DE1928897A1

DE1928897A1 - Verfahren und Einrichtung zum Abtasten und/oder Bearbeiten von Flaechen

Info

Publication number: DE1928897A1
Application number: DE19691928897
Authority: DE
Inventors: Stig Friberg; Ebbe Gunnarson; Rosen Dipl-Ing John; Goesta Kjellkvist
Original assignee: ROLLAB AB
Current assignee: ROLLAB AB
Priority date: 1968-06-05
Filing date: 1969-06-06
Publication date: 1969-12-11
Also published as: GB1279322A; SE324744B; FR2010190A1; NL6908576A

Description

Dipl.-Ing. W. PAAP 8 MÖNCHEN Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH st.in_Sdorf,trae. io

^r * Telefon: (0811) '29 66S4

Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN _Λ _Anrn

, Dr. rer. not. W. KÖRBER ⁶' ^{Juni 1969}

PATENTANWÄLTE

G/Ne

. Aktiebolaget Rollab
Järvstigen 5
SοIna / Schweden

Patentanmeldung

Verfahren und Einrichtung zum Abtasten und/oder Bearbeiten von Flächen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Abtasten, Abfühlen, Behandeln oder maschinellen Bearbeiten der verscMedensten, in' beliebiger Richtung verlaufenden Flächen, die gewöhnlich mit einem Gas oder einer Flüssigkeit in Berührung sind. Die Einrichtung ist da'jei mit einer kontinuierlich arbeitenden Saugvorrichtung versehen, die die Einrichtung in Haftberührung mit der Fläche hält, und weist zu ihrer Bewegung auf der Fläche Laufräder auf.

Insbesondere für senkrecht oder schräg verlaufende Flächen ist bereits vorgeschlagen worden, Arbeitsgeräte zu verwenden, die durch Magnete oder Saugnäpfe an der zu bearbeitenden Fläche festgehalten werden. Diese bekannten Geräte erfordern jedoch einen sehr komplizierten Meehanismue au ihrer Bewegung auf der Fläche. Ausserdem muss bei Verwendung von Saugnäpfen die zu bearbeitende Fläche verhältnismässig glatt um ein sicheres Anhaften dar Geräte zu ermöglichen.

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Auch können die bekannten Geräte nicht unter Wasser arbeiten und daher z. B. nicht zur Bearbeitung von unter der Wasserlinie befindlichen Teilen eines Schiffsrumpfes oder anderen Gegenständen unter Wasser verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung der genannten Art derart zu gestalten, dass die Nachteile der bekannten Vorrichtung durch Anwendung einer kontinuierlich wirkenden Saugkraft vermieden werden, mittels der ein Werkzeug oder Gerät zum festen Anhaften an der zu untersuchenden und/oder zu bearbeitenden Fläche gebracht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäss der Erfindung in Bezug auf das Verfahren darin, dass in einer der zu behandelnden Fläche mit einer offenen Seite zugewendeten Kammer eines Hohlkörpers ein Unterdruck und damit eine den Hohlkörper an die Fläche anpressende Kraft erzeugt und aufrechterhalten wird, und dass der Hohlkörper, der als Träger für Instrumente und/oder Arbeitsgeräte dient, zur Durchführung der erforderlichen Arbeiten unter Aufrechterhaltung des Unterdruckes auf der zu behandelnden Fläche entlang bewegt wird.

Die Einrichtung weist gemäss der Erfindung einen als Träger für ^ Untersuchungsinstrumente und/oder Arbeitswerkzeuge ausgebildeten Hohlkörper auf, der an die zu behandelnde Fläche mittels eines zwischen dem Hohlkörper und der Fläche erzeugten Unterdruckes anpressbar ist, ferner mit im wesentlichen durchlaufen- ^! den Di ohtungs rändern sowie mit Vor richtungen zum Erzeugen und ständigem Aufrechterhalten des Unterdruckes in der von den ; Dichtungsrändern begrenzten Kammer des Hohlkörpers versehen ist s und vorzugsweise motorisch antreibbare Laufräder zur Bewegung j des Hohlkörpers in verschiedenen Richtungen auf der zu behandelnden Fläche aufweist.

Nachstehend ist die Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise besehrieben. In der Zeichnung zeigen in schematisoher Dar-.stellung:

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Fig. 1 einen Querschnitt durch eine gemäss der Erfindung a\isgebildete Einrichtung,

Fig. 2 die Einrichtung nach Fig. 1 in Draufsicht, Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Dichtungsanordnung in ver-

grösserter Darstellung,
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform der !

Einrichtung nach der Erfindung, i

Fig. 5 eine Seitenansicht zu Fig. 4, j

Fig. 6 eine Unteransicht der Einrichtung nach Fig. 4 und 5, j Fig. 7 und 8 Einrichtungen nach den Fig. 4 - 6 in Doppel- ·

anordnung für Sonderzwecke. '.

Die in Fig. 1 "bis 3 gezeigte Einrichtung ist mit einem schalen- . förmigen Gehäuse 2 versehen, das einseitig, z. B. am Boden of- ι fen ist und eine Kammer "bildet. An dem Gehäuse sind zur Bewegung der Einrichtung auf der zu "behandelnden Fläche Laufradsätze 3 und 4 derart angeordnet, dass sie die Bewegung der Einrichtung in zwei zueinander rechtwinkligen Richtungen ermöglichen. Für den v/ahlweisen Antrieb eines der "beiden Laufradsätze ist ein Elektromotor 5 angeordnet. Die Einrichtung kann zur Durchführung von Arbeiten an einer Fläche 6 verwendet werden, ^j gleichviel ob diese mehr oder weniger senkrecht nach oben oder unten geneigt verläuft und unter Wasser liegt oder nicht. Zum Anhaften an der zu bearbeitenden Fläche 6 ist an dem Gehäuse 2 eine Vorrichtung 7 zum Erzeugen von "Unterdruck in der Kammer angeordnet, die z. B. bei der Verwendung der Einrichtung in einem gasförmigen Medium, beispielsweise Luft, aus einem Gebläse oder zur Verwendung der Einrichtung in einer Flüssigkeit, z. B. Wasser, aus einer Pumpe besteht, deren Auslass ausserhalb des Gehäuses 2 angeordnet ist.

Der Unterdruck in dem Gehäuse 2 wird während des Arbeitseinsatzes der Einrichtung durch ständigen Betrieb des Gebläses oder der Pumpe 7 aufrechterhalten, so dass eine völlig dichte Abdichtung zwischen den an der offenen Seite des Gehäusen verlaufenden Rändern desselben und der Fläche 6 nicht notwendig ist, da Unterdruckverlufite dauernd ausgeglichen werden. Eine völlig

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dichtschliessende Abdichtung würde auch, den Arbeitseinsatz der Einrichtung behindern, da sie die Bewegungen der Einrichtung auf der Fläche 6 erschweren würde. TJm jedoch Energie zu sparen, ist das Gehäuse 2 an den die Öffnung umgebenden Rändern mit einem flexiblen Dichtungsstreifen 9 versehen, der federnd nachgiebig an den Rändern befestigt sein kann. lerner kann das Gehäuse in mehreren gegeneinander abgedichtete Abschnitte unterteilt sein. Bei dieser Ausbildung wird ein Druckanstieg in dem Gehäuse, der durch eine etwaige Undichtigkeit entstehen könnte, auf den betreffenden Abschnitt beschränkt. Die Unterteilung vermittelt der zu behandelnden fläche auch eine .gewisse Steifigkeit, so dass die Einrichtung auch an Flächen verwendbar ist, die sich leicht durchbiegen.

In dem Gehäuse 2 können Instrumente und/oder Werkzeuge der verschiedensten Art, wie Abfühl- oder Abtastsonden, Fernsehkameras od. dgl. zum Abfühlen, Abtasten usw. der zu behandelnden Fläche und/oder Bürsten, Blasdüsen oder Farbspritzgeräte angeordnet sein. Der Betrieb der Instrumente und/oder Werkzeuge kann in an sich bekannter Weise an einem Schaltpult, der ausserhalb der Einrichtung angeordnet ist, über eine Kabelverbindung oder eine drahtlose Verbindung ferngesteuert werden. Auch kann ihre Steuerung durch ein in der Einrichtung angeordnetes Programmiergerät erfolgen. Die Wahl der Steuerungsart ist davon abhängig, ob die an dem Gehäuse 2 angebrachten Instrumente und/oder Geräte durch eine ausserhalb oder innerhalb der Einrichtung angeordnete Energiequelle betrieben werden. Die Instrumente und/oder Werkzeuge können ausserhalb des Gehäuses 2 angebracht sein, werden aber in jedem Falle von dem Gehäuse getragen.

Zum Gebrauch der Einrichtung wird diese auf die zu behandelnde Fläche 6 aufgesetzt und dabei das Gebläse oder die Pumpe 7 angelassen, so dass das Gehäuse durch den in seiner Kammer entstehenden Unterdruck dicht an die Fläche 6 angesaugt wird. Wenn die Einrichtung für Unterwasserarbeiten, z. B. Malerarbeiten,

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eingesetzt ,wird, wird dabei das in der Kammer "befindliche Wasser abgesaugt und durch Luft ersetzt. Sodann wird vom Schalt- bzw. Steuerpult aus der Antriebsmotor 5 für den Antrieb eines der Laufradsätze 3 oder 4 in der gewünschten Richtung in Betrieb gesetzt, so dass die Einrichtung auf der zu behandelnden Fläche 6 verfahren wird. Wenn die Einrichtung hierbei das Ende des gewünschten Bewegungsweges erreicht hat, wird der Antrieb auf den anderen Laufradsatz umgeschaltet und die Einrichtung quer zur bisherigen Bewegungsrichtung um ein Mass bewegt, das der Arbeitsbreite der Einrichtung entspricht, Anschliessend wird der Antrieb wieder auf den zuerst betriebenen Laufradsatz umgeschaltet und wieder einer entsprechender Längsstreifen der Fläche 6 bearbeitet. Zur Korrektur der Arbeits- bzw, Bewegungsrichtung der Einrichtung oder zur Ausführung einer krummlinigen Bewegung kann das entsprechende Rad gebremst werden,

Bei der in Mg. 4 bis 6 gezeigten Ausführungsform weist die Einrichtung drei gegeneinander versetzte, zueinander parallele Walzen 10, 11 und 12 auf, die in Stirnwänden 13 drehbar gelagert sind. Die Walzen 10 und 11 bilden Laufwalzen für die Längsbewegung der Einrichtung, während zur Querbewegung der Einrichtung Radsätze H angeordnet sind. Die Laufwalzen 10 und 11 stehen in dichter Umfangsberührung mit der dritten Walze 12 und umschliessen mit dieser und den Stirnwänden 13 die nach der zu behandelnden Fläche hin offene Unterdruckkammer der Einrichtung. An den Rändern der Stirnwände 13 sind wiederum Abdichtungsstreifen angeordnet, die in' Dichtungsabschnitte unterteilt sind. Ausserdem sind die Umfangsflächen der Laufwalzen 10, 11 jeweils mit einem Überzug aue einem Werkstoff solcher Elastizität versehen, dass die Überzüge Unebenheiten der zu behandelnden Fläche ausgleichen und die Unterdruckkammer nach aussen abdichten. Der Antriebsmotor kann hierbei in einer der Walzen angeordnet sein, und die Walzen können zugleich als Vorrastbehälter für Druckluft, Farbe, Wasser und sonstige Stoffe ausgebildet sein. Die Pumpe oder daa Gebläse 7 können an einer der beiden Stirnwände 13 angebracht sein.

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Bei der Ausführung von Malerarbeiten oder sonstigen Arbeiten an in Flüssigkeit eintauchenden oder unter Wasser liegenden Flachen, z. B. an einem Schiffsrumpf , werden diese Arbeiten vorzugsweise in zwei Arbeitsgängen unter Verwendung einer Einrichtung durchgeführt, die zwei in der Bewegungsrichtung der Einrichtung hintereinander angeordnete TJnterdruckkammez'n aufweist, Hierzu können zwei Einrichtungen., wie sie in Fig, 1 bis gezeigt sind, gemäss Fig. 7 bzw, zwei den Fig. 4 bis 6 entsprechende Einrichtungen gemäss Fig. 8 miteinander gekuppelt werden, Mittels einer solchen Doppeleinrichtung kann ein wasserlöslicher, oberflächenaktiver Stoff, z. B. ein. kurzketfeiger Alkohol, wie Butylalkohol, auf die noch feuchte, unter Wasser liegende Fläche von de.,.· einen Kammer aus aufgespritzt werden. Dieser Stoff löst sich in dem Wasser und verringert die Oberflächenspannung an denjenigen Stellen, an denen die Spribztropfen auf die Fläche auftreffen. Durch die Verringerung der Oberflächenspannung wird das Wasser infolge seiner eigenen Oberflächenspannung von diesen Stellen der Fläche gewissermassen weggezogen. Wenn ein oberflächenaktiver Stoff, der in Wasser unlöslich ist, in dem kurzkettigen Alkohol gelöst wird, so wird dieser Stoff an der festen Fläche absorbiert und verhindert, da3n diese wieder von Wasser bedeckt wird. Die zweite der miteinander gekuppelten Kammern kann dann verwendet werden, um z. B. mittels einer an ihr angeordneten Färbspritzvorrichtung w Farbe auf die zu behandelnde Fläche aufzubringen. Auf diese Weise können bei Anwendung der Erfindung z. B. Schiffsrümpfe oder andere unter Wasser liegende Flächen leichter und mit geringerem Aufwand mit Farbaufträgen versehen werden, als es bisher möglich war.

Ein wichtiges Anwendungsgebiet der Erfindung stellt das Reinigen ;. von mit Wasser gefüllten Schwimmbecken oder anderer Becken dar. Hierzu kann die Einrichtung mit einem BUrstensatz und mit einer den Pumpenauslass umgebenden Filtriervorriclitung versehen sein, die verhindert, dass Ablagerungen, die mittels der Einrichtung von den Wänden des Beckens gelöst worden sind, in das Wasser gelangen,

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Weiterhin können "bei Anwendung der Erfindung auch senkrechte Flächen, die von Luft "berührt sind, z. B. Fensterflächen, vorteilhaft gereitiigt werden. Hierbei "braucht die Einrichtung nicht mit einem Fahrantrieb versehen zu sein, sondern nur einen Stiel zur Bewegung von Hand aufweisen. Die Ausstattung der Einrichtung kann dann aus einem Bürstensatz, einem Behälter für frische Reinigungsflüsnigkeit, einem Sammelbehälter für verbrauchte Flüssigkeit und Wischern bestehen, die zugleich einen Abdichtungsrand bilden können.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen ist zur Erzeugung des Unterdruckes in der Kammer der Einrichtung ein Gebläse oder eine Pumpe vorgesehen. Der zum Andrücken der Einrichtung an die zu behandelnde Fläche erforderliche Unterdruck kann aber auch durch andere Vorrichtungen, z. B. andere hydrodynamische oder aerodynamische Vorrichtungen erzeugt werden. So kann bei Anwendung der Einrichtung als Fenster-Reinigutigsgerät ein Staubsauger zum Erzeugen des Unterdruckes verwendet werden. Dieser kann so angeordnet werden, dass der Stiel desselben zugleich den Stiel zur Bewegung der Einrichtung bildet. Weiterhin kann die Einrichtung statt mit unmittelbar an ihr angeordneten Laufradsätzen auch auf einem besonderen Rahmen angeordnet sein, der die Laufradsätze und gegebenenfalls auch andere Teile, z. B. das Gebläse oder die Pumpe, trägt.

In Fig. 7 und 8 ist ein durch die strichpunktierten Linien angedeutetes zusätzliches Gehäuse 15 gezeigt, das in nicht dargestellter Weiße die beiden zusammengefassten Einrichtungen umschliesst und fest miteinander verbindet und in dem durch eine beliebige Vorrichtung Unterdruck-erzeugt und aufrechterhalten werden kann. In den beiden Gehäusen 2 können z. B. eine Vorrichtung zum Fernhalten von Wasser von der zu behandelnden Fläche in der beschriebenen Weise und eine Vorrichtung zum Aufspritzen von Farbe angeordnet sein. Dabei kann der Unterdruck in den beiden Gehäusen 2 geringer gehalten werden als in dem zusätzlichen Aussengehäuse 15. Das Wasser in den Gehäusen 2

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gelangt dann aus diesen in das Aussengehäuse 15. Ein solches
zusätzliches Aussengehäuse kann auch verwendet werden, wenn
die Einrichtung nur ein, einziges Gehäuse 2 mit der notwendigen
Ausstattung für Unterwasserarbeiten aufweist und das Wasser aus

der von dem Gehäuse umschlossenen Kammer entfernt werden soll.
Die Anordnung eines zusätzlichen Aussengehäuses ist auch nicht
auf Unterwasserarbeiten beschränkt, sondern kann erfolgen, wenn \ z. B. in dem Gehäuse 2 eine Atmosphäre vorhanden sein soll, an j die "besondere Anforderungen in Bezug auf Reinheit, Zusammen- j setzung od. dgl. gestellt werden.

Wenn der Betrieb der Einrichtung von einer bestimmten Arbeits- '

richtung abhängig ist, kann die Einrichtung am Ende ihres j

Bewegungsweges um 180° gedreht werden, anstatt ihre Bewegung i

umzukehren. Die Steuerung der Einrichtung zur Ausführung von ■

Richtungsänderungen oder krummliniger Bewegungswege kann auch ■

durch Winkelverstellung der Laufräder mittels an sich bekannter ι

Vorrichtungen erfolgen, anstatt Räder abzubremsen, die in bestimmten festen Ebenen angeordnet sind. I

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen | Ausführungsformen beschränkt. Diese können vielmehr auch über
die angedeuteten Änderungen hinaus noch in verschiedener Hin- - j sieht geändert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlas- ί sen. . "

Ansprüche:

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Claims

... 9 Ansprüche

(1 · j Verfahren zum Abtasten, Abfühlen und/oder maschinellen Bearbeiten von in "beliebiger Richtung und Neigung angeordneten Flächen, die gewöhnlich mit einem Gas oder einer Flüssigkeit in Berührung sind, dadurch gekennzeichnet, dass in einer der zu behandelnden Fläche mit einer offenen Seite zugewendeten Kammer eines Hohlkörpers ein Unterdruck und damit eine den Hohlkörper an die Fläche anpressende Kraft erzeugt und aufrechterhalten wird, und dass der Hohlkörper, der als Träger für Instrumente und/oder Arbeitsgeräte dient, zur !Durchführung der erforderlichen Arbeiten unter Aufrechterhaltung des Unterdruckes auf der zu behandelnden Fläche entlang bewegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, insbesondere zum Aufbringen von Farbe auf unter Wasser befindliche Flächen, dadurch gekennzeichnet, dass die. Behandlung der Fläche in zwei Arbeitsgangen mittels zweier in Richtung der Arbeitsbewegung der Einrichtung aufeinanderfolgender Kammern durchgeführt wird und im ersten Arbeitsgang die Wasserschicht an der zu behandelnden Fläche in mechanisch leicht entfernbaren Tropfen ^: umgewandelt und die Tropfen entfernt werden, während im zwei-; ten Arbeitsgang von der zweiten Kammer aus die Farbe vorzugsweise durch Aufspritzen aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden aufeinanderfolgenden Kammern von einem zusätzlichen Aussengehäuse überdeckt werden und in dem Aussengehäuse ein Unterdruck erzeugt wird, und dass zugleich in den beiden Kammern ein Druck erzeugt und aufrechterhalten wird, der vorzugsweise grosser als der in dem Aussengehäuse herrschende Druck.
4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüohe mit mindestens einen die Unter-

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druckkammer enthaltenden Hohlkörper, der an die zu behandelnde Fläche mittels eines zwischen dieser und dem Hohlkörper erzeugten Unterdruckes anpress"bar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der nach der zu behandelnden Fläche (6) hin offene Hohlkörper (2) als Träger für Uhtersuchungsinstrumente und/oder Arbeitsv/erkzeuge oder -geräte ausgebildet ist, ferner an seinem die Öffnung umgebenden Rand mit im wesentlichen durchlaufenden Dichtungsrändern (9) versehen ist und eine Vorrichtung (7) zur Erzeugung und Aufrechterhaltung des Uhterdruckes in der Unter-druckkammer sowie Laufrädersätze (3| 4) aufweist, die vorzugsweise motorisch antreibbar sind und zur Durchführung der Arbeitsbewegungen der gesamten Einrichtung auf der zu behandelnden Fläche dienen.
5. Einrichtung nach Anspruch 41 dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (2) durch Zwischenwände in mehrere gegeneinander abgedichtete Abschnitte unterteilt ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper durch mehrere in Umfangsberührung miteinander stehende und in festen Stirnwänden (13) drehbar gelagerte Walzen (10, 11, 12) und die Stirnwände gebildet ist und die Abdichtung gegenüber der zu behandelnden Fläche (6) an den entsprechenden Rändern der Stirnwände durch Dichtungsstreifen und durch zwei der Walzen erfolgt, die vorzugsweise mit einem Überzug aus elastisch nachgiebigem und Unebenheiten der zu behandelnden Fläche ausgleichenden Überzug versehen sind.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, insbesondere zur Reinigung von mit Wasser gefüllten Schwimmbecken oder ähnlichen Becken, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung mit einem in sie eingebauten BUrstensatζ mid mit Filtern versehen ist, die den Auslass der die Vorrichtung zum Erzeugen des Unterdruck3 bildende Pumpe (7) umgeben.

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8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 "bis 6 ohne· Antrieb für die Laufrädersätze, insbesondere zum Reinigen senkrechter Flächen, z. B. Fensterflächen, dadurch gekennzeichnnet, dass die Einrichtung mit einem Bürstensatz, einem Behälter für frische Reinigungsflüssigkeit, einem Sammelbehälter für verbrauchte Flüssigkeit und mit einer Wischvorrichtung versehen ist, die zugleich die Dichtungsrander bildet. .
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Handstiel zur Bewegung auf der behandelnden Fläche versehen ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Anschluss für eine ausserhalb der Einrichtung angeordnete Vorrichtung zum Erzeugen des Unterdruckes, z. B. für einen Staubsauger, versehen ist. ·
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche^ Ms 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (2) auf einem mit ihm verbundenen Rahmen angeordnet ist, an dem die laufrad s?it Ee und gegebenenfalls auch andere Teile der Einrichtung, z. B. die·Vorrichtung zur Erzeugung des Unterdruckes, angebracht sind.

Der Patentanwalt

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