnet. Der Bremsbelagträger ist axial zwischen der Ankerscheibe und der Bremsfläche angeordnet.
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Die Bremse ist auf der vom Statorgehäuse 1 abgewandten Seite des Lagerflansches 3 angeordnet.
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Die Bremse weist auch ein Aufnahmeteil 20 auf, in welchem ein Hebel aufnehmbar ist, der eine Handlüftung der Bremse ermöglicht. Der Hebel ist nach Aufnahme im Aufnahmeteil drehbar gelagert und somit ist beim Drehen des Hebels um einen Winkelbetrag ein Bolzen linear verschiebbar, der durch die Ankerscheibe hindurchragt und auf der vom Aufnahmeteil 20 abgewandten Seite der Ankerscheibe eine Verbreiterung aufweist, welche die Ankerscheibe axial begrenzt. Bei Nicht-Bestromung der Spule ist also durch Einstecken des Hebels in das Aufnahmeteil 20 und durch nachfolgendes Drehen des Hebels um einen Winkelbetrag die Ankerscheibe zum Magnetkörper hin, insbesondere entgegen der von den Federelementen erzeugten Federkraft, bewegt wird. Somit ist eine Handlüftung ermöglicht.
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Der Hebel ist durch die Ausnehmung der Lüfterhaube 3 einführbar zum von der Lüfterhaube 3 umgebenen Aufnahmeteil 20, wenn das Verschlussteil 4 entfernt ist. Im Normalbetrieb ist der Hebel entfernt und das Verschlussteil 4 in die Lüfterhaube 3 eingeklipst, insbesondere in die Ausnehmung der Lüfterhaube 3 eingeklipst.
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Die Rotorwelle ragt vorzugsweise durch den Magnetkörper hindurch, so dass ein Lüfterrad drehfest mit der Rotorwelle verbindbar ist.
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Auf der von der Bremse abgewandten Seite des Elektromotors ragt die Rotorwelle ebenfalls axial hervor, so dass die drehbar gelagerte Welle einer vom Elektromotor anzutreibenden Vorrichtung drehfest verbindbar ist mit der Rotorwelle.
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Bei vertikaler Ausrichtung der Rotorwelle fungiert die Lüfterhaube 3 als Regenschutz für den Elektromotor. Der Kragenbereich weist einen größeren maximalen Außendurchmesser auf als das Statorgehäuse des Elektromotors. Somit überragt die Lüfterhaube 3 den Stator und kann zumindest bei der genannten Montagerichtung als Regenschutz fungieren.
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Die Lüfterhaube 3 ist vorzugsweise wasserdicht ausgeführt und weist an ihrem Kragenbereich 6 zwei axial durchgehende Löcher auf, welche in Flucht liegen zu zwei entsprechenden axial durchgehenden Bohrungen, so dass Wasser, insbesondere am Kragenbereich der Lüfterhaube 3 anstehende Flüssigkeitsmengen, durch die Löcher der Lüfterhaube 3 und Bohrungen des ersten Lagerflansches 2 von der Lüfterhaube 3 wegleitbar sind.
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Der Abdeckbereich 50 überragt den Einklipsbereich 51 axial beidseitig mittels halbkreisförmiger Teilbereiche des Abdeckbereichs 50. Diese Teilbereiche sind elastisch abgestützt an der Lüfterhaube 3 und drücken somit das Verschlussteil 4 weg von der Lüfterhaube 3, wodurch das Spiel der formschlüssigen Klipsverbindung unterdrückt wird und dadurch die Dichtigkeit verbessert wird.
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Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird die Lüfterhaube als Kunststoffspritzgussteil ausgeführt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Statorgehäuse
- 2
- Lagerflansch
- 3
- Lüfterhaube
- 4
- Verschlussteil
- 5
- Rippen
- 6
- Kragenbereich
- 20
- Aufnahmeteil
- 30
- Bremse
- 50
- Abdeckbereich
- 51
- Einklipsbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009012324 A1 [0003]
- DE 102018009633 A1 [0004]
- DE 102008028605 A1 [0005]
- DE 102019007375 A1 [0006]
