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Die Erfindung betrifft einen Schnellwechsler nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Solche Schnellwechsler werden zum einfachen und bequemen Wechseln von unterschiedlichen Anbaugeräten an Baumaschinen eingesetzt. Mit einem derartigen Schnellwechsler können z.B. Schwenklöffel, Greifer, Scheren, Verdichter, Magnete, Hydraulikhammer oder andere Anbaugeräte in wenigen Sekunden und mit hohem Sicherheitsstandard von einer Fahrerkabine aus z.B. an einem Ausleger eines Baggers an- bzw. abgekuppelt werden.
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Aus der
DE 10 2017 110 586A1 ist ein gattungsgemäßer Schnellwechsler bekannt. Dieser enthält einen an einem Ausleger einer Baggers befestigbaren Träger, der an einer Seite erste Aufnahmen mit einer zwischen einer Lösestellung und einer Verriegelungsstellung bewegbaren Verriegelungseinrichtung zur Halterung eines an einem Anbaugerät vorgesehenen ersten Kopplungselements und an der anderen Seite zweite Aufnahmen zur Halterung eines vom ersten Kopplungselement beabstandeten zweiten Kopplungselements aufweist. Bei derartigen Schnellwechslern wird das für die Versorgung der Anbaugeräte benötigte Hydraulikfluid bzw. ein anderes entsprechendes Arbeitsmedium üblicherweise über Versorgungsschläuche von einem stationären Verteiler zu den Anschlüssen der jeweiligen Verbraucher transportiert. Da jedoch der Trend zu immer größeren Ölmengen und niedrigeren Rückstaudrücken geht, werden entsprechend hohe Leitungsquerschnitte erforderlich. Allerdings steht gerade bei kleineren Schnellwechslern für die entsprechenden Versorgungsleitungen nur ein begrenzter Platz zur Verfügung und auch die Mindestbiegeradien müssen eingehalten werden. Daher muss auf geringere Nenndurchmesser ausgewichen und auch die Verbindungsschläuche müssen entsprechend flexibel ausgestaltet werden. Dies ist jedoch mit einem erheblichen Aufwand verbunden und auch die Fördermenge ist begrenzt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen kompakt aufgebauten Schnellwechsler der eingangs genannten Art zu schaffen, der auch bei kleiner dimensionierten Trägern eine optimale Versorgung mit einem Arbeitsfluid ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch einen Schnellwechsler mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Schnellwechsler wird die Fluidverbindung zwischen einem an dem Träger fest angeordneten Anschlussteil und einem relativ zum Träger beweglichen Antriebselement durch mindestens ein mit einer Durchgangsöffnung versehenes Schiebeelement gebildet, welches innerhalb einer Förderöffnung in dem Anschlussteil und/oder dem Antriebselement verschiebbar und radial abgedichtet angeordnet ist. Durch die als Hohlkörper ausgebildeten, in Art einer Schiebebuchse ausgebildeten starren Schiebeelemente kann eine Fluidverbindung zwischen einem an dem Träger fest angeordneten Anschlussteil und einem relativ zum Träger beweglichen Antriebselement auch ohne Schläuche erreicht werden. Eine über Schiebeelemente gebildete Fluidverbindung ist besonders wartungsarm und unempfindlich gegen Beschädigungen. Die Fluidverbindung benötigt auch nur einen geringen Bauraum und ermöglicht damit eine besonders kompakte Bauweise.
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In einer besonders zweckmäßigen Ausführung kann das mit einer Durchgangsöffnung versehene Schiebeelement mit seinem einen Ende fest innerhalb einer Förderöffnung im Antriebselement und mit seinem anderen Ende verschiebbar innerhalb einer Förderöffnung des Anschlussteils angeordnet sein. Das Schiebeelement kann aber auch fest an dem Anschlussteil und verschiebbar sowie radial und/oder axial bzw. stirnseitig abgedichtet innerhalb einer Förderöffnung des Antriebselements angeordnet sein. Auch eine verschiebbare Anordnung des Schiebeelements sowohl innerhalb des Antriebselements als auch innerhalb des Anschlussteils ist möglich.
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In einer konstruktiv einfachen und fertigungstechnisch vorteilhaften Ausführung kann das Schiebeelement als Verbindungsrohr und die Förderöffnung als Bohrung mit einem an den Außendurchmesser des Verbindungsrohrs angepassten Innendurchmesser ausgebildet sein. Das Schiebeelement und die dazugehörige Förderöffnung können aber auch eine andere konstruktive Ausgestaltung aufweisen. Das Schiebeelement kann z.B. auch als Teleskopstange oder als anders ausgestaltetes Schieberteil ausgeführt sein.
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Das Schiebeelement kann zweckmäßigerweise über eine Radialdichtung gegenüber der Förderöffnung im Antriebselement und/oder dem Anschlussteil abgedichtet sein.
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Das Anschlussteil kann als Druckfluidverteiler zur Verbindung mit einer Drehdurchführung eines Drehantriebs ausgebildet sein. Das Anschlussteil kann insbesondere bei einer nicht drehbaren Anordnung des Schnellwechslers aber auch eine andere Ausgestaltung aufweisen.
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In einer besonders zweckmäßigen Ausführung umfasst die Fluidzuführung zwei Schiebeelemente für die Versorgung des Antriebselements zu dessen Verschiebung zwischen einer Löse- und Verriegelungsstellung. Dadurch kann die Versorgung des Antriebs der Verriegelungseinrichtung ohne Schlauchverbindungen erfolgen. Der Schnellwechsler kann außerdem Schiebeelemente für die Versorgung am Antriebselement angeordneter Schnellkupplungen umfassen. Dadurch kann ein Arbeitsfluid an dem Schnellwechsler auch ohne Schlauchverbindungen nicht nur zur Betätigung des Verriegelungsmechanismus, sondern auch zur Versorgung oder Betätigung von Arbeitsgeräten zugeführt werden. Die Fluidverbindung zwischen den fest am Träger angeordneten Teilen und den relativ zum Träger beweglichen Teilen kann so komplett ohne Schläuche erfolgen.
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Weitere Besonderheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:
- 1 eine Draufsicht eines Schnellwechslers zum Wechseln von unterschiedlichen Anbaugeräten in einer Entriegelungsstellung;
- 2 eine Schnittansicht des Schnellwechslers entlang der Linie A-A von 1;
- 3 eine Draufsicht eines Schnellwechslers zum Wechseln von unterschiedlichen Anbaugeräten in einer Verriegelungsstellung;
- 4 eine Schnittansicht des Schnellwechslers entlang der Linie B - B von 3;
- 5 eine Draufsicht eines Schnellwechslers zum Wechseln von unterschiedlichen Anbaugeräten in einer Entriegelungsstellung;
- 6 eine Schnittansicht des Schnellwechslers entlang der Linie C-C von 5;
- 7 eine Draufsicht eines Schnellwechslers zum Wechseln von unterschiedlichen Anbaugeräten in einer Verriegelungsstellung und
- 8 eine Schnittansicht des Schnellwechslers entlang der Linie D-D von 7.
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In den 1 bis 8 ist ein z.B. an einem Bagger befestigbarer Schnellwechsler zum einfachen und bequemen Wechseln von unterschiedlichen Anbaugeräten in verschiedenen Stellungen und Ansichten gezeigt. Mit einem derartigen Schnellwechsler können z.B. Schwenklöffel, Greifer, Scheren, Magnete, Verdichter, Hydraulikhammer oder andere mechanische bzw. hydraulische Anbaugeräte einfach und bequem von einer Fahrerkabine aus an einem Ausleger oder einem anderen Anbauteil eines Baggers oder anderen Baufahrzeugs an- bzw. abgekuppelt werden.
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Wie aus der Schnittansicht von 2 hervorgeht, enthält der Schnellwechsler einen als Schweißkonstruktion oder als Gußteil ausgeführten rahmenförmigen Träger 1, der an seiner einen Seite eine erste Aufnahme 2 zur Aufnahme und Halterung eines nur gestrichelt angedeuteten ersten bolzenförmigen Kopplungselements 3 und an der anderen Seite eine zweite Aufnahme 4 zur Aufnahme und Halterung eines von dem ersten bolzenförmigen Kopplungselement 3 beabstandeten zweiten bolzenförmigen Kopplungselements 5 aufweist. Die beiden zueinander parallelen bolzenförmigen Kopplungselemente 3 und 5 können direkt an einem Anbaugerät oder an einem am Anbaugerät befestigbaren Adapter angeordnet sein.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die an der einen Seite des Trägers 1 angeordnete erste Aufnahme 2 aus zwei voneinander beabstandeten, zur Vorderseite offenen klauenförmigen ersten Aufnahmebereiche 6, während die an der anderen Seite des Trägers 1 angeordnete zweite Aufnahme 4 zwei voneinander beabstandete, nach unten offene zweite Aufnahmebereiche 7 mit einer oberen Anlagefläche 8 umfasst.
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An den beiden Aufnahmeteilen 7 der zweiten Aufnahme 4 ist eine in 2 erkennbare Verriegelungseinrichtung 9 zur verriegelbaren Halterung des ersten Kopplungselements 5 am Träger 1 vorgesehen. Die Verriegelungseinrichtung 9 enthält ein in Richtung der Längsachse des Trägers 1 bzw. parallel zu dieser zwischen einer Löse- und Verriegelungsstellung verschiebbares Antriebselement 10, an dem zwei als Verriegelungsbolzen ausgebildete und innerhalb des Trägers 1 verschiebbar geführte Verriegelungselemente 11 zwischen einer in 2 gezeigten eingefahrenen Löse- oder Wechselstellung und einer in 4 gezeigten ausgefahrenen Verriegelungsstellung zur Halterung des ersten Kopplungselements 5 am Träger 1 angeordnet sind. In der ausgefahrenen Verriegelungsstellung von 4 werden die nach unten offenen Aufnahmebereiche 7 der zweiten Aufnahme 4 von den in Führungsbohrungen im Träger 7 verschiebbar angeordneten Verriegelungselementen 11 an der Unterseite geschlossen, so dass das zweite bolzenförmige Kopplungselement 5 von den bolzenförmigen Verriegelungselementen 11 untergriffen wird.
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Bei der gezeigten Ausführung ist das Antriebselement 10 als hydraulisch verschiebbarer, H-förmiger Zylinder ausgeführt, an dessen beiden parallelen Außenteilen 12 jeweils ein bolzenförmiges Verriegelungselement 11 zur verriegelnden Halterung des zweiten Kopplungselements 5 an den zweiten Aufnahmebereichen 7 angeordnet ist. Wie aus den 2 und 4 hervorgeht, ist das als H-Zylinder ausgebildete Antriebselement 10 über jeweils einen innerhalb eines zylindrischen Druckraums 13 innerhalb der beiden Außenteile 12 des zylinderförmigen Antriebselements 10 angeordneten Kolben 14 zusammen mit den beiden bolzenförmigen Verriegelungselementen 11 durch entsprechende Druckbeaufschlagung zwischen der in 1 gezeigten Löse- bzw. Wechselstellung und der in 4 gezeigten Verriegelungsstellung verschiebbar. In der Löse- bzw. Wechselstellung von 2 sind die bolzenförmigen Verriegelungselemente 11 eingezogen und ein Anbaugerät kann ab- bzw. angekuppelt werden. In der Verriegelungsstellung von 4 sind die bolzenförmigen Verriegelungselemente 11 ausgefahren und untergreifen das zweite bolzenförmige Kopplungselement 5 zur verriegelten Halterung eines Anbaugeräts.
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In den 2 und 4 ist auch erkennbar, dass in dem als H-Zylinder ausgebildeten Antriebselement 10 durch mehrere Zufuhrbohrungen gebildete und zu dem Druckraum 13 führende Zuführkanäle 15 und 16 für die Zuführung eines Druckfluids zur Verschiebung der Antriebselements 10 angeordnet sind. Durch Druckbeaufschlagung des in 2 gezeigten ersten Zuführkanals 15 können die bolzenförmigen Verriegelungselemente 11 ausgefahren werden, während die bolzenförmigen Verriegelungselemente 11 durch Druckbeaufschlagung des in 4 gezeigten zweiten Zufuhrkanals 16 eingefahren werden können.
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Zur Fluidverbindung zwischen einem an dem Träger 1 angeordneten und als Druckfluidverteiler ausgebildeten stationären Anschlussteil 17 und dem verschiebbaren Antriebselement 10 sind zu dessen Verschiebung zwei mit jeweils einer Durchgangöffnung 18 bzw. 19 versehene, hier als Verbindungsrohre ausgeführte starre erste und zweite Schiebeelemente 20 und 21 vorgesehen, die beim gezeigten Ausführungsbeispiel mit ihrem einen Ende fest innerhalb einer mit den Zufuhrkanälen 15 bzw. 16 in Verbindung stehenden ersten bzw. zweiten Förderöffnung 22 bzw. 23 in dem als H-Zylinder ausgebildeten verschiebbaren Antriebselement 10 und mit ihrem anderen Ende verschiebbar und radial abgedichtet innerhalb einer dritten bzw. vierten Förderöffnung 24 bzw. 25 im Anschlussteil 17 angeordnet sind. Hierzu weist das als H-Zylinder ausgebildeten Antriebselement 10 nach oben vorstehende Ansätze 26 für die als Sacklochbohrungen ausgeführten Förderöffnungen 22 und 23 zur Aufnahme der rohrförmigen Schiebeelemente 20 und 21 auf. Auch die Förderöffnungen 24 und 25 in dem Anschlussteil 17 sind zur Aufnahme der rohrförmigen Schiebeelemente 20 und 21 als Sacklochbohrungen ausgeführt. Über Dichtungen 27 sind die rohrförmigen Schiebeelemente 20 und 21 gegenüber dem feststehenden Anschlussteil 17 abgedichtet.
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Wird die in 2 gezeigte Bohrung 24 mit einem Arbeitsfluid unter Druck beaufschlagt, kann das Arbeitsfluid über die Durchgangöffnung 18 des ersten rohrförmigen Schiebeelements 20, die Förderöffnung 22 und den Zuführkanal 15 zu der einen Seite des Druckraums 13 gelangen, so dass das Antriebselement 10 mit den bolzenförmigen Verriegelungselementen 11 in die eingefahrene Entriegelungs- und Wechselstellung bewegt werden kann. Wird dagegen die in 4 gezeigte Förderöffnung 25 mit einem Arbeitsfluid unter Druck beaufschlagt, kann das Arbeitsfluid über die Durchgangöffnung 19 des zweiten rohrförmigen Schiebeelements 21, die Förderöffnung 23 und den Zufuhrkanal 16 zu der anderen Seite des Druckraum 13 gelangen, so dass das Antriebselement 10 mit den bolzenförmigen Verriegelungselementen 11 in die ausgefahrene Verriegelungsstellung bewegt werden kann.
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Die rohrförmigen Schiebeelemente 20 und 21 müssen nicht zwangsweise fest an dem Antriebselement 10, sondern können in entsprechender Weise auch fest an dem Anschlussteil 17 angebracht und axial verschiebbar sowie radial abgedichtet innerhalb von Förderöffnungen bzw. Bohrungen des Antriebselements 10 angeordnet sein. Auch eine verschiebbare Anordnung der rohrförmigen Schiebeelemente 20 und 21 sowohl innerhalb des Antriebselements 10 als auch innerhalb des Anschlussteils 17 ist möglich. Das als Druckfluidverteiler ausgebildeten Anschlussteil 17 kann als gesondertes Bauteil ausgebildet und z.B. mittels Schrauben fest an dem Träger 1 angeordnet sein. Das Anschlussteil 17 kann aber auch als Teil des Trägers 1 einstückig mit diesem ausgeführt sein. Über das Anschlussteil 17 kann der Schnellwechsler z.B. an der Drehdurchführung eines Drehantriebs oder an einem anderen Anbauteil befestigt werden.
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Wie aus den 5 und 6 hervorgeht, sind an einem Mittelteil 28 des als H-Zylinder ausgebildeten und in Längsrichtung des Trägers 1 verschiebbaren Antriebselements 10 zwischen den beiden Verriegelungselementen 11 mehrere nebeneinander liegende hydraulische Schnellkupplungen 29 angeordnet. Die hydraulischen Schnellkupplungen 29 sind derart angeordnet und ausgestaltet, dass sie bei einer Bewegung des Antriebselements 10 in die Verriegelungsstellung mit entsprechende Gegenstücken an einem Adapter bzw. Anbaugerät gekuppelt werden, um die Anbaugeräte mit einem Arbeitsmedium zu versorgen. An den Schnellkupplungen 29 befinden sich Verschlusskappen 30, welche sich automatisch öffnen, wenn die Schnellkupplungen 29 mit dem Gegenstück kuppeln. Um die Schnellkupplungen 29 mit einem Arbeitsmedium versorgen zu können, ist in dem als H-Zylinder ausgebildeten Antriebselement 10 ein von einer Förderöffnung 31 im oberen Ansatz 26 des Antriebselements 10 zu der Schnellkupplung 29 führender Versorgungskanal 32 angeordnet.
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Zur Herstellung einer Fluidverbindung zwischen dem am Träger 1 angeordneten Anschlussteil 17 und den Schnellkupplungen 29 sind auch hier mit einer Durchgangsöffnung 33 versehene rohrförmige Schieberelemente 34 vorgesehen, die beim gezeigten Ausführungsbeispiel mit ihrem einen Ende fest innerhalb der Förderöffnung 31 im oberen Ansatz 26 des Antriebselements 10 und mit ihrem anderen Ende verschiebbar und über eine Dichtung 35 radial und/oder axial abgedichtet innerhalb einer Förderöffnung 36 im Anschlussteil 17 angeordnet sind. In entsprechender Weise können die rohrförmigen Schieberelemente 34 auch fest an dem Anschlussteil 17 angebracht und axial verschiebbar sowie radial und/oder axial abgedichtet innerhalb der Bohrung 31 im Antriebselements 10 angeordnet sein. Auch hier ist eine verschiebbare Anordnung der Schieberelemente 34 innerhalb des Antriebselements 10 und innerhalb des Anschlussteils 17 möglich.
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Um mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Schnellwechslers ein Anbaugerät anzukuppeln, wird der in der Regel an einem Baggerstiel und an der Koppel befestigte Schnellwechsler zunächst so bewegt, dass ein am Adapter oder direkt an dem Anbaugerät angeordnetes erstes bolzenförmiges Kopplungselements 3 in die klauen- bzw. gabelförmigen ersten Aufnahmebereiche 6 der ersten Aufnahme 2 eingefahren wird. Dann wird der Schnellwechsler 1 mit noch zurückgezogenen Verriegelungselementen 11 um das erste bolzenförmige Kopplungselement 3 so geschwenkt, dass das zweite Kopplungselement 5 am Adapter oder Anbaugerät zur Anlage an den Anlageflächen 8 der nach unten offenen zweiten Aufnahmebereiche 7 der zweiten Aufnahme 4 gelangt. Anschließend können die in Führungsbohrungen im Träger 1 des Schnellwechslers verschiebbar angeordneten Verriegelungselemente 11 über das als H-Zylinder ausgebildete und in Längsrichtung des Antriebselement 10 hydraulisch ausgefahren werden, so dass das zweite bolzenförmige Kopplungselement 5 von den beiden bolzenförmigen Verriegelungselementen 11 an dem Schnellwechsler 1 untergriffen und das Anbaugerät somit an dem Schnellwechsler gehalten wird.
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Bei der Verschiebung des Antriebselements 10 in die Verriegelungsstellung werden die am Mittelteil 28 des Antriebselements 10 zwischen den beiden Verriegelungselementen 11 angeordneten Schnellkupplungen 29 ebenfalls verschoben und können mit den entsprechenden Gegenstücken an einem Adapter bzw. Anbaugerät gekuppelt werden, so dass die Anbaugeräte über die Schnellkupplungen mit einem Arbeitsfluid versorgt werden können.
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Es ist ersichtlich, dass die Fluidverbindung zwischen den fest am Träger angeordneten Teilen und den relativ zum Träger beweglichen Teilen komplett ohne Schläuche erfolgen kann. Dadurch kann ein Arbeitsfluid an dem Schnellwechsler auch ohne Schlauchverbindungen nicht nur zur Betätigung des Verriegelungsmechanismus, sondern auch zur Versorgung oder Betätigung von Arbeitsgeräten zugeführt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Träger
- 2
- Erste Aufnahme
- 3
- Erstes Kopplungselement
- 4
- Zweite Aufnahme
- 5
- Zweites Kopplungselement
- 6
- Erster Aufnahmebereich
- 7
- Zweiter Aufnahmebereich
- 8
- Obere Anlagefläche
- 9
- Verriegelungseinrichtung
- 10
- Antriebselement
- 11
- Verriegelungselement
- 12
- Außenteil
- 13
- Druckraum
- 14
- Kolben
- 15
- Erster Zufuhrkanal
- 16
- Zweiter Zufuhrkanal
- 17
- Anschlussteil
- 18
- Erste Durchgangsöffnung
- 19
- Zweite Durchgangsöffnung
- 20
- Erstes Schiebeelement
- 21
- Zweites Schiebeelement
- 22
- Erste Förderöffnung
- 23
- Zweite Förderöffnung
- 24
- Dritte Förderöffnung
- 25
- Vierte Förderöffnung
- 26
- Ansatz
- 27
- Dichtung
- 28
- Mittelteil
- 29
- Schnellkupplung
- 30
- Verschlusskappe
- 31
- Förderöffnung
- 32
- Versorgungskanal
- 33
- Durchgangsöffnung
- 34
- Weiteres rohrförmiges Verbindungsstück
- 35
- Dichtung
- 36
- Förderöffnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017110586 A1 [0003]
