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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung eines Arbeitsschritts bei der Herstellung eines Produkts, wobei zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderliche Bauteile bereitgestellt werden, zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderliche Werkzeuge bereitgestellt werden und eine Arbeitsfläche bereitgestellt wird, auf welcher der Arbeitsschritt durchzuführen ist. Die Erfindung betrifft auch ein System zur Unterstützung eines Arbeitsschritts bei der Herstellung eines Produkts, welches zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderliche Bauteile, zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderliche Werkzeuge und eine Arbeitsfläche, auf welcher der Arbeitsschritt durchzuführen ist, umfasst.
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Bei der Herstellung eines Produkts, ist es üblich, zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderliche Bauteile bereitzustellen, zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderliche Werkzeuge bereitzustellen, und eine Arbeitsfläche bereitzustellen, auf welcher der Arbeitsschritt durchzuführen ist. Anschließend wird der Arbeitsschritt von einem Werker durchgeführt. Die Herstellung des Produkts umfasst dabei eine Vielzahl solcher Arbeitsschritte. Bei der Durchführung eines Arbeitsschritts kommt es manchmal zu Fehlern, insbesondere, wenn der Arbeitsschritt dem durchführenden Werker nicht bekannt ist.
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Die
DE 10 2017 002 963 A1 offenbart eine Fertigungsanlage und ein Verfahren zum Betreiben einer Fertigungsanlage zur Herstellung eines Produktes. Die Fertigungsanlage umfasst ein Fahrzeug, auf welchem ein Roboterarm angeordnet ist. Das Fahrzeug mit dem Roboterarm fungiert dabei als Assistent bei der Montage eines Produkts.
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Ein Verfahren zum Betreiben einer Fertigungsanlage und eine Fertigungsanlage sind auch aus der
DE 10 2017 002 964 A1 bekannt. Die Fertigungsanlage weist eine übergeordnete Steuerung auf.
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Aus dem Dokument Funk, Markus & Lischke, Lars & Mayer, Sven & Shirazi, Alireza & Schmidt, Albrecht, (2018), "Teach Me How! Interactive Assembly Instructions Using Demonstration and In-Situ Projection, D01: 10.1007/978-981-10-6404-3_4, Online:
- https://www.researchgate.neUpublication/321019188 sind ein gattungsgemäßes Verfahren und
- ein gattungsgemäßes System zur Unterstützung eines Arbeitsschritts bei der Herstellung eines Produkts bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System zur Unterstützung eines Arbeitsschritts bei der Herstellung eines Produkts anzugeben.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Unterstützung eines Arbeitsschritts bei der Herstellung eines Produkts mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Aufgabe wird auch durch ein System zur Unterstützung eines Arbeitsschritts bei der Herstellung eines Produkts mit den in Anspruch 8 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Unterstützung eines Arbeitsschritts bei der Herstellung eines Produkts werden zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderliche Bauteile bereitgestellt, es werden zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderliche Werkzeuge bereitgestellt, und es wird eine Arbeitsfläche bereitgestellt, auf welcher der Arbeitsschritt durchzuführen ist. Dabei wird eine animierte Bildfolge des durchzuführenden Arbeitsschritts von einem Videoprojektor auf die Arbeitsfläche projiziert. Die animierte Bildfolge weist dabei Bilder der zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderlichen Bauteile und Bilder der zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderlichen Werkzeuge auf.
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Beispielsweise umfasst der durchzuführende Arbeitsschritt das Eindrehen einer Schraube in ein Bohrloch hinein mittels eines Akkuschraubers. In diesem Beispiel stellt die Schraube ein zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderliches Bauteil dar, und der Akkuschrauber stellt ein zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderliches Werkzeug dar. Der Arbeitsschritt soll auf einer dafür vorgesehenen Arbeitsfläche durchgeführt werden. Es werden somit Bilder der Schraube, Bilder des Akkuschraubers und eine animierte Bildfolge des Eindrehens der Schraube in das Bohrloch hinein mittels des Akkuschraubers auf die Arbeitsfläche projiziert. Der Arbeitsschritt findet an einer dafür eingerichteten Arbeitsstation statt. Damit ist für einen Werker an der Arbeitsstation, welcher den Arbeitsschritt bei der Herstellung des Produkts durchführt, ersichtlich, welche Bauteile mit welchem Werkzeug wie zu bearbeiten sind. Der Werker wird somit bei der Durchführung des Arbeitsschritts unterstützt. Fehler bei der Durchführung des Arbeitsschritts sind dadurch vermeidbar.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden nach Beendigung des Arbeitsschritts die zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderlichen Bauteile von der Arbeitsfläche entfernt. In diesem Fall ist der durchzuführende Arbeitsschritt beispielsweise Teil einer Vormontage und findet auf einem Tisch oder auf einer Werkbank statt. Die Arbeitsfläche, auf welcher der Arbeitsschritt durchzuführen ist, ist in diesem Beispiel eine Oberfläche des Tischs oder der Werkbank, welche nach Beendigung des Arbeitsschritts an der Arbeitsstation verbleibt. Die bearbeiteten Bauteile werden gegebenenfalls zur weiteren Bearbeitung zu einer weiteren Arbeitsstation gebracht.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird mindestens ein zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderliches Bauteil während des Arbeitsschritts fest mit der Arbeitsfläche verbunden, und nach Beendigung des Arbeitsschritts verbleibt das mindestens eine zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderliche Bauteil an der Arbeitsfläche. In diesem Fall ist der durchzuführende Arbeitsschritt beispielsweise eine Endmontage. Die Arbeitsfläche, auf welcher der Arbeitsschritt durchzuführen ist, ist in diesem Beispiel eine Oberfläche einer Grundplatte. Der Arbeitsschritt umfasst die Befestigung des Bauteils, beispielsweise einer Schraube, an der Grundplatte. Nach Beendigung des Arbeitsschritts wird die Grundplatte zusammen mit den daran befestigten Bauteilen von der Arbeitsstation entfernt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die Bilder der zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderlichen Bauteile und/oder die Bilder der zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderlichen Werkzeuge von dem Videoprojektor auf eine Stelle der Arbeitsfläche projiziert, an welcher der Arbeitsschritt durchzuführen ist. Beispielsweise wird eine Schraube, die in ein Bohrloch einzudrehen ist, an eine Stelle auf oder unmittelbar neben dem Bohrloch projiziert. Dadurch wird der Werker bei der Durchführung des Arbeitsschritts noch mehr unterstützt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die animierten Bildfolge des durchzuführenden Arbeitsschritts eine Bewegung mindestens eines erforderlichen Bauteils während des Arbeitsschritts und/oder eine Bewegung mindestens eines erforderlichen Werkzeugs während des Arbeitsschritts. Die animierte Bildfolge des durchzuführenden Arbeitsschritts umfasst beispielsweise die Bewegung einer Schraube in ein Bohrloch hinein, wobei die Schraube von einem Akkuschrauber gedreht wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird eine Bildsequenz von der Durchführung des Arbeitsschritts von einer Kamera aufgenommen und gespeichert. Falls bei dem hergestellten Produkt ein Fehler erkannt wird, so ist durch Auswerten der gespeicherten Bildsequenz analysierbar, bei welchem Arbeitsschritt der Fehler entstanden ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird dabei die gespeicherte Bildsequenz von einer Auswerteeinheit ausgewertet. Dabei wird von der Auswerteeinheit insbesondere geprüft, ob der Arbeitsschritt abgeschlossen wurde, und/oder ob der Arbeitsschritt korrekt durchgeführt wurde. Wenn der Arbeitsschritt korrekt durchgeführt und abgeschlossen wurde, so wird eine entsprechende Meldung generiert, und der nächste Arbeitsschritt wird durchgeführt. Wenn von der Auswerteeinheit ein Fehler bei der Durchführung des Arbeitsschritts festgestellt wird, so wird ebenfalls eine entsprechende Meldung generiert, und der Werker wird zur Korrektur aufgefordert.
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Ein erfindungsgemäßes System zur Unterstützung eines Arbeitsschritts bei der Herstellung eines Produkts umfasst zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderliche Bauteile, zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderliche Werkzeuge und eine Arbeitsfläche, auf welcher der Arbeitsschritt durchzuführen ist. Das System umfasst ferner einen Videoprojektor, welcher eine animierte Bildfolge des durchzuführenden Arbeitsschritts auf die Arbeitsfläche projiziert. Die animierte Bildfolge weist dabei Bilder der zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderlichen Bauteile und Bilder der zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderlichen Werkzeuge auf.
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Beispielsweise handelt es sich bei dem durchzuführenden Arbeitsschritt um das Eindrehen einer Schraube in ein Bohrloch hinein mittels eines Akkuschraubers. In diesem Beispiel stellt die Schraube ein zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderliches Bauteil dar, und der Akkuschrauber stellt ein zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderliches Werkzeug dar. Der Arbeitsschritt soll auf einer dafür vorgesehenen Arbeitsfläche durchgeführt werden. Der Videoprojektor projiziert dabei Bilder der Schraube, Bilder des Akkuschraubers und eine animierte Bildfolge des Eindrehens der Schraube in das Bohrloch hinein mittels des Akkuschraubers auf die Arbeitsfläche. Der Arbeitsschritt findet an einer dafür eingerichteten Arbeitsstation statt. Damit ist für einen Werker an der Arbeitsstation, welcher den Arbeitsschritt bei der Herstellung des Produkts durchführt, ersichtlich, welche Bauteile mit welchem Werkzeug wie zu bearbeiten sind. Der Werker wird somit bei der Durchführung des Arbeitsschritts unterstützt. Fehler bei der Durchführung des Arbeitsschritts sind dadurch vermeidbar.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst das System ferner eine Kamera, welche eine Bildsequenz von der Durchführung des Arbeitsschritts aufnimmt und speichert. Falls bei dem hergestellten Produkt ein Fehler erkannt wird, so ist durch Auswerten der gespeicherten Bildsequenz analysierbar, bei welchem Arbeitsschritt der Fehler entstanden ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das System ferner eine Auswerteeinheit, welche die gespeicherte Bildsequenz auswertet, wobei die Auswerteeinheit insbesondere prüft, ob der Arbeitsschritt abgeschlossen wurde, und/oder ob der Arbeitsschritt korrekt durchgeführt wurde. Wenn der Arbeitsschritt korrekt durchgeführt und abgeschlossen wurde, so generiert die Auswerteeinheit eine entsprechende Meldung, und der nächste Arbeitsschritt wird durchgeführt. Wenn die Auswerteeinheit einen Fehler bei der Durchführung des Arbeitsschritts feststellt, so wird ebenfalls eine entsprechende Meldung generiert, und der Werker wird zur Korrektur aufgefordert.
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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 Abbildungen näher erläutert. Die Erfindung ist nicht auf die in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Abbildungen stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar. Es zeigen:
- 1: eine Draufsicht auf eine Arbeitsstation gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 2: eine Seitenansicht der Arbeitsstation gemäß der ersten Ausführungsform,
- 3: eine Draufsicht auf eine Arbeitsstation gemäß einer zweiten Ausführungsform und
- 4: eine Seitenansicht der Arbeitsstation gemäß der zweiten Ausführungsform.
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1 zeigt eine Draufsicht auf eine Arbeitsstation gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Arbeitsstation befindet sich in einer technischen Anlage, beispielsweise in einem Produktionswerk. Die technische Anlage dient zur Herstellung von Produkten, beispielsweise zur Herstellung von Getrieben für Elektromotoren oder zur Herstellung von fahrerlosen Transportfahrzeugen. Die Arbeitsstation weist ein System zur Unterstützung eines Arbeitsschritts bei der Herstellung eines Produkts auf.
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Das System umfasst hier nicht dargestellte Bauteile 12, die zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderlich sind, und hier nicht dargestellte Werkzeuge, die zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderlich sind. Zu den besagten Bauteilen 12 gehören beispielsweise Schrauben sowie Metallprofile mit Bohrlöchern. Zu den besagten Werkzeugen gehört beispielsweise ein Akkuschrauber.
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Das System umfasst auch eine Arbeitsfläche 10, auf welcher der Arbeitsschritt durchzuführen ist. Die besagte Arbeitsfläche 10 ist vorliegend eine Oberfläche einer Werkbank 30. Der durchzuführende Arbeitsschritt umfasst beispielsweise das Eindrehen einer Schraube in ein Bohrloch eines Metallprofils mittels eines Akkuschraubers.
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Das System umfasst ferner einen hier nicht dargestellten Videoprojektor 20. Der Videoprojektor 20 projiziert eine animierte Bildfolge 15 des durchzuführenden Arbeitsschritts auf die Arbeitsfläche 10. Bei dem Videoprojektor 20 handelt es sich beispielsweise um einen Beamer. Die animierte Bildfolge 15 weist dabei Bilder der zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderlichen Bauteile 12 und Bilder der zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderlichen Werkzeuge auf.
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2 zeigt eine Seitenansicht der in 1 dargestellten Arbeitsstation gemäß der ersten Ausführungsform. Das System umfasst ein Regal 35. In dem Regal 35 sind hier nicht dargestellte Ladungsträger angeordnet, welche die zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderliche Bauteile 12 enthalten. Bei den Ladungsträgern handelt es sich beispielsweise um Kisten oder Boxen. Vorliegend ist das Regal 35 mit der Werkbank 30 fest verbunden.
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Das System umfasst ferner eine Halterung 25, an welcher der Videoprojektor 20 befestigt ist. Die Halterung 25 ist dabei an dem Regal 35 befestigt. Der Videoprojektor 20 ist zumindest annähernd senkrecht über der Arbeitsfläche 10 angeordnet und projiziert die animierte Bildfolge 15 nach unten auf die Arbeitsfläche 10.
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Der durchzuführende Arbeitsschritt ist in diesem Beispiel Teil einer Vormontage und findet auf der Oberfläche der Werkbank 30 statt. Nach Beendigung des Arbeitsschritts werden die zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderlichen Bauteile von der Arbeitsfläche 10, also von der Oberfläche der Werkbank 30, entfernt und zur weiteren Bearbeitung zu einer weiteren Arbeitsstation gebracht. Die Werkbank 30, und damit auch die Arbeitsfläche 10, verbleiben nach Beendigung des Arbeitsschritts an der Arbeitsstation.
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3 zeigt eine Draufsicht auf eine Arbeitsstation gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die Arbeitsstation befindet sich in einer technischen Anlage, beispielsweise in einem Produktionswerk. Die technische Anlage dient zur Herstellung von Produkten, beispielsweise zur Herstellung von Getrieben für Elektromotoren oder zur Herstellung von fahrerlosen Transportfahrzeugen. Die Arbeitsstation weist ein System zur Unterstützung eines Arbeitsschritts bei der Herstellung eines Produkts auf.
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Das System umfasst Bauteile 12, die zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderlich sind, und hier nicht dargestellte Werkzeuge, die zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderlich sind. Zu den besagten Bauteilen 12 gehören beispielsweise Schrauben sowie Metallprofile mit Bohrlöchern. Vorliegend ist ein Halter mit zwei daran befestigten Lüftern als Bauteil 12 dargestellt. Zu den besagten Werkzeugen gehört beispielsweise ein Akkuschrauber.
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Das System umfasst auch eine Arbeitsfläche 10, auf welcher der Arbeitsschritt durchzuführen ist. Die besagte Arbeitsfläche 10 ist vorliegend eine Oberfläche einer Grundplatte 40 eines fahrerlosen Transportfahrzeugs. Der durchzuführende Arbeitsschritt umfasst beispielsweise das Eindrehen einer Schraube in ein Bohrloch der Grundplatte 40 mittels eines Akkuschraubers zur Befestigung des besagten Halters an der Oberfläche der Grundplatte 40, also an der Arbeitsfläche 10. Die besagten Bauteile 12, also der Halter und die Schraube, werden dabei fest mit der Arbeitsfläche 10 verbunden.
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Das System umfasst ferner einen hier nicht dargestellten Videoprojektor 20. Der Videoprojektor 20 projiziert eine animierte Bildfolge 15 des durchzuführenden Arbeitsschritts auf die Arbeitsfläche 10. Bei dem Videoprojektor 20 handelt es sich beispielsweise um einen Beamer. Die animierte Bildfolge 15 weist dabei Bilder der zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderlichen Bauteile 12 und Bilder der zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderlichen Werkzeuge auf.
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4 zeigt eine Seitenansicht der in 3 dargestellten Arbeitsstation gemäß der zweiten Ausführungsform. Das System umfasst einen Montagewagen 45. Auf dem Montagewagen 45 ist die Grundplatte 40 des fahrerlosen Transportfahrzeugs eingespannt.
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Das System umfasst ferner eine Halterung 25, an welcher der Videoprojektor 20 befestigt ist. Die Halterung 25 ist dabei an dem Montagewagen 45 befestigt. Der Videoprojektor 20 ist zumindest annähernd senkrecht über der Arbeitsfläche 10 angeordnet und projiziert die animierte Bildfolge 15 nach unten auf die Arbeitsfläche 10.
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Der durchzuführende Arbeitsschritt ist in diesem Beispiel Teil einer Endmontage und findet auf der Oberfläche der Grundplatte 40 statt. Nach Beendigung des Arbeitsschritts verbleiben die zur Durchführung des Arbeitsschritts erforderlichen Bauteil 12, vorliegend der Halter mit den daran befestigten Lüftern und die Schraube, an der Arbeitsfläche 10. Nach Beendigung des Arbeitsschritts wird die Grundplatte 40 zusammen mit den daran befestigten Bauteilen 12 von der Arbeitsstation entfernt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Arbeitsfläche
- 12
- Bauteil
- 15
- animierte Bildfolge
- 20
- Videoprojektor
- 25
- Halterung
- 30
- Werkbank
- 35
- Regal
- 40
- Grundplatte
- 45
- Montagewagen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017002963 A1 [0003]
- DE 102017002964 A1 [0004]
