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Die Erfindung betrifft eine Füllmaschine zur Befüllung von pharmazeutischen Behältnissen, umfassend: ein Maschinengestell mit einer Arbeitsfläche zur Anordnung einer Mehrzahl von Arbeitsstationen, wobei eine der Arbeitsstationen eine Wiegestation ist, mit einem Wiegebereich, in welchem die pharmazeutischen Behältnisse insbesondere vereinzelt gewogen werden, wobei in dem Wiegebereich mindestens eine Wiegezelle angeordnet ist und wobei der Wiegebereich über einen Schwingungsisolationsbereich hinweg zu der Arbeitsfläche beabstandet ist.
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Aus der
DE 10 2018 200 068 A1 ist eine als Kapselfüllmaschine ausgebildete Füllmaschine bekannt. Eine Überführungsvorrichtung entnimmt die zu wiegenden Kapseln aus einer Transportvorrichtung und überführt die Kapseln in einen Wiegebereich mit einer Wiegezelle. Die Wiegezelle ist in dem Wiegebereich mit einer Wiegeaufnahme verbunden, welche auf einer Arbeitsfläche der Kapselfüllmaschine angeordnet ist.
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Bei dieser bekannten Anordnung werden während des Betriebs auftretende Schwingungen der Kapselfüllmaschine und/oder Gebäudeschwingungen über die Arbeitsfläche auf die Wiegezelle übertragen. Die Schwingungen stören den Wiegevorgang empfindlich und verhindern eine exakte Messung des Kapselgewichts.
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Um eine genauere Messung zu ermöglichen, ist es aus nicht-druckschriftlichem Stand der Technik bekannt, in einem Schwingungsisolationsbereich zwischen der Arbeitsfläche und der Wiegezelle Federn anzuordnen. Nachteilig ist dabei, dass die Federn mit steigender Qualität der Schwingungsisolation weicher werden und dadurch empfindlich auf Resonanzanregungen reagieren. Die Resonanz geht insbesondere mit einer signifikanten Resonanzamplitude der Federschwingung einher, welche an die Wiegezelle übertragen wird und die exakte Gewichtsmessung behindert.
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Alternativ ist es aus nicht-druckschriftlichem Stand der Technik bekannt, die Wiegeaufnahme in senkrechter Richtung relativ zu der Arbeitsfläche zu verlängern und direkt auf dem Gebäudeboden abzustellen, wobei die Wiegeaufnahme über einen Schwingungsisolationsbereich zu der Arbeitsfläche und zu einem Maschinengestell beabstandet ist. Hierdurch ist die Wiegezelle zwar von den Schwingungen der Füllmaschine entkoppelt; stattdessen werden aber Gebäudeschwingungen direkt auf die Wiegezelle übertragen, sodass diese einen negativen Einfluss auf den Wiegevorgang haben.
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Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Füllmaschine anzugeben, welche ein besonders genaues Wiegen der pharmazeutischen Behältnisse ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird bei einer Füllmaschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass in dem Schwingungsisolationsbereich ein Stator und ein elektromagnetisch mit dem Stator gekoppelter Mover angeordnet sind, wobei der Mover über einen schwingungsisolierend wirksamen Arbeitsspalt zu einer Antriebsfläche des Stators beabstandet ist, wobei die Wiegezelle auf einer der Antriebsfläche abgewandten Oberseite des Movers angeordnet ist.
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Der Stator umfasst vorzugsweise eine Mehrzahl von bestromten Spulen, die mit Permanentmagneten des Movers zusammenwirken und den Mover in einem schwebenden Zustand halten. Treten Schwingungen der Füllmaschine und/oder Gebäudeschwingungen auf, werden diese aufgrund der Trägheit des Movers gegenüber dem Stator nur gedämpft über den Arbeitsspalt auf den Mover übertragen.
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Die Anordnung der Wiegezelle auf der Oberseite des Movers ermöglicht es, die Wiegezelle weitestgehend von den Schwingungen der Füllmaschine und/oder von Gebäudeschwingungen zu isolieren und das Gewicht der Behältnisse exakt zu bestimmen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Stator auf der Arbeitsfläche des Maschinengestells angeordnet oder in der Arbeitsfläche des Maschinengestells integriert. Dies ermöglicht einen platzsparenden Aufbau der Füllmaschine. Insbesondere ist es möglich, den Wiegebereich in räumlicher Nähe zu einer Transportvorrichtung der Füllmaschine anzuordnen.
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Bevorzugt ist der Mover relativ zu der Antriebsfläche antreibbar bewegbar, insbesondere in einer zu der Antriebsfläche parallelen Bewegungsebene und/oder entlang einer zu der Antriebsfläche senkrechten Achse und/oder um eine zu der Antriebsfläche parallele Kippachse. Die Bewegbarkeit des Movers in zu der Antriebsfläche paralleler Richtung ermöglicht eine exakte Ausrichtung der Wiegezelle relativ zu dem zu wiegenden Behältnis. Die Verkippung des Movers um eine Kippsachse ermöglicht es, eine relativ zu der Richtung der Gewichtskraft gemessene Neigung der Füllmaschine und/oder Arbeitsfläche auszugleichen und die Wiegezelle insbesondere parallel zu der Gewichtskraft auszurichten.
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Ferner ist es bevorzugt, dass in einem Verbindungsbereich zwischen der Oberseite des Movers und der Wiegezelle ein zusätzliches Dämpfungselement angeordnet ist. Das zusätzliche Dämpfungselement stellt eine Möglichkeit dar, die Wiegezelle weitestgehend von den Bewegungen des Movers zu entkoppeln und so die Schwingungsisolation weiter zu verbessern.
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Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Wiegezelle einen Behältnishalter zum Halten eines pharmazeutischen Behältnisses umfasst und einen Windschutz, der einen Innenraum zur Aufnahme des Behältnishalters umgrenzt. Die Genauigkeit des Wegevorgangs kann auch durch auftretende Luftströme negativ beeinflusst sein. Der Windschutz ermöglicht es, das Behältnis während des Wiegevorgangs gegen störende Luftströme abzuschirmen.
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Des Weiteren bevorzugt sind eine Mehrzahl von Wiegezellen auf der Oberseite des Movers angeordnet. Dies ermöglicht ein simultanes Wiegen mehrerer Behältnisse in dem Wiegebereich, wodurch sich die insgesamt für den Wiegevorgang benötigte Zeit reduziert.
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Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Füllmaschine eine Kapselfüllmaschine zur Befüllung von Kapseln mit einem Kapseloberteil und einem Kapselunterteil ist und dass die Kapseln die pharmazeutischen Behältnisse bilden. In derartige Kapseln werden häufig pharmazeutische Wirkstoffe abgefüllt, wobei die Wirksamkeit und Sicherheit der Wirkstoffe insbesondere von der Dosierung abhängig ist. Eine erfindungsgemäße Kapselfüllmaschine ermöglicht eine exakte Gewichtsmessung der in die Kapseln eingefüllten Wirkstoffe und somit eine exakte Dosierung.
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Ferner ist es bevorzugt, dass die Füllmaschine eine Erfassungsvorrichtung zur Erfassung von Schwingungen zumindest eines Teilbereichs der Füllmaschine umfasst. Die Erfassungsvorrichtung ermöglicht es, Informationen über die Amplitude und/oder die Frequenz der auftretenden Schwingungen zu erhalten und die Füllmaschine für einen möglichst schwingungsarmen Betrieb zu optimieren.
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Insbesondere ist es bevorzugt, dass der Teilbereich der Füllmaschine eine sich infolge der Schwingungen verändernde Höhe des Arbeitsspalts betrifft. Die Erfassung der Änderungen der Höhe des Arbeitsspalts ermöglicht es, Informationen über die Amplitude und/oder Frequenz der im Schwingungsisolationsbereich auftretenden Schwingungen zu erhalten. Die Informationen können beispielsweise genutzt werden, um die mit dem Schwebezustand des Movers einhergehende Parameter des Stators für einen möglichst schwingungsarmen Betrieb zu optimieren.
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Besonders bevorzugt weist die Erfassungsvorrichtung einen Beschleunigungssensor auf, wobei der Beschleunigungssensor an dem Mover angeordnet ist. Der Beschleunigungssensor stellt eine einfache Möglichkeit dar, die an dem Mover auftretenden Schwingungen zu erfassen.
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Insbesondere ist es bevorzugt, dass die auf der Oberseite des Movers angeordnete Wiegezelle als Beschleunigungssensor nutzbar ist oder genutzt ist. Hierdurch können die an dem Mover auftretenden Schwingungen ohne die Anordnung eines zusätzlichen Bauteils an dem Mover erfasst werden, wodurch ein besonders einfacher Aufbau der Erfassungsvorrichtung möglich ist.
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Ferner ist es bevorzugt, dass die Erfassungsvorrichtung mit einer Steuervorrichtung gekoppelt ist, welche eine Bewegung des Movers relativ zu der Antriebsfläche steuert, wobei die Ansteuerung des Movers erfolgt in Abhängigkeit der von der Erfassungsvorrichtung erfassten Schwingungen zumindest eines Teilbereichs der Füllmaschine. Dies ermöglicht eine aktive Schwingungsisolation des Movers bzw. der Wiegezelle.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform.
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In der Zeichnung zeigt
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Füllmaschine;
- 2 eine Seitenansicht eines Stators und eines Movers mit einer Wiegezelle entlang einer in 1 mit II - II bezeichneten Schnittebene;
- 3 eine perspektivische Ansicht eines Wiegebereichs und eines Schwingungsisolationsbereichs;
- 4 eine perspektivische Ansicht des Wiegebereichs und des Schwingungsisolationsbereichs während eines Wiegevorgangs eines Behältnisses;
- 5 eine Ausführungsform eines Stators und eines Movers mit mehreren auf dem Mover angeordneten Wiegezellen; und
- 6 eine Ausführungsform eines Stators und eines Movers mit einem zusätzlichen Dämpfungselement.
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Eine Füllmaschine zur Befüllung von pharmazeutischen Behältnissen ist in der Zeichnung insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet.
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Die in den Figuren dargestellte Füllmaschine 10 ist insbesondere als Kapselfüllmaschine ausgebildet, wobei die Kapseln die pharmazeutischen Behältnisse 12 bilden. Es ist aber auch denkbar, Füllmaschinen 10 für andere pharmazeutische Behältnisse 12 wie beispielsweise Vials, Ampullen oder Dosen vorzusehen.
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Die Füllmaschine 10 umfasst ein Maschinengestell 14 mit einer Arbeitsfläche 16 (vergleiche 1). Auf der Arbeitsfläche 16 sind eine zentrale Transportvorrichtung 18 und eine Mehrzahl von Arbeitsstationen, beispielsweise mindestens eine Behältniszuführstation 19 und eine Füllstation 21 sowie eine Wiegestation 24, angeordnet.
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Die Transportvorrichtung 18 ist um eine Antriebsachse 20 drehbar antreibbar und weist randseitige Aufnahmen 22 zur Aufnahme der Behältnisse 12 auf. Die Drehbewegung ermöglicht einen Transport der Behältnisse 12 zwischen den Arbeitsstationen 19, 21, 24.
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Um das Gewicht eines leeren oder befüllten Behältnisses 12 zu bestimmen, werden die Behältnisse 12 in die Wiegestation 24 verbracht. In der Wiegestation 24 werden die Behältnisse 12 mittels einer Überführungsvorrichtung 26 aus den Aufnahmen 22 der Transportvorrichtung 18 entnommen und in einen Wiegebereich 28 überführt, wobei die Behältnisse 12 während des Überführens in der Überführungsvorrichtung 26 gehalten werden.
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In dem Wiegebereich 28 werden die Behältnisse 12 vereinzelt an eine Wiegezelle 30 übergeben und das Gewicht der Behältnisse 12 bestimmt. Während des Wiegevorgangs können Schwingungen der Füllmaschine 10 und/oder Gebäudeschwingungen die Messung der Wiegezelle 30 empfindlich stören. Zur Schwingungsisolation der Wiegezelle 30 ist der Wiegebereich 28 daher über einen Schwingungsisolationsbereich 32 von der Arbeitsfläche 16 beabstandet.
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In dem Schwingungsisolationsbereich 32 sind ein Stator 34 und ein elektromagnetisch mit dem Stator 34 gekoppelter Mover 36 angeordnet, wobei die Wiegezelle 30 auf einer dem Stator 34 abgewandten Oberseite 38 angeordnet ist. Der Stator 34 ist insbesondere in der Arbeitsfläche 16 integriert. In an sich bekannter Weise wirken innerhalb des Movers 36 angeordnete Permanentmagnete mit bestromten Spulen des Stators 34 zusammen und halten den Mover 36 in einem schwebenden Zustand oberhalb des Stators 34 (vergleiche 2).
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Der schwebende Zustand des Movers 36 geht mit der Ausbildung eines schwingungsisolierenden Arbeitsspalts 40 zwischen einer Antriebsfläche 42 des Stators 34 und dem Mover 36 einher. Auftretende Schwingungen werden zwar über die Arbeitsfläche 16 an den Stator 34 übertragen, aufgrund der Trägheit des Movers 36 gegenüber den Bewegungen des Stators 34 aber nur gedämpft an die Wiegezelle 30 geleitet. Auf diese Weise ist die Wiegezelle 30 ist während des Wiegevorgangs weitestgehend von den störenden Schwingungen isoliert.
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Um ein zu wiegendes Behältnis 12 aufzunehmen und während des Wiegevorgangs an der Wiegezelle 30 zu halten, weist die Wiegezelle 30 einen Behältnishalter 44 auf. Dieser ist insbesondere auf die Größe des Behältnisses 12 abgestimmt und hält das Behältnis 12 in einer vorgegebenen Lage.
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Der Wiegevorgang kann auch von in dem Wiegebereich 28 auftretenden Luftströmen negativ beeinflusst werden. Vorzugsweise ist daher ein Windschutz 46 vorgesehen, welcher einen Innenraum 48 zur Aufnahme des Behältnishalters 44 umgrenzt. Auf diese Weise können der Behältnishalter 44 und das zu wiegende Behältnis 12 während des Wiegevorgangs vor störenden Luftströmen abgeschirmt werden.
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Die Füllmaschine 10 umfasst vorzugsweise eine Erfassungsvorrichtung 50, welche die auftretenden Schwingungen insbesondere im Bereich des Arbeitsspalts 40 erfasst. Hierzu weist die Erfassungsvorrichtung 50 beispielsweiseeinen Beschleunigungssensor 52 auf, welcher vorzugsweise an dem Mover 36 angeordnet ist. Es ist aber auch möglich, den Stator 34 und den Mover 36 zur Erfassung von Schwingungen im Bereich des Arbeitsspalts 40 zu nutzen. Verändert sich die Höhe des Movers 36 oberhalb der Antriebsfläche 42 geht dies mit einer veränderten Bestromung der Spulen des Stators 34 einher. Eine Analyse der Bestromung der Spulen ermöglicht daher Rückschlüsse auf die auftretenden Schwingungen.
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Die Erfassungsvorrichtung 50 ist vorzugsweise mit einer Steuervorrichtung 54 gekoppelt, wobei die Steuervorrichtung 54 die Höhe des Arbeitsspalts 40 oberhalb der Antriebsfläche 42 steuert. Die Kopplung der Erfassungsvorrichtung 50 mit der Steuervorrichtung 54 ermöglicht eine aktive Schwingungsisolation der Wiegezelle 30. Dabei erfolgt die Ansteuerung des Movers 36 in Abhängigkeit der von der Erfassungsvorrichtung 50 erfassten Schwingungen und ist diesen entgegengerichtet. Bestmöglich heben sich die Schwingungen auf, und die Wiegezelle 30 steht während des Wiegevorgangs still.
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Die Antriebsfläche 42 des Stators 34 definiert eine gerade x-y-Ebene 56, wobei der Mover 36 mittels den bestromten Spulen des Stators 34 vorzugsweise relativ zu x-y-Ebene in horizontaler und vertikaler Richtung bewegbar antreibbar ist. Hierdurch ist der Mover 36 frei in einem Raum positionierbar, welcher durch die x-y-Ebene 56 und einer dazu senkrechten z-Achse 58 definiert ist.
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Der Mover 36 ist vorzugsweise um Kippachsen 60, 62, welche parallel zu der Antriebsfläche 42 verlaufen, verkippbar. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Neigung der Antriebsfläche 42 relativ zu der Schwerkraftsrichtung 64 ausgeglichen werden, und die Wiegezelle 30 kann präzise entlang der Schwerkraftsrichtung 64 ausgerichtet werden.
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Die Bewegbarkeit des Movers 36 kann insbesondere zur Positionierung der Wiegezelle 30 in dem Wiegebereich 28 relativ zu der Überführungsvorrichtung 26 und den zu wiegenden Behältnissen 12 genutzt werden (vergleiche 3). Die Behältnisse 12 werden von der Überführungsvorrichtung 26 aus den Aufnahmen 22 der Transportvorrichtung 18 entnommen und in den Wiegebereich 28 überführt, wobei sich die Überführungsvorrichtung 26 um eine Überführungsdrehachse 66 dreht. Der Mover 36 kann sich dabei an einer freien Position innerhalb der x-y-Ebene 56 befinden.
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Für den Wiegevorgang wird der Mover 36 innerhalb der x-y-Ebene 56 bewegt und in eine erste Messposition relativ zu der Überführungsvorrichtung 26 gebracht (vergleiche 4). In der Messposition ist der Mover 36 mit der Wiegezelle 30 derart ausgerichtet, dass ein erstes zu wiegendes Behältnis 12 direkt oberhalb des Behältnishalters 44 der Wiegezelle 30 angeordnet ist. In dieser Position wird die Überführungsvorrichtung 26 parallel zu der Überführungsdrehachse 66 abgesenkt und das zu wiegende Behältnis 12 an den Behältnishalter 44 der Wiegezelle 30 übergeben. Die Überführungsvorrichtung 26 wird anschließend in ihre vertikale Ausgangsposition verbracht.
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Die Bestimmung des Gewichts des Behältnisses 12 mittels der Wiegezelle 30 kann an der Messposition selbst erfolgen oder einer Bewegung des Movers 36 innerhalb der x-y-Ebene nachgeordnet sein, wobei die Wiegezelle 30 mit dem Behältnis 12 beispielsweise an eine besonders schwingungsarme und/oder windstille Position verbracht wird.
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Nach einem wiederholten Ausrichten der Überführungsvorrichtung 26 und des Behältnishalters 44 der Wiegezelle 30 wird mittels eines erneuten Absenkens der Überführungsvorrichtung das Behältnis 12 wieder von der Überführungsvorrichtung 26 aufgenommen und in dieser gehalten.
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Zur Gewichtsbestimmung weiterer Behältnisse 12 wird der Mover 36 in weitere Messpositionen innerhalb der x-y-Ebene 56 verbracht, wobei der Behältnishalter 44 der Wiegezelle 30 zu den in der Überführungsvorrichtung 26 gehaltenen Behältnissen 12 ausgerichtet wird.
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Es ist aber auch möglich, den Mover 36 an einer festen Position innerhalb der x-y-Ebene 56 zu belassen und die Ausrichtung mittels der Drehung der Überführungsvorrichtung 26 um die Überführungsdrehachse zu erreichen.
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In 5 ist eine weitere Ausführungsform eines Stators 34 und eines Movers 36 dargestellt. Abweichend von der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind auf einer Oberseite des Movers 36 drei Wiegezellen 30 angeordnet, wodurch eine simultane Messung von drei Behältnissen 12 möglich ist.
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Eine weitere Ausführungsform eines Stators 34 und eines Movers 36 ist in 6 dargestellt. In einem Verbindungsbereich 68 zwischen der Oberseite 38 des Movers 36 und der Wiegezelle 30 ist ein zusätzliches Dämpfungselement 70 angeordnet. Dabei kann es sich beispielsweise um ein schwingungsdämpfendes Elastomer handeln. Das zusätzliche Dämpfungselement 70 wirkt entkoppelnd und bewirkt somit eine weitere Verbesserung der Schwingungsisolation der Füllmaschine 10.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018200068 A1 [0002]
