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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein abgeschirmtes Kabel.
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Stand der Technik
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Mit der Verbreitung von Elektrofahrzeugen und dergleichen in den letzten Jahren wurde ein Antriebsmechanismus unter Verwendung eines Rad-Naben-Motor-System (In-Rad-Motorsystem), unter dem Gesichtspunkt der Sicherung eines Innenraums und Erreichen der Stabilität des Fahrzeugs untersucht (siehe zum Beispiel Patentliteraturdokumente 1–5). Hochspannungskabel zur Energieversorgung zu den Rad-Naben-Motoren werden gefordert, die in einen begrenzten Raum verlegt werden. Die Hochspannungskabel sind weiterhin gefordert, abgeschirmt zu sein als Maßnahme gegen Geräusche, die durch die Motoren und so weiter erzeugt werden.
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Um solche Anforderungen zu erfüllen, sind abgeschirmte Kabel unter Verwendung einer spiralförmig gewickelten Abschirmschicht oder unter Verwendung eines Gummi-basierenden Isolators vorgeschlagen worden. Darüber hinaus sind abgeschirmte Kabel unter Verwendung eines elektrischen Leiters, der ein hoch zugfestes Material ist, ebenso vorgeschlagen worden (siehe zum Beispiel Patentliteraturdokumente 6 bis 10).
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Zitierungsliste Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: JP-A-2011-961
- Patentliteratur 2: JP-A-2010-221902
- Patentliteratur 3: JP-A-2009-96429
- Patentliteratur 4: JP-A-2008-1241
- Patentliteratur 5: JP-A-2007-276738
- Patentliteratur 6: JP-A-2010-225571
- Patentliteratur 7: JP-A-2007-311106
- Patentliteratur 8: JP-A-2007-311043
- Patentliteratur 9: JP-A-2007-305479
- Patentliteratur 10: JP-A-2007-299558
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Jedoch haben die abgeschirmten Kabel, beschrieben in Patentliteraturen 6 bis 10, die folgenden Probleme. Da die Abschirmschicht aus metallischen Drähten besteht und der Isolator aus weichem Gummimaterial hergestellt ist, besteht die Möglichkeit, dass der Isolator durch das Abschirmschichtgeflecht abgenutzt wird, mit dem Ergebnis eines Kurzschlusses zwischen dem Geflecht und der Leitung, die im Inneren des Isolators angeordnet ist. Weiterhin besteht die Möglichkeit, wenn Drähte des Geflechts brechen, dass gebrochene Drähte den Isolator durchstoßen können und so einen Kurzschluss zwischen den Drähten und dem inneren Draht verursachen. Hinzu kommt, dass das Geflecht nicht der Flexibilität des inneren Drahtes und Mantels entspricht, wodurch es schwierig gemacht ist, das abgeschirmte Kabel in einen begrenzten Raum zu legen.
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Die Erfindung wurde gemacht, um solche Probleme, wie vorangehend genannt, zu überwinden. Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein abgeschirmtes Kabel bereitzustellen, welches in einem begrenzten Raum verlegt werden kann, und welches einen Kurzschluss, der zwischen der Abschirmschicht und dem inneren Leiter auftritt, verhindert.
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Lösung des Problems
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Ein Aspekt der Erfindung schafft ein abgeschirmtes Kabel, beinhaltend: zumindest einen Leiter; einen Isolator, mit dem eine Oberfläche des zumindest einen Leiters beschichtet ist, der Isolator hat eine Härte von 10 oder mehr und 90 oder weniger, und eine Abschirmschicht, angeordnet an einer Außenseite des Isolators, die Abschirmschicht wird durch Flechten von plattierten Fasern gebildet.
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Gemäß dem abgeschirmten Kabel, da der Isolator eine Härte von 10 oder mehr aufweist, kann der Isolator Vibrationsverschleiß widerstehen und es kann verhindert werden, dass dieser durch das Geflecht durchstoßen wird. Da die Härte des Isolators 90 oder weniger ist, hat das abgeschirmte Kabel eine gewisse Flexibilität, wodurch es möglich gemacht ist, das abgeschirmte Kabel in einem begrenzten Raum zu legen.
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Weiterhin ist die Abschirmschicht aus plattierten Fasern gebildet. Da die Fasern leichtgewichtig sind und hohe Vibrationsdämpfungseigenschaften haben, wird dadurch verhindert, dass der Isolator durch die Abschirmschicht abgenutzt wird. Auch wenn die plattierten Fasern brechen, durchstoßen die gebrochenen Fasern nicht den Isolator aufgrund seiner natürlichen Eigenschaften. Zusätzlich, da die Fasern hochverformbar sind, kann das abgeschirmte Kabel in einen begrenzten Raum gelegt werden. Dadurch ist es möglich, ein abgeschirmtes Kabel zur Verfügung zu stellen, das in einem begrenzten Raum verlegt werden kann, und bei dem das Kurzschluss-Problem zwischen der abgeschirmten Schicht und dem inneren Draht verhindert werden kann.
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In dem abgeschirmten Kabel können die Fasern hochreisfeste Fasern sein. Gemäß diesem abgeschirmten Kabel, da die Fasern hochreisfeste Fasern sind, haben die Fasern eine Festigkeit von 2 GPa oder mehr und die Abschirmschicht hat einen hervorragenden Schneidwiderstand und eine hervorragende Sclag-Durchstoßfestigkeit. Bei diesem abgeschirmten Kabel kann daher verhindert werden, dass dieses durch verstreute Steine oder dergleichen, beschädigt wird.
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In dem abgeschirmten Kabel kann die Abschirmschicht durch ein Geflecht gebildet werden, das eine Flechtdichte von 85% oder mehr und 98% oder weniger und einen Geflechtwiderstand von 0,096 Ω/m oder weniger aufweist.
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Gemäß diesem abgeschirmten Kabel, da die Abschirmschicht aus einem Geflecht gebildet ist, das eine Flechtdichte von 85% oder mehr aufweist, und einen Geflechtwiderstand von 0,096 Ω/m oder weniger aufweist, ist die Abschirmwirkung gleich oder besser als die herkömmlicher Abschirmschichten im allgemeinen Gebraucht in Bezug auf die Abschirmung durch die Absorptions-Klemm-Methode. Weiterhin, da diese Schirmschicht aus einem Geflecht gebildet ist, mit einer Flechtdichte von 98% oder weniger, kann die Abschirmschicht ausgezeichnete Biegefestigkeit aufweisen.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß dem Aspekt der Erfindung ist es möglich, ein abgeschirmtes Kabel, das in einem begrenzten Raum verlegt werden kann, und das einen Kurzschluss verhindert, der zwischen der abgeschirmten Schicht und dem inneren Draht auftritt, bereitzustellen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1A ist eine Querschnittsansicht eines abgeschirmten Kabels gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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1B ist eine Seitenansicht des abgeschirmten Kabels gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
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2 ist ein Diagramm, das die Eigenschaften der Abschirmschichten zeigt.
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3 ist ein Diagramm, das die Biegefestigkeiten der Abschirmschichten zeigt.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. 1A und 1B zeigen die Konfiguration eines abgeschirmten Kabels gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 1A ist eine Querschnittsansicht und 1B ist eine Seitenansicht. Ein abgeschirmtes Kabel 1, gezeigt in 1A und 1B, beinhaltet einen Leiter 10, einen Isolator 20, mit dem eine Oberfläche des Leiters 10 beschichtet ist, und eine Abschirmschicht 30, die auf dem äußeren Umfang des Isolators 20 angeordnet ist.
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Der Leiter 10 ist z. B. aus einem weichgeglühten Kupferdraht, einem silberplattierten, weichgeglühten Kupferdraht, einem zinnplattierten, weichgeglühten Kupferdraht, einem zinnplattierten Kupferlegierungsdraht oder dergleichen, hergestellt. Obwohl diese Ausführungsform einen Leiter 10 beinhaltet, können zwei oder mehrere Leiter enthalten sein. Der Leiter 10 hat geeignet festgelegte Werte für den Durchmesser und dergleichen gemäß seiner Spezifikationen.
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Der Isolator 20 ist ein Element, welches derart angeordnet ist, dass es die Oberfläche des Leiters 10 abdeckt und ist aus einem Material hergestellt, das eine Härte von 10 bis 90 hat. Die Werte der Härte hierbei sind Werte gemessen mit einem JIS K-6253 Härteprüfer, Typ A (Schor-A; ISO-7619 Härteprüfer). Insbesondere ist der Isolator 20 aus Silikon-Gummi, Fluor-Harz, Ethylen/Propylen-Gummi, Chloropren-Gummi oder dergleichen.
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Die Abschirmschicht 30 ist aus Geflecht von plattierten Fasern gebildet. Insbesondere ist die Abschirmschicht 30 durch das Präparieren einer Mehrzahl von Bündeln von plattierten Fasern und Flechten der Bündel konfiguriert.
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Da der Isolator 20 eine Härte von 10 oder mehr aufweist, kann der Isolator 20 Vibrationsverschleiß widerstehen und kann davor geschützt werden, von dem Geflecht durchstoßen zu werden. Da die Härte des Isolators 20 90 oder weniger ist, weist das abgeschirmte Kabel eine gewisse Flexibilität auf, wodurch es möglich ist, das abgeschirmte Kabel in einen begrenzten Raum zu verlegen.
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Darüber hinaus ist die Abschirmschicht 30 aus plattierten Fasern konfiguriert. Da die Fasern leichtgewichtig sind und hohe Vibrationsdämpfungseigenschaften aufweisen, ist der Isolator 20 davor geschützt, durch die Abschirmschicht 30 verschlissen zu werden. Weiterhin, da die Abschirmschicht 30 aus plattierten Fasern gebildet ist, durchstoßen die Fasern nicht den Isolator 20, auch wenn Faserbruch aufgetreten ist. Zusätzlich, da die Fasern stark verformbar sind, kann das abgeschirmte Kabel in einen begrenzten Raum verlegt werden.
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Die Fasern sind hochreisfeste Fasern. Die Fasern haben daher eine Festigkeit von 2–8 GPa. Die Abschirmschicht hat daher eine hervorragende Schnittfestigkeit und eine hervorragende Schlag-Durchstoßfestigkeit und kann verhindern, dass das abgeschirmte Kabel von herumfliegenden Steinen oder dergleichen beschädigt wird. Beispiele von hochreisfesten Fasern umfassen Para-Aramid-Fasern, PPO (Poly(P-Phenylenebenzobisoxazole)) Fasern, und Poly-Arylate Fasern.
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Die Abschirmschicht 30 ist aus einem Geflecht gebildet, das eine Flechtdichte von 85–98% aufweist und einen Geflechtwiderstand von 0,096 Ω/m oder weniger aufweist. Da die Abschirmschicht 30 aus einem Geflecht mit einer Flechtdichte von 85% oder mehr gebildet ist und einen Geflechtwiderstand von 0,096 Ω/m oder weniger aufweist, kann ein Abschirmeffekt, der gleich oder besser ist als der von konventionellen Abschirmschichten in dem allgemeinen Gebrauch in Bezug auf Abschirmeffekt, bestimmt durch die Absorptions-Klemm-Methode sichergestellt werden.
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2 ist ein Diagramm, das die Eigenschaften der Abschirmschichten 30 zeigt. Aus den Beispielen gezeigt in 2 sind in den Beispielen 1 und 2 jede Abschirmschicht 30 durch Flechten von vierundzwanzig Bündeln erhalten, wobei jedes aus Polyarylat-Fasern (440 dtex) plattiert mit Zinn oder Kupfer in einer geeigneten Dicke gebildet ist. Die Abschirmschicht des Beispiels 1 hat eine Flechtdichte von 85% und einen Geflechtwiderstand von 0,096 Ω/m und die Abschirmschicht von Beispiel 2 hat eine Flechtdichte von 97% und einen Geflechtwiderstand von 0,052 Ω/m.
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Vergleichsbeispiel ist eine Hülse aus Glasfasern, gewickelt in eine zinnplattierte Kupferfolie und die Hülse hat eine Flechtdichte von 65% und einen Geflechtwiderstand von 0,130 Ω/m.
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Wie in 2 gezeigt, wird ein Abschirmeffekt von 20 dB oder mehr über den Frequenzbereich von 9 kHz bis 1 GHz in allen der Beispielen 1 und 2 und dem Vergleichsbeispiel erreicht. Jedoch zeigen die Beispiele 1 und 2 einen höheren Abschirmeffekt als das Vergleichsbeispiel. Somit kann durch Festlegung der Geflechte der Art, dass dieser eine Flechtdichte von 85% oder mehr und einen Geflechtwiderstand von 0,096 Ω/m oder weniger haben der Abschirmeffekt gleich oder besser als der von konventionellen Abschirmschichten im allgemeinen Gebrauch sichergestellt werden, wobei der Abschirmeffekt durch die Absorptions-Klemm-Methode bestimmt wird.
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3 ist ein Diagramm, welches die Biegefestigkeit von Abschirmschichten 30 zeigt. Messungen zum Bestimmen der Eigenschaften, gezeigt in 3, werden in folgender Weise durchgeführt. Jede Abschirmschicht 30 ist entlang einer R-20 Führung angeordnet und eine Belastung von 400 g ist daran angelegt. Der Abstand zwischen der befestigten Seite und der bewegten Seite wird auf 40 mm eingestellt, und die Hub- und die Umdrehungsrate sind auf 100 mm und 100 Zyklen/min jeweils festgelegt. Unter den vorangenannten Bedingungen wird die Anzahl der Zyklen gefordert für den Geflechtwiderstand erhöht um 10% gezählt.
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Bei der Messung hat eine Abschirmschicht 30 mit einer Flechtdichte von 80% eine Anzahl von Biegungen von 30.000. Eine Abschirmschicht 30 mit einer Flechtdichte von 85% hat eine Anzahl von Biegungen von 29.000. Eine Abschirmschicht 30 mit einer Flechtdichte von 96% hat eine Anzahl von Biegungen von 26.000. Eine Abschirmschicht 30 mit einer Flechtdichte von 100% hat eine Anzahl von Biegungen von 24.000. Weiterhin eine Abschirmschicht 30 mit einer Flechtdichte von 118% hat eine Anzahl von Biegungen von 20.000.
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Die Ergebnisse zeigt, dass es, um eine Anzahl von Biegungen von 25.000 sicherzustellen, notwendig ist, dass die Abschirmschicht eine Flechtdichte von 98% oder weniger haben sollte. Durch Festlegung der Flechtdichte von 98% oder weniger kann eine Abschirmschicht mit einer hervorragenden Biegesteifigkeit zur Verfügung gestellt werden.
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Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des abgeschirmten Kabels gemäß dieser Ausführungsform erläutert. Zuerst wird die Fläche des Leiters 10 extrusionsbeschichtet mit einem Isolator 20, der eine Härte von 10–90 aufweist. Danach wird der Isolator 20 mit einer Abschirmschicht 30 abgedeckt, die durch Flechten plattierter Fasern gebildet ist. Das abgeschirmte Kabel 1 ist in dieser Weise produziert. Mit Bezug auf den Produktionsprozess ist es selbstverständlich, dass die Anzahl der Leiter 10 und so weiter geändert werden in Übereinstimmung mit der Spezifikation des herzustellenden abgeschirmten Kabels 1.
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Gemäß diesem abgeschirmten Kabel, vorangehend als Ausführungsform beschrieben, kann, da der Isolator 20 eine Härte von 10 oder mehr aufweist, der Isolator 20 Vibrationsverschleiß widerstehen und es kann verhindert werden, dass dieser durch das Geflecht durchstoßen wird. Da die Härte des Isolators 20 90 oder weniger ist, hat das abgeschirmte Kabel eine gewisse Flexibilität, wodurch es möglich gemacht ist, das abgeschirmte Kabel in einem begrenzten Raum zu verlegen. Weiterhin ist die Abschirmschicht 30 aus plattierten Fasern konfiguriert. Da die Fasern leichtgewichtig sind und hohe Vibrationsdämpfungseigenschaften aufweisen, wird verhindert, dass der Isolator 20 durch die Abschirmschicht 30 verschlissen wird. Weiterhin, da die Abschirmschicht 30 aus Fasern konfiguriert ist, durchstoßen die Fasern nicht den Isolator 20, auch wenn Faserbruch aufgetreten ist. Zusätzlich, da die Fasern hochflexibel sind, kann das abgeschirmte Kabel in einem begrenzten Raum verlegt werden. Dadurch kann das abgeschirmte Kabel, das in einem begrenzten Bereich verlegt werden kann, und bei dem das Auftreten von Kurzschlüssen zwischen der Abschirmschicht und dem inneren Leiter verhindert werden kann, bereitgestellt werden.
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Weiterhin, da die Fasern hochreisfeste Fasern sind, haben die Fasern eine Festigkeit von 2 GPa oder mehr. Die Abschirmschicht hat dadurch hervorragende Schnittfestigkeit und hervorragende Schlag-Durchstoßfestigkeit und kann verhindern, dass das abgeschirmte Kabel durch herumfliegende Steine oder dergleichen beschädigt wird.
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Zusätzlich durch Konfigurieren der Abschirmschicht 30, so dass das Geflecht eine Geflechtdichte von 85% oder mehr und ein Geflechtwiderstand von 0,096 Ω/m oder weniger aufweist, kann ein Abschirmeffekt gleich oder besser als von konventionellen Abschirmschichten im allgemeinen Gebrauch sichergestellt werden, der Abschirmeffekt wird durch die Absorptions-Klemm-Methode bestimmt. Da das Geflecht, welches die Abschirmschicht bildet, eine Flechtdichte von 98% oder weniger aufweist, kann die Abschirmschicht eine hervorragende Biegesteifigkeit aufweisen.
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Obwohl die Erfindung mit Bezug auf eine bestimmte Ausführungsform erläutert ist, sollte die Erfindung nicht als beschränkt auf die Ausführungsform betrachtet werden und Modifikationen können durchgeführt werden, ohne das Wesen der Erfindung zu verlassen.
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Zum Beispiel, das elektrische Kabel 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist nicht beschränkt auf Hochspannungskabel und kann als ein elektrisches Kabel zum Leiten von Schwachstrom verwendet werden. Mit Bezug auf den Leiter 10 und den Isolator 20, welche innerhalb der Abschirmschicht 30 angeordnet sind, ist es möglich, deren Anzahl zu ändern, diese zu verdrehen und dergleichen gemäß den Anforderungen. Andere Elemente können an der äußeren Umfangsfläche der Abschirmschicht 30 angeordnet werden.
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Diese Anmeldung beruht auf und beansprucht die Vorzüge der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2011-031794 , eingereicht am 17. Februar 2011, der Inhalt dieser wird durch Bezugnahme aufgenommen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Abgeschirmtes Kabel
- 10
- Leiter
- 20
- Isolator
- 30
- Abschirmschicht
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- JIS K-6253 [0020]
- ISO-7619 [0020]
