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Die erfindungsgemäße Technologie betrifft ein Fahrzeug mit einer bewegbaren Klappe zur Abdeckung einer Öffnung einer Fahrzeugkarosserie nach der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
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Aus der
DE 10 2007 013 517 A1 ist eine Betätigungsvorrichtung für ein bewegliches Verkleidungselement bekannt, das als Gestängeklappe, auch Gestängeaustrittsklappe genannt, ausgeführt sein kann. Zusätzlich wird ein Cabriolet-Fahrzeug mit einem solchen Verkleidungselement oder einer solchen Gestängeklappe vorgeschlagen. Die Betätigungsvorrichtung bewirkt während eines gleichsinnigen Krafteintrags zumindest zwei gegenläufige Bewegungen des Verkleidungselements. Ist die Gestängeklappe als Verkleidungselement ausgeführt, wird der gleichsinnige Krafteintrag durch eine Kopplung der Betätigungsvorrichtung an bewegliche Teile eines Cabriolet-Verdecks realisiert. Die beiden gegenläufigen Bewegungen führen sowohl beim Öffnen wie auch beim Schließen des Verdecks anfänglich zum Öffnen der Gestängeklappe und zum Abschluss der Verdeckbewegung zum Schließen der Gestängeklappe.
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Des Weiteren ist in der
DE 10 2006 055 268 A1 ein Cabriolet-Fahrzeug mit einem Verdeck beschrieben, das in einem Verdeck-Ablagebereich versenkbar ist. Das Verdeck ist beidseitig an seitlichen Verdeck-Gestängeteilen geführt, die bei einem Öffnungs- und Schließvorgang des Verdecks Aussparungen durchgreifen, die jeweils in einem oberen Seitenrandbereich der Fahrzeugkarosserie vorgesehen sind. Darüber hinaus umfasst das Cabriolet-Fahrzeug eine Abdeckklappe, die die Aussparung verschließt bzw. freigibt und die aus einer im Wesentlichen horizontalen Schließstellung in eine im Wesentlichen vertikale Öffnungsstellung bewegbar ist. Dabei weist die Abdeckklappe einen bezogen auf eine Fahrzeuglängsrichtung im Wesentlichen senkrechten ersten Führungszapfen auf, der in ein seitlich in der Karosserie eingebrachtes Führungselement eingreift. In ihrer Öffnungsstellung ist die Abdeckklappe bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung in einem vor den Verdeck-Gestängeteilen des offenen Verdecks befindlichen Bereich angeordnet.
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Zur Betätigung der vorstehend näher beschriebenen Mechanismen sind unerwünscht hohe Systemkräfte erforderlich. Zusätzlich sind die Mechanismen in ihren Endlagen jeweils nur in unzureichender Art und Weise gegen unerwünschte Stellbewegungen gesichert.
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Es ist eine bevorzugte Aufgabe der erfindungsgemäßen Technologie, zumindest einen Nachteil des bekannten Standes der Technik zu verringern oder zu beheben oder eine alternative Lösung vorzuschlagen. Es ist insbesondere eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, ein Fahrzeug mit einer bewegbaren Klappe bereitzustellen, das hinsichtlich mindestens eines der folgenden Faktoren verbessert ist: Herstellungskosten, Komplexität der Herstellung, Bauraumausnutzung, Betriebssicherheit, Nachhaltigkeit und/oder Bauteilzuverlässigkeit.
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Eine besonders bevorzugte Aufgabe wird darin gesehen, die Klappe mit möglichst geringen Systemkräften zu betätigen und in ihren Endlagen auf konstruktiv einfache Art und Weise gegen unerwünschte Stellbewegungen abzusichern.
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Diese Aufgabe(n) wird/werden mit einem Fahrzeug mit einer bewegbaren Klappe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung entnehmbar.
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Es wird ein Fahrzeug mit einer bewegbaren Klappe vorgeschlagen. Die Klappe ist über einen Mehrgelenk-Mechanismus zwischen einer Offenstellung, in der eine Öffnung einer Fahrzeugkarosserie von der Klappe freigegeben ist, und einer Schließstellung verstellbar, in der die Öffnung von der Klappe geschlossen ist. Die Klappe ist um eine karosserieseitig festgelegte Drehachse eines ersten Drehgelenks drehbar ausgeführt. Ein Hebel des Mehrgelenk-Mechanismus steht über ein zweites Drehgelenk drehbar mit der Klappe in Verbindung. Der Hebel ist zusätzlich über ein drittes Drehgelenk mit einem Drehelement drehbar verbunden, das um eine karosserieseitig festgelegte Drehachse eines vierten Drehgelenks drehbar ausgeführt ist.
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Erfindungsgemäß ist das Drehelement von einer Federeinrichtung mit einer in Richtung einer Drehstellung des Drehelementes wirkenden Federkraft beaufschlagt, wobei das Drehelement die Drehstellung je nach Ausführung des Fahrzeuges in der Offenstellung oder in der Schließstellung einnimmt. Zusätzlich ist am Drehelement über einen Bowdenzug jeweils eine der Federkraft der Drehfeder entgegenwirkende Betätigungskraft anlegbar.
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Damit ist die Klappe durch die Federeinrichtung in seine Offenstellung oder in seine Schließstellung überführbar und zusätzlich auch in der Schließ- oder Offenstellung auf konstruktiv einfache Art und Weise haltbar. Zusätzlich ist die Klappe mittels des Bowdenzugs und entgegen der Federkraft der Federeinrichtung in seine Schließ- oder seine Offenstellung überführbar und von diesem in der Schließ- oder Offenstellung in gewünschter Art und Weise haltbar sowie gegen unerwünschte Stellbewegungen in der Schließ- oder Offenstellung haltbar bzw. gesichert.
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In einer bevorzugten einfachen Ausführung ist der Mehrgelenk-Mechanismus als Viergelenk-Mechanismus ausgebildet, jedoch kann er je nach Anwendungsfall z. B. auch als Siebengelenk-Mechanismus oder mit einer anderen Anzahl an Gelenken ausgeführt sein.
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Bei einer konstruktiv einfachen und bauraumgünstigen Ausführungsform ist das Drehelement als Rolle ausgeführt, auf dem der Bowdenzug während einer Betätigung der Klappe auf- und abwickelbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist das dritte Drehgelenk in der Schließstellung der Klappe in Längsrichtung zwischen dem zweiten Drehgelenk und dem vierten Drehgelenk angeordnet. Die Klappe ist dann mit geringen Systemkräften in der Schließstellung durch die Federeinrichtung oder den Bowdenzug haltbar. Dies ist der Fall, da dann auf einfache Art und Weise eine sogenannte Streckstellung des Viergelenk-Mechanismus realisierbar ist.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs kann das erste Drehgelenk in der Schließstellung der Klappe in Längsrichtung zwischen dem zweiten Drehgelenk und dem vierten Drehgelenk angeordnet sein.
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Ist das dritte Drehgelenk in der Schließstellung der Klappe zwischen dem ersten Drehgelenk und dem vierten Drehgelenk positioniert, ist die Klappe wiederum mit geringen Systemkräften in der Schließstellung haltbar.
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Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass das erste Drehgelenk in der Schließstellung der Klappe in Längsrichtung zwischen dem zweiten Drehgelenk und dem dritten Drehgelenk angeordnet ist. Diese Anordnung der Drehgelenke zueinander begünstigt wiederum die Möglichkeit, die Klappe mit geringen Systemkräften in ihrer Schließstellung zu halten.
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Der Hebel und das Drehelement können in der Schließstellung der Klappe wenigstens annähernd in einer Strecklage vorliegen, in der die Drehachsen des zweiten Drehgelenks, des dritten Drehgelenks und des vierten Drehgelenks auf einer Geraden liegen. Dann ist die Klappe mit besonders geringen Systemkräften in ihrer Schließstellung haltbar.
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Die Drehachse des dritten Drehgelenks kann in der Offenstellung der Klappe in Bezug auf die Drehachsen des ersten Drehgelenks, des zweiten Drehgelenks und des vierten Drehgelenks eine Übertotpunktlage aufweisen. Dann resultieren auf konstruktiv einfache Art und Weise aus Stellkräften, die an der Klappe anliegen und die an der Klappe in Richtung ihrer Schließstellung oder ihrer Offenstellung angreifen, jeweils das Drehelement in Richtung der Drehstellung, die das Drehelement in der Offenstellung der Klappe aufweist, betätigende Stellkräfte.
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Die Klappe kann in ihrer Offenstellung gegenüber der Schließstellung um die Drehachse des ersten Drehgelenks in das Innere der Fahrzeugkarosserie verschwenkbar sein. Dadurch ist die Klappe in der Offenstellung durch die Fahrzeugkarosserie gegen Beschädigungen geschützt.
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Bei einer konstruktiv einfachen und mit geringem Aufwand montierbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeuges ist die Federeinrichtung als Schenkelfeder ausgeführt.
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Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der unabhängigen Ansprüche oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen oder unmittelbar aus der Zeichnung hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
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Die vorgeschlagene bewegbare Klappe eignet sich prinzipiell zur Abdeckung jeder Karosserieöffnung, abgesehen von Fahrzeugtüröffnungen und anderen Öffnungen derartiger Dimension. Insbesondere eignet sich die bewegbare Klappe als Tankdeckel zur Abdeckung einer Tankmulde oder als Ladedeckel einer Lademulde eines Fahrzeugs mit elektrischem Antrieb. Bei einem Cabriolet-Fahrzeug kann eine derartige Klappe als sogenannte Gestängeaustrittsklappe zur Abdeckung einer Karosserieöffnung, durch welche Gestängeteile eines Verdeckgestänges bei einer Verdeckbewegung geführt werden, dienen.
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Die hier offenbarte Technologie wird nun anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert, wobei die Figuren wie auch die nachfolgende Beschreibung nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zweck der Beschränkung der Erfindung dienen.
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Es zeigt:
- 1 eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeuges mit einer Klappe, die eine Öffnung der Fahrzeugkarosserie verschließt;
- 2 eine zweidimensionale Schnittansicht entlang einer in 1 näher gekennzeichneten Schnittlinie II-II bei durch die Klappe geschlossener Öffnung; und
- 3 eine 2 entsprechende Darstellung, wobei die Klappe die Öffnung freigibt.
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Bezug nehmend auf 1 ist ein Fahrzeug 1 mit einer Fahrzeugkarosserie 2 und einer Antriebseinheit 3 gezeigt, wobei die Antriebseinheit 3 wenigstens eine Brennkraftmaschine, wenigstens eine elektrische Maschine oder auch eine Kombination aus wenigstens einer Brennkraftmaschine und wenigstens einer elektrischen Maschine umfassen kann.
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Vorliegend weist das Fahrzeug 1 heckseitig eine Klappe 4 auf, die zum Verschließen und Freigeben einer Öffnung 5 in der Fahrzeugkarosserie 2 vorgesehen ist. Die Öffnung 5 ist bei der gezeigten Ausführung an einer so genannten Lademulde vorgesehen, wobei durch die Öffnung 5 ein elektrisches Steckersystem mit einem entsprechenden Koppelelement, das innerhalb der Fahrzeugkarosserie bzw. unterhalb der Außenhaut des Fahrzeuges 1 angeordnet ist, in Wirkverbindung bringbar ist, um einen elektrischen Energiespeicher des Fahrzeuges 1 aufladen zu können. Die Klappe 4 stellt hier somit eine sogenannte Ladeklappe dar, die im Wesentlichen als ein ebenes bzw. plattenartiges Element ausgeführt ist.
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In der gezeigten Ausführung kann die Klappe jedoch auch als sogenannte Gestängeklappe eines Cabriolet-Fahrzeugs, welche den Durchtritt eines Verdeckgestänges durch einen Karosserieabschnitt erlaubt, dienen.
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2 und 3 zeigen jeweils eine Längsschnittansicht eines Bereiches des Fahrzeuges 1 entlang einer in 1 näher gekennzeichneten Schnittlinie II-II, in dem die Klappe 4 angeordnet ist. Dabei zeigt 2 die Klappe 4 in einem Betriebszustand, in dem die Klappe 4 die Öffnung 5 der Fahrzeugkarosserie 2 vollständig verschließt. Eine Seitenfläche 16 der Klappe 4 schließt in der Schließstellung der Klappe 4 bündig mit einer Außenseite 17 der Fahrzeugkarosserie 2 ab. Im Unterschied dazu ist die Klappe 4 in 3 in einem Betriebszustand gezeigt, in dem die Klappe 4 unter einen angrenzenden Bereich der Fahrzeugkarosserie 2 abgesenkt bzw. verlagert ist und die Öffnung 5 im Wesentlichen vollständig freigibt.
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Zum Verschwenken der Klappe 4 unter den angrenzenden Bereich der Fahrzeugkarosserie 2 ist ein hier als Viergelenk-Mechanismus 6 ausgebildeter Mehrgelenk-Mechanismus vorgesehen. Die Klappe 4 ist über den Viergelenk-Mechanismus 6 zwischen der Offenstellung, in der die Öffnung 5 der Fahrzeugkarosserie 2 von der Klappe 4 freigegeben ist, und der Schließstellung der Klappe 4 verstellbar, in der die Öffnung 5 von der Klappe 4 verschlossen ist. Dabei ist die Klappe 4 in ihrer Offenstellung gegenüber der Schließstellung um die Drehachse 7 des ersten Drehgelenks 8 in das Innere der Fahrzeugkarosserie 2 verschwenkt.
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Dabei ist die Klappe 4 um eine karosserieseitig festgelegte Drehachse 7 eines ersten Drehgelenkes 8 drehbar ausgeführt. Ein Hebel 9 des Viergelenk-Mechanismus 6 steht über ein zweites Drehgelenk 10 drehbar mit der Klappe 4 in Verbindung. Zusätzlich ist der Hebel 9 über ein drittes Drehgelenk 11 mit einem Drehelement 12 drehbar verbunden. Das Drehelement 12 ist um eine karosserieseitig festgelegte Drehachse 13 eines vierten Drehgelenks 14 drehbar ausgeführt.
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Des Weiteren ist das Drehelement 12 von einer Federeinrichtung 15 mit einer in Richtung einer Drehstellung des Drehelementes 12 wirkenden Federkraft beaufschlagt. Die Federeinrichtung 15 versucht dabei, das Drehelement 12 in eine Drehstellung zu überführen, die das Drehelement 12 in der Offenstellung der Klappe 4 einnimmt. Zusätzlich greift am äußeren Umfang des Drehelementes 12 ein Bowdenzug 16 an, über den am Drehelement 12 eine Stellkraft bzw. Betätigungskraft anlegbar ist, die der Federkraft der Drehfeder bzw. der Federeinrichtung 15 entgegenwirkt.
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Das Drehelement 12 ist als Rolle ausgeführt, auf der ein Teilbereich des Bowdenzuges in Abhängigkeit der jeweiligen Drehrichtung des Drehelementes 12 aufrollbar oder von dieser abwickelbar ist.
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In der in 2 dargestellten Schließstellung der Klappe 4 ist das erste Drehgelenk 8 in Längsrichtung X des Fahrzeuges 1 zwischen dem zweiten Drehgelenk 10 und dem vierten Drehgelenk 14 angeordnet. Zusätzlich ist das dritte Drehgelenk 11 in der Schließstellung der Klappe 4 in Längsrichtung des Fahrzeuges 1 zwischen dem ersten Drehgelenk 8 und dem vierten Drehgelenk 14 positioniert. Darüber hinaus ist das erste Drehgelenk 8 in der Schließstellung der Klappe 4 in Längsrichtung X zwischen dem zweiten Drehgelenk 10 und dem dritten Drehgelenk 11 angeordnet.
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Damit liegen der Hebel 9 und das Drehelement 12 in der Schließstellung der Klappe 4 wenigstens annähernd in einer Strecklage vor, in der die Drehachsen 10A, 11A, 13 des zweiten Drehgelenks 10, des dritten Drehgelenks 11 und des vierten Drehgelenks 14 auf einer Geraden G liegen. Dadurch wird verhindert, dass an der Klappe 4 in Fahrzeugquerrichtung Y angreifende Betätigungskräfte ein unerwünschtes Öffnen bzw. Freigeben der Öffnung 5 ermöglichen. Aufgrund der Strecklage des Hebels 9 und des Drehelementes 12 ist die Klappe 4 mit geringen Systemkräften bzw. Federkräften der Federeinrichtung 15 in seiner Schließstellung haltbar.
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In der Offenstellung der Klappe 4 weist die Drehachse 11A des dritten Drehgelenkes 11 in Bezug auf die Drehachsen 7, 10A und 13 des ersten Drehgelenks 8, des zweiten Drehgelenks 10 und des vierten Drehgelenks 14 eine Übertotpunktlage auf. Dies bewirkt, dass aus Stellkräften, die an der Klappe 4 in Schließrichtung angreifen, jeweils am Viergelenk-Mechanismus angreifende Betätigungskräfte resultieren. Die Betätigungskräfte greifen dabei jeweils am Drehelement 12 in eine Drehrichtung an, durch die das Drehelement 12 in eine Drehstellung überführt wird, die das Drehelement 12 in der Offenstellung der Klappe 4 aufweist.
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Liegt eine entsprechende Anforderung zum Freigeben der Öffnung 5 vor, wird ein in der Zeichnung nicht näher dargestellter Aktuator betätigt und die vom Bowdenzug 16 am Drehelement 12 anliegende Haltekraft dahingehend reduziert, dass die Federeinrichtung 15 das Drehelement 12 um die Drehachse 13 des vierten Drehgelenkes 14 verdreht. Die Drehachse 11A des dritten Drehgelenkes 11 wird dabei aus der in 2 dargestellten Position in die in 3 dargestellte Lage verschwenkt. Darüber hinaus wird dabei ein Teil des Bowdenzuges 16 am Umfang des Drehelementes 12 aufgewickelt und die Klappe 4 um die Drehachse 7 des ersten Drehgelenkes 8 aus seiner Schließstellung in seine Offenstellung verschwenkt.
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Soll die Klappe 4 anforderungsgemäß aus ihrer Offenstellung in ihre Schließstellung überführt werden, wird mittels des Bowdenzuges 16 am Drehelement 12 eine entsprechende Kraft angelegt, die eine Rotation des Drehelementes 12 um die Drehachse 13 des vierten Drehgelenkes 14 zur Folge hat. Während dieser Drehbewegung des Drehelementes 12 um die Drehachse 13 wird das dritte Drehgelenk 11 gemeinsam mit dem Drehelement 12 verschwenkt bzw. verdreht. Dies führt dazu, dass der Hebel 9 die Klappe 4 um die Drehachse 7 des ersten Drehgelenkes 8 verschwenkt und die Klappe 4 in ihre die Öffnung 5 verschließende Position überführt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Fahrzeugkarosserie
- 3
- Antriebseinheit
- 4
- Klappe
- 5
- Öffnung
- 6
- Mehrgelenk-Mechanismus
- 7
- Drehachse
- 8
- erstes Drehgelenk
- 9
- Hebel
- 10
- zweites Drehgelenk
- 10A
- Drehachse des zweiten Drehgelenks
- 11
- drittes Drehgelenk
- 11A
- Drehachse des dritten Drehgelenks
- 12
- Drehelement
- 13
- Drehachse des vierten Drehgelenks
- 14
- viertes Drehgelenk
- 15
- Federeinrichtung
- 16
- Seitenfläche der Klappe
- 17
- Außenseite der Fahrzeugkarosserie
- G
- Gerade
- X
- Fahrzeuglängsrichtung
- Y
- Fahrzeugquerrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007013517 A1 [0002]
- DE 102006055268 A1 [0003]
