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Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Zusammenstellen einer solchen Messvorrichtung.
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Aus der
DE 20 2017 105 474 U1 ist ein Verbindungsknoten zum Verbinden mit einem ersten Anschlusskörper und wenigstens einem zweiten Anschlusskörper offenbart, welcher einen Verbindungszentralkörper, eine erstes Verbindungselement zum Verbinden mit dem ersten Anschlusskörper und wenigstens ein zweites Verbindungselement zum Verbinden mit dem wenigstens einen zweiten Anschlusskörper aufweist, wobei der Verbindungsknotenzentralkörper und/oder das erste Verbindungselement und/oder das zweite Verbindungselement mittels eines generativen Verfahrens und/oder mittels eines Gussverfahrens hergestellt ist/sind. Hierbei weist der Verbindungszentralkörper die jeweiligen Verbindungselemente auf, die in die Anschlusskörper hineinsteckbar sind.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Messvorrichtung mit einem Aufbau bereitzustellen, bei der Messkomponenten besonders sicher angebracht werden können und dessen Aufbau besonders kostengünstig herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird mittels einer Messvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Messvorrichtung sind als vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen, wobei die Mittel der Messvorrichtung zur Durchführung der Verfahrensschritte eingesetzt sind. Ferner sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie durch die Figuren beschrieben.
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Ein Aspekt dieser Erfindung betrifft eine Messvorrichtung mit einem Aufbau beziehungsweise einem Gerüst mit wenigstens einem Knotenpunktelement und mit wenigstens einem ersten Verbindungselement und mit wenigstens einem zweiten Verbindungselement, welche zur Zusammenstellung eines Aufbaubereichs des Aufbaus mittels des Knotenpunktelements miteinander befestigbar sind. In anderen Worten ist ein Aufbau oder einem Gerüst vorgesehen, bestehend aus mindestens dem eine Knotenpunktelement und mindestens einem ersten Verbindungselement und mindestens einem zweiten Verbindungselement. Diese werden mithilfe des Knotenpunktelements zur Zusammenstellung des Aufbaubereichs des Aufbaus miteinander befestigt. Die Verbindungselemente können als Stangenelemente ausgeführt sein und können am Knotenpunktelement angebracht werden.
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Um die Aufgabe der Erfindung zu lösen, ist vorgesehen, dass das Knotenpunktelement mindestens eine erste Aufnahme aufweist, die zum ersten Verbindungselement korrespondiert, sowie mindestens eine zweite Aufnahme, die zum zweiten Verbindungselement korrespondiert. Die Aufnahmeöffnungen der Aufnahmen sind entlang der Kugeloberfläche des Knotenpunktelements angeordnet. Das bedeutet, dass das Knotenpunktelement eine Kugelform hat und verschiedene Aufnahmeöffnungen für die Aufnahmen bereitstellt. Dadurch können die Verbindungselemente in die entsprechenden Aufnahmeöffnungen und Aufnahmen eingesteckt werden.
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Durch diese Ausgestaltung ermöglicht das Knotenpunktelement eine stabile und effiziente Verbindung der Verbindungselemente miteinander und somit auch die Zusammenstellung des Aufbaus. Jede Aufnahme ist so positioniert, dass sie spezifische Winkel zwischen den Verbindungselementen ermöglicht. Durch die genaue Anpassung der Aufnahmen an die insbesondere vorgegebenen Winkel zwischen den Verbindungselementen wird eine feste und zuverlässige Verbindung verfolgt, die zur allgemeinen Stabilität der Messvorrichtung führt. Darüber hinaus ermöglicht die Vielzahl von Aufnahmen eine flexible Konfiguration des Knotenpunktelements. Je nach Bedarf können unterschiedliche Verbindungselemente verwendet werden, die in die entsprechenden Aufnahmen eingesteckt werden, um die gewünschte Struktur zu erreichen. Dies eröffnet eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten, bei denen verschiedene Winkel und Verbindungsvarianten möglich sind.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Knotenpunktelement eine Vielzahl von Aufnahmen für die jeweiligen Verbindungselemente auf. Dadurch wird entsprechend die Anzahl der möglichen Winkel zwischen den Verbindungselementen erhöht.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Knotenpunktelement eine Vielzahl von Universalaufnahmen mit entsprechenden Universalaufnahmeöffnungen für gleich ausgebildete Einsteckbereiche der Verbindungselemente aufweist. Diese universellen Aufnahmen und Öffnungen erleichtern die Herstellung und ermöglichen, dass alle Verbindungselemente in sie eingesteckt werden können, um eine effiziente und einfache Anordnung bereitzustellen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Knotenpunktelement mindestens ein Fußelement aufweist, welches insbesondere zur Stabilisierung der Messvorrichtung anordenbar ist. Das Fußelement kann beispielsweise mit einer Silikonschicht versehen werden, um ein Verrutschen zu verhindern.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Fußelement in eine beliebige Aufnahme durch die korrespondierende Aufnahmeöffnung einsteckbar und/oder befestigbar ist. Dadurch wird das Fußelement einfach gestaltet und ermöglicht eine flexible Zusammenstellung des Aufbaus.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Knotenpunktelement ein Befestigungselement innerhalb jeweiliger Aufnahmen aufweist.
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In noch einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Verbindungselemente ein jeweiliges außenumfangsseitig angeordnetes Befestigungselement an jeweiligen Einsteckbereiche aufweisen.
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Dieses Befestigungselement kann beispielsweise ein Federelement oder eine Einrasteinrichtung sein. Durch die Integration eines solchen Befestigungselements wird eine zusätzliche Sicherung der Verbindungselemente in den entsprechenden Aufnahmen ermöglicht, wodurch eine feste und zuverlässige Befestigung der Verbindungselemente sowie eine stabile Struktur der Messvorrichtung bereitgestellt wird.
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In noch einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass wenigstens ein Anbindungselement zur Anbindung von Messkomponenten der Messvorrichtung an wenigstens eines der Knotenpunktelementen befestigbar ist. Dadurch wird eine flexible Zusammenstellung der Messvorrichtung ermöglicht. Durch die Befestigung des Anbindungselements an einem der Knotenpunktelemente können verschiedene Messkomponenten sicher an die Messvorrichtung angebracht werden. Dies eröffnet die Möglichkeit, die Messvorrichtung an die spezifischen Anforderungen und Anwendungsbereiche anzupassen. Je nach Bedarf können unterschiedliche Anbindungselemente verwendet werden, um beispielsweise Sensoren, Detektoren oder andere Messgeräte anzuschließen.
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Schließlich ist es in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass sowohl das Knotenpunktelement als auch mindestens ein Anbindungselement mittels eines 3D-Fertigungsverfahrens hergestellt werden. Dies ermöglicht eine kostengünstige, einfache und leichte Herstellung aller Komponenten aus Kunststoff durch 3D-Druck. Diese Herstellungsmethode ermöglicht eine kostengünstige, einfache und leichte Produktion aller Komponenten aus Kunststoff durch den Einsatz von 3D-Drucktechnologie. Durch den 3D-Druck können komplexe Geometrien und individuelle Anpassungen vereinfacht umgesetzt werden. Es bietet eine hohe Flexibilität bei der Gestaltung der Knotenpunktelemente und Anbindungselemente, sodass sie genau den Anforderungen der Messvorrichtung entsprechen. Das 3D-Fertigungsverfahren ermöglicht zudem die effiziente Herstellung von Prototypen und die schnelle Anpassung von Designs. Darüber hinaus ist der 3D-Druck insbesondere kostengünstiger als herkömmliche Fertigungsmethoden und ermöglicht eine schnellere Herstellung. Das runde Knotenpunktelement und/oder das Anbindungselement können somit beispielsweise aus hochwertigem Kunststoff wie PLA (Polylactid) oder ABS (AcrylnitrilButadien-Styrol) hergestellt werden, da diese Materialien häufig für den 3D-Druck verwendet werden und hierbei eine besonders gute Festigkeit und Haltbarkeit aufweisen.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zusammenstellen eines Aufbaubereichs eines Aufbaus einer Messvorrichtung, bei welchem wenigstens ein erstes Verbindungselement und wenigstens ein zweites Verbindungselement mittels wenigstens einem Knotenpunktelement miteinander befestigt werden. Hierbei ist es vorgesehen, dass das erste Verbindungselement in wenigstens eine korrespondierende erste Aufnahme und das zweite Verbindungselement in wenigstens eine korrespondierende zweite Aufnahme des Knotenpunktelements durch jeweilige entlang einer Kugeloberfläche des eine Kugelform aufweisenden Knotenpunktelements angeordnete Aufnahmeöffnungen hindurch eingesteckt werden.
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In anderen Worten ergeben sich durch den Einsatz von in Kunststoff gedruckten Bauteilen (Knotenpunkelemente) anstelle von metallischen Bauteilen verschiedene Vorteile bei der Konstruktion und Herstellung der Messvorrichtung.
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Im Vergleich zu herkömmlichen metallischen Messaufnahmen wird das Gewicht erheblich reduziert. Kunststoffe sind leichter als Metalle und ermöglichen somit eine Gewichtsersparnis bei der Gesamtkonstruktion der Messvorrichtung. Dies kann insbesondere bei tragbaren oder mobilen Anwendungen von Vorteil sein.
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Die Herstellung von 3D-gedruckten Messaufnahmen ist im Allgemeinen schneller als die Herstellung herkömmlicher Messaufnahmen. Da kein aufwendiger mechanischer Bearbeitungsprozess erforderlich ist, entfällt die Zeit für die Bearbeitung von Metall. Dies führt zu verkürzten Produktionszeiten und ermöglicht eine schnellere Markteinführung von Messvorrichtungen.
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Die gedruckten Universalanbindungen aus Kunststoff dienen als „Standardprodukte“, die für verschiedene Messaufnahmen flexibel eingesetzt werden können. Dies ermöglicht eine einfachere Konstruktion und Anpassung der Messvorrichtungen an unterschiedliche Anforderungen. Durch den Einsatz von 3D-Drucktechnologie können komplexe geometrische Formen und Strukturen bereitgestellt werden, die mit herkömmlichen Fertigungsmethoden möglicherweise schwierig oder teuer umzusetzen wären. Die gedruckten Knotenpunkte und Stützen können präzise im 3D-Drucker hergestellt werden und ermöglichen eine einfache und genaue Montage. Die Verbindung der einzelnen Komponenten wird durch das Design der gedruckten Teile erleichtert, was zu einer effizienten und stabilen Struktur führt.
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Zusammenfassend bieten 3D-gedruckte Kunststoffteile als Ersatz für metallische Bauteile in Messvorrichtungen eine Reihe von Vorteilen, darunter Gewichtsreduktion, schnellere Herstellung, Flexibilität bei der Konstruktion und einfache Montage. Dies ermöglicht eine effiziente und kostengünstige Umsetzung von Messvorrichtungen mit verbesserten Eigenschaften.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung(en). Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigen:
- 1 zeigt eine Perspektivansicht einer möglichen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung; und
- 2 zeigt eine erweiterte Perspektivansicht der Messvorrichtung mit Fokus auf Knotenpunktelemente.
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In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine Perspektivansicht einer möglichen Ausgestaltung einer Messvorrichtung 10. Die Hauptkomponenten dieser Messvorrichtung 10 sind ein Aufbau 12, ein Knotenpunktelement 14, Verbindungselemente 16 und 18 sowie ein Aufbaubereich 12a. Der Aufbau 12 besteht aus einer Zusammenstellung des Knotenpunktelements 14 und mindestens einem Verbindungselement 16.
Hierbei ist es vorgesehen, dass das Knotenpunktelement 14 wenigstens eine zum ersten Verbindungselement 16 korrespondierende erste Aufnahme 20 und wenigstens eine zum zweiten Verbindungselement 18 korrespondierende zweite Aufnahme 22 aufweist, in welche die jeweiligen Verbindungselemente 16,18 einsteckbar sind, wobei jeweilige Aufnahmeöffnungen 20a, 22a der Aufnahmen 20, 22 entlang einer Kugeloberfläche 24 des die Kugelform aufweisenden Knotenpunktelements 14 angeordnet sind.
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Das wenigstens eine Knotenpunktelement 14 in der Messvorrichtung 10 weist somit verschiedene Aufnahmen 20 auf, die für die Verbindungselemente 16 und 18 vorgesehen beziehungsweise ausgebildet sind. In Worten ist eine erste Aufnahme 20, die zum ersten Verbindungselement 16 korrespondiert, und eine zweite Aufnahme 22, die zum zweiten Verbindungselement 18 korrespondiert, vorgesehen. Diese Aufnahmen 20 und 22 befinden sich entlang der Kugeloberfläche 24 des Knotenpunktelements 14 und haben Aufnahmeöffnungen 20a beziehungsweise 22a.
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Das Knotenpunktelement 14 kann auch eine Vielzahl solcher Aufnahmen 20, 22 aber auch Universalaufnahmen 26 mit Universalaufnahmeöffnungen 26a für gleich ausgebildete in der 1 nicht gezeigte Einsteckbereiche 28 der Verbindungselemente 16, 18 aufweisen. Dies bedeutet, dass die Verbindungselemente 16, 18 alle den gleichen Einsteckbereich 28 aufweisen, wodurch ihre Herstellung vereinfacht wird.
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Darüber hinaus kann das Knotenpunktelement 14 ein Fußelement 30 aufweisen, das zum Abstellen der Messvorrichtung 10 auf einer Oberfläche ausgebildet ist. Das Fußelement 30 kann in eine beliebige Aufnahme 20, 22 oder Universalaufnahme 26 eingesteckt und befestigt werden. Ferner kann das Fußelement 30 beispielsweise eine Silikonschicht aufweisen, um nicht zu verrutschen.
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Zusätzlich können verschiedene Messkomponenten der Messvorrichtung 10 mithilfe von Anbindungselementen 36 an den Knotenpunktelementen 14 befestigt werden. Diese Anbindungselemente 36 sind beispielsweise länglich gestaltet und verfügen über eine Oberfläche, an der Messkomponenten beispielsweise eingeschraubt oder eingeklemmt werden können.
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2 zeigt eine erweiterte Perspektivansicht der Messvorrichtung 10, wobei die Knotenpunktelemente 14 besonders vergrößert dargestellt sind. Hierbei ist zu erkennen, dass das Knotenpunktelement 14 aus zwei Teilen besteht, einem ersten Teil 38 und einem zweiten Teil 40, die miteinander gesteckt und befestigt werden können. Diese zweiteilige Struktur ermöglicht eine einfache Montage und erleichtert auch die Fertigung.
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Das Knotenpunktelement 14 weist die Universalaufnahmen 26 mit Universalaufnahmeöffnungen 26a für gleich ausgebildete Einsteckbereiche 28 der Verbindungselemente 16, 18 auf. Dies bedeutet, dass die Verbindungselemente 16, 18 alle den gleichen Einsteckbereich 28 aufweisen, wodurch ihre Herstellung vereinfacht wird. Das Knotenpunktelement 14 kann auch Befestigungselemente 32 aufweisen, wie zum Beispiel Federelemente oder Einrasteinrichtungen innerhalb der jeweiligen Aufnahmen 20, 22. Alternativ können die Verbindungselemente 16, 18 auch jeweils ein äußeres Befestigungselement 34 an ihren Einsteckbereichen 28 aufweisen.
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Des Weiteren kann das Knotenpunktelement 14 eine ebene Fläche 44 oder Ebene aufweisen, an der das Fußelement 30 angeordnet ist. Dadurch wird das Fußelement 30 an einer spezifischen Fläche des Knotenpunktelements 14 positioniert, was zu einer stabileren Aufstellung der Messvorrichtung 10 führt.
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Es ist vorgesehen, dass sowohl das Knotenpunktelement 14 als auch das Anbindungselement 36 zur Verbindung von Messkomponenten der Messvorrichtung 10 mit dem Knotenpunktelement 14 mittels eines 3D-Fertigungsverfahrens hergestellt werden.
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Bei der Herstellung des Knotenpunktelements 14 und des Anbindungselements 36 für die Verbindung von Messkomponenten mit dem Knotenpunktelement 14 wird ein 3D-Fertigungsverfahren eingesetzt. Dieses Verfahren ermöglicht die präzise und maßgeschneiderte Produktion der Komponenten durch schichtweises Auftragen und Aushärten von Material.
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Für das Knotenpunktelement 14 werden die beiden Teile, der erste Teil 38 und der zweite Teil 40, separat hergestellt und anschließend miteinander verbunden. Das 3D-Fertigungsverfahren ermöglicht eine hohe Flexibilität bei der Gestaltung der Aufnahmen 20, 22, Aufnahmeöffnungen 20a, 22a und anderen strukturellen Merkmalen des Knotenpunktelements, um eine korrespondierende Passform und Funktionalität zu in der dadurch bereitgestellten Steckverbindung bereitzustellen.
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Ebenso wird das Anbindungselement 36 mittels 3D-Fertigungsverfahrens beziehungsweise 3D-Druckverfahren hergestellt. Es wird in einer erweiterbaren Form ausgestaltet, um verschiedene Messkomponenten aufnehmen zu können oder solche an diese anordnen oder befestigen zu können. Die Oberfläche des Anbindungselements 36 wird entsprechend ausgestaltet, um eine sichere Verschraubung oder Klemmung der Messkomponenten zu ermöglichen und somit den Aufbau 12 besonders sicher bereitzustellen, insbesondere hinsichtlich der besonders teuren Messkomponenten.
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Die Verwendung des 3D-Fertigungsverfahrens beziehungsweise 3D-Druckverfahrens für sowohl das Knotenpunktelement 14 als auch das Anbindungselement 36 ermöglicht somit eine besondere effiziente und präzise Herstellung beziehungsweise Produktion, da komplexe geometrische Formen und maßgeschneiderte Strukturen einfacher durchgeführt werden können.
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Ferner ist es ebenfalls vorgesehen, dass ein Verfahren zur Zusammenstellung des Aufbaubereichs 12a der Messvorrichtung 10 angewendet wird, bei dem das erste Verbindungselement 16 und das zweite Verbindungselement 18 mittels des Knotenpunktelements 14 miteinander verbunden werden. Das erste Verbindungselement 16 wird in die entsprechende erste Aufnahme 20 und das zweite Verbindungselement 18 in die entsprechende zweite Aufnahme 22 des Knotenpunktelements 14 durch die entsprechenden Aufnahmeöffnungen 20a entlang der Kugeloberfläche 24 des Knotenpunktelements 14 eingesteckt.
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Zusammenfassend beschreibt die Erfindung Knotenpunkte beziehungsweise Knotenpunktelemente und Halter für Messaufnahmen einer Messvorrichtung 10 aus einem Kunststoff, hergestellt durch einen 3D Drucker.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202017105474 U1 [0002]
