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Die Erfindung betrifft ein Hörgerät mit einem in einem Gehäuseteil gelagerten Hörer zur Umwandlung elektrischer Tonsignale in akustische Schallsignale, wobei der Hörer ein Hörergehäuse hat.
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Hörgeräte zur Aufnahme, Verstärkung und Abgabe von Schall insbesondere für schwerhörige Patienten, aber auch zur Tinnitus-Behandlung sind hinreichend bekannt. Die Schallwellen werden von einem Hörer erzeugt, der in einem hinter dem Ohr getragenen Gehäuse gelagert wird. Es sind auch Hörgeräte bekannt, bei denen die Schallsignale über elektrische Leitungen in einem im Ohr platzierten Hörer geführt sind. Auch dort ist der Hörer in einem Gehäuse gelagert.
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DE 32 09 3997 A1 offenbart ein Hörgerät, bei dem der Hörer mit Hilfe eines dickwandigen Körpers aus einem elastischen Material in dem Hörgerätegehäuse gelagert ist. Damit werden Rückkopplungserscheinungen, die im Wesentlichen auf eine mechano-akustische Kupplung zwischen dem Hörer und dem Mikrofon zurückzuführen ist, reduziert. Die vom Hörer auf das Gehäuse aufgebrachten mechanischen Schwingungen werden reduziert.
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DE 102 48 755 B4 schlägt eine Dämpfungsvorrichtung für Hörgerätegehäuse vor, bei der durch weiche Materialien ein schnelles Abklingen von Resonanzspitzen erzwungen wird. Zudem soll die Amplitude einer Resonanzschwingung durch sehr steife Materialien verringert werden. Die Dämpfungsvorrichtung für Hörgerätegehäuse soll dabei aus einem Werkstoff bestehen, der in einer Richtung mindestens einen Übergang von einem ersten Material mit einem ersten Elastizitätsmodul auf ein zweites Material mit einem niedrigeren zweiten Elastizitätsmodul und einen Übergang von einem zweiten Material auf ein drittes Material mit einem dritten Elastizitätsmodul aufweist, das größer als das zweite Elastizitätsmodul ist. Eines der Materialien soll eine negative Poisson-Zahl besitzen.
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In
DE 199 10 516 A1 wird vorgeschlagen, die Schallquelle mit einem Gehäuse abzukapseln, das eine innenseitige Absorptionsschicht aus einem offenporigen Schaumstoff hat.
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EP 1 349 425 B1 offenbart die Platzierung eines elektro-akustischen Miniaturwandlers in einem Hörgerät mit elastischen Halteelementen.
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Auch in
DE 10 2007 031 872 A1 ist ein Hörgerät beschrieben, bei dem zur Dämpfung und zur Befestigung des Wandlerelementes mindestens ein nach Art einer Feder in seiner Wirkebene elastisch verstellbarer Clip vorgesehen ist.
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Insbesondere bei dem Trend zu immer kleineren Hörgeräten reichen diese Maßnahmen der Dämpfung durch elastische Lagerung oder Abkapselung nicht aus.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes Hörgerät zu schaffen, bei dem ein Hörer akustisch bestmöglich entkoppelt in einem Gehäuseteil gelagert ist, ohne dass die Baugröße hierdurch wesentlich vergrößert wird.
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Die Aufgabe wird durch das Hörgerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Hörergehäuse in einer Dämpfungskammer aufgenommen ist, wobei der Umfang der Innenwand der Dämpfungskammer im Querschnitt der Dämpfungskammer über die gesamte Länge des Hörers kleiner als der Umfang der Außenwand des Hörergehäuses ist und die Höreraußenwand über den Umfang und die Länge des Hörers an der Innenwand der Dämpfungskammer anliegt, so dass die Dämpfungskammer eine Vorspannung über die anliegende Fläche des Hörergehäuses auf den Hörer ausübt.
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Im Gegensatz zu der üblichen elastischen Lagerung oder Abkapselung mit dämpfendem Material wird vorgeschlagen, auf das Hörergehäuse eine mechanische Vorspannung mit Hilfe der Dämpfungskammer auszuüben. Üblicherweise vibriert das Hörergehäuse beim Erzeugen von Schall durch den Hörer, wobei diese Vibrationen durch elastische Lagerung aufgefangen werden. Die vorliegende Erfindung geht einen anderen Weg, indem sie die durch die Vibrationen auf das Hörergehäuse auftretende Energie durch die Vorspannung der Dämpfungskammer auffängt. Die durch die Vibrationen des Hörergehäuses ausgeübte Kraft wirkt gegen die Vorspannung, so dass die Vibrationen auf diese Weise kompensiert werden.
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Mit Hilfe dieser vorgespannten Dämpfungskammer lässt sich bei geringstem Raumbedarf für die Dämpfung eine im Vergleich zur elastischen Lagerung wesentlich verbesserte akusto-mechanische Entkopplung des Hörers von dem Gehäuseteil erreichen, in dem der Hörer gelagert ist.
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Die Dämpfungskammer hat vorzugsweise zwei sich gegenüberliegende mit Öffnungen versehene Stirnseiten. Eine Schallaustrittsöffnung des Hörers mündet dabei in eine der Öffnungen der Stirnseiten. Die Dämpfungskammer umgibt das Hörergehäuse somit nur an den Seitenwänden über den gesamten Umfang, während die Stirnseiten mindestens teilweise frei beweglich sind. Damit wird erreicht, dass der mechanische Aufbau des Hörers durch die Vorspannung und die unterdrückte Auslenkung des Hörergehäuses zu stark beansprucht wird. Die Stirnseiten des Hörergehäuses können die beim Betrieb des Hörers auftretende mechanische Spannung abbauen. Da auf einer Stirnseite ohnehin die Schallaustrittsöffnung ist und diese Stirnseite ebenso wie die gegenüberliegende Stirnseite in der Regel nicht direkt mit dem Gehäuseteil verbunden wird, ist an den Stirnseiten eine gedämpfte Lagerung nicht notwendig.
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Die Dämpfungskammer kann an einer geöffneten Stirnseite in einem vom Hörer nicht ausgefüllten Volumen mit einem elastischen Füllmaterial verschlossen sein. Diese an sich übliche Dämpfung mit elastischen Dämpfungsmaterial ist dort vollkommen ausreichend, da an dieser Stelle ohnehin keine direkte Verbindung mit dem Gehäuseteil besteht.
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Das elastische Füllmaterial kann beispielsweise ein silikonhaltiges Material sein. Dieses silikonhaltige Material kann nach dem Einbau des Hörers in die Dämpfungskammer in die Öffnung an der Stirnseite eingebracht werden.
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Die Dämpfungskammer besteht vorzugsweise aus einem Material mit einem Zug-Elastizitäts-Modul von mehr als 15 GPa und einer Verformungsfestigkeit von mehr als 250 MPa Kugeldruckhärte. Es hat sich gezeigt, dass eine für Hörgeräte erforderliche Dämpfung eine relativ starre Dämpfungskammer erfordert, die nur mit viel Kraft ausgelenkt werden kann und damit eine hinreichende Vorspannung auf das Hörergehäuse ausübt.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Dämpfungskammer aus einem faserverstärkten Material gebildet ist. Beispielsweise hat sich ein teilkristallines Polyamid mit mehr als 40% Faserverstärkungsmaterial, und zwar bevorzugt etwa 50% Faserverstärkungsmaterial, als überaus geeignet herausgestellt.
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Das Einsetzen des Hörers in die Dämpfungskammer erfolgt mit einem Untermaß der Dämpfungskammer, deren Bemessung des Querschnitts auf 0,05 bis 0,1% der Dehnung der Kammerwände abgestimmt ist, so dass eine ausreichende Vorspannung der Dämpfungskammer auf das Hörergehäuse sichergestellt wird. Bei eingesetztem Hörer sind die Kammerwände der Dämpfungskammer somit um 0,05 bis 0,1% ihrer jeweiligen Länge gedehnt. Durch diese Bemessung wird eine ausreichende Vorspannung sichergestellt, ohne dass eine plastische Verformung oder Reißen der Kammerwände erfolgt.
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Die Dämpfungskammer kann in einer Ausführungsform nach dem Einsetzen des Hörers zur Reduzierung des Querschnitts und zum Aufbringen einer Vorspannung auf den Hörer geschrumpft werden. Das kann dadurch erfolgen, dass die Dämpfungskammer vor dem Einsetzen des Hörers erwärmt wird, sich hierbei ausdehnt und nach Einsetzen des Hörers wieder auf die Umgebungstemperatur abgekühlt wird und dabei an Volumen verliert.
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Die Dämpfungskammer kann in einer Ausführungsform aus keramikhaltigem Material gebildet sein.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Dämpfungskammer an mindestens einer Innenkante im Übergang einer Innenwandung zu einer senkrecht dazu stehenden angrenzenden Innenwandung eine sich über die gesamte Innenkante erstreckende und von der Innenwand in das Material der Dämpfungskammer eintauchende Nut hat. Diese mindestens eine Nut an wenigstens einer der Innenkanten wirkt als Festkörpergelenk, so dass die auf eine Seitenwand wirkenden Flächenlasten die angrenzenden Seitenwände nicht verformen und die senkrecht zu einer Seitenwand der Dämpfungskammer stehende Seitenwand nicht aufbiegen. Die Seitenwände der Dämpfungskammer sind mit Hilfe dieser durch die Nuten gebildeten Festkörpergelenke somit mechanisch weitgehend entkoppelt.
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Die Dämpfungskammer kann zusammen mit dem Hörer in ein Trägerteil des Hörgerätes eingepresst werden. Diese eingepresste Lagerung der Dämpfungskammer zusammen mit dem Hörer in dem Trägerteil oder Gehäuseteil benötigt aufgrund der fehlenden im Stand der Technik erforderlichen, dazwischen liegenden elastischen Dämpfungselemente wenig Raum. Durch die Vorspannung der Dämpfungskammer ist zudem eine akusto-mechanische Entkopplung des Hörers vom Trägerteil bzw. Gehäuseteil sichergestellt, auch wenn die Dämpfungskammer in das Trägerteil (Gehäuseteil) des Hörgerätes eingepresst ist.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Trägerteil aus demselben Material wie die Dämpfungskammer gebildet wird. Hierdurch wird der Sitz der Dämpfungskammer mit dem Hörer in dem Trägerteil über den Einsatztemperaturbereich aufgrund identischen Dehnungsverhalten verbessert und der Fertigungsaufwand reduziert.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 – Querschnittsansicht eines in einer Dämpfungskammer gelagerten Hörers;
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2 – Ansicht auf eine Stirnseite einer Dämpfungskammer mit eingesetztem Hörer an der Schallaustrittsöffnung;
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3 – Längsschnittsansicht durch die Dämpfungskammer mit Hörer im Schnitt A-A;
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4 – Querschnittsansicht durch die Dämpfungskammer mit Hörer im Schnitt B-B;
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5 – Längsschnittsansicht der Dämpfungskammer mit Hörer im Schnitt C-C der Draufsicht;
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6 – Skizze des Einbaus einer Dämpfungskammer in einem Trägerteil eines Hörgerätes.
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1 lässt eine Querschnittsansicht durch eine Dämpfungskammer 1 erkennen, in die ein Hörer 2 mit seinem Hörergehäuse 3 eingebracht ist. Die Außenwand des Hörergehäuses 3 schließt bündig mit der Innenwand der Dämpfungskammer 1 über den Umfang der vier Seitenwände an. Dabei übt die Dämpfungskammer 1 eine durch nach innen gerichtete Pfeile skizzierte Vorspannung V auf das Hörergehäuse 3 aus.
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Der Hörer 2 selbst hat in seinem Innenraum in an sich bekannter Weise eine Hörermembran 4, einen Schwinganker 5 und Spulenträger 6 zur Umwandlung eines elektrischen Tonsignals in mechanische Bewegung. Die mechanische Bewegung des Schwingankers 5 wird über einen Membranstößel 7 auf die Hörermembran 4 übertragen. Der Membranstößel 7 ist hierbei mit der Hörermembran 4 und dem Schwinganker 5 mechanisch verbunden.
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Durch die Bewegung der Hörermembran 4 werden im Innenraum des Hörergehäuses 3 Schallwellen erzeugt, die durch eine Schallaustrittsöffnung 8 an einer Stirnseite des Hörergehäuses 3 nach außen austreten können. Durch die Bewegung der Hörermembran 4 und der darin befindlichen Luft kommt es in der Schallkammer 9 des Hörers 2 zu Luftbewegungen und folglich zu Vibrationen der Seitenwände des Hörergehäuses 3. Zudem führt die Kopplung des Spulenträgers 6 und des Schwingankers 5 an das Hörergehäuse 3 zu mechanischen Vibrationen.
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Durch den Betrieb des Hörers 2 wirkt insbesondere ein durch die nach außen gerichteten Pfeile skizzierter alternierender Luftdruck L durch die Bewegung der Hörermembran 4, die der Vorspannung V entgegengerichtet ist. Mit Hilfe des durch die Dämpfungskammer 1 auf den Hörer 2 über die Vorspannung V ausgeübten statischen Drucks durch das Einpressen des Hörers 2 in die Dämpfungskammer 1 gelingt es, diesen alternierenden Luftdruck L zu kompensieren. Die Dämpfungskammer 1 mit darin eingebautem Hörer 2 ist auf diese Weise bereits so gedämpft, dass die Dämpfungskammer 1 ohne weitere elastische Dämpfungselemente oder ähnliches in ein Gehäuseteil eines Hörgerätes eingebaut werden kann. Das Einbauen des Hörers 2 unter Vorspannung in eine Dämpfungskammer 1 führt somit zur hinreichenden akusto-mechanischen Entkopplung des Hörers 2 von dem Hörgerät.
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Aus 1 ist weiterhin erkennbar, dass an den vier Innenkanten im Übergang einer Innenwandung der Dämpfungskammer 1 zu einer senkrecht dazu stehenden angrenzenden Innenwandung eine sich über die gesamte Innenkante erstreckende und von der Innenwand in das Material der Dämpfungskammer eintauchende Nut N vorgesehen ist. Diese Nuten N sollten an mindestens einer Innenkante und bevorzugt, wie dargestellt, an allen vier Innenkanten vorhanden sein, um die Seitenwände der Dämpfungskammer 1 mechanisch voneinander zu entkoppeln. Diese Nuten N bilden Festkörpergelenke derart, dass eine Verformung einer Seitenwand nicht zu einem Aufbiegen der senkrecht dazu stehenden Seitenwände der Dämpfungskammer 1 führt.
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2 lässt eine Frontansicht auf eine Stirnseite S1 der Dämpfungskammer 1 aus 1 mit darin eingebautem Hörer 2 erkennen. Deutlich wird, dass die Stirnseite S1 eine Öffnung 10 hat, durch die eine Schallaustrittsöffnung 11 des Hörers 2 hindurchgeführt ist. An dieser Stirnseite S1 sind weitere besondere Dämpfungsmaßnahmen nicht erforderlich.
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Die Kontur der Dämpfungskammer 1 kann in Abhängigkeit von dem verfügbaren Einbauraum gewählt werden. Vorteilhaft ist es, wenn die Dämpfungskammer 1 möglichst dicke Seitenwände hat, um eine elastische Verformung weitgehendst zu reduzieren. Die Oberseite der Dämpfungskammer 1 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel schräg zulaufend gestaltet, um den verfügbaren Raum auf der Oberseite zur Erhöhung der Dicke der Hörerkammer bestmöglichst auszunutzen.
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3 lässt eine Längsschnittsansicht durch den Schnitt A-A der Dämpfungskammer 1 mit eingebautem Hörer erkennen. Deutlich wird, dass sich die Dämpfungskammer 1 über die gesamte Länge des Hörergehäuses 3 erstreckt und an den Seitenwänden bündig anliegt. Die Stirnseiten S1, S2 des Hörergehäuses 3 liegen hingegen nicht an der Dämpfungskammer 1 an und sind weitgehend frei beweglich. Damit können Materialspannungen im Hörergehäuse 3 aufgefangen werden.
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Die Stirnseite S2, die der Schallaustrittsöffnung 11 gegenüber liegt, kann z. B. durch elastisches Dämpfungsmaterial, wie Silikon, zusätzlich abgedichtet werden.
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4 lässt eine Querschnittsansicht durch die Dämpfungskammer 1 mit eingebautem Hörer 2 im Schnitt B-B von der Stirnseite 52, die der Schallaustrittsöffnung des Hörers 2 gegenüber liegt, erkennen. Durch die rings um den gesamten Umfang des Hörers 2 verlaufenden Seitenwände der Dämpfungskammer 1 wird sichergestellt, dass das Hörergehäuse 3 vollumfänglich unter Vorspannung steht.
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5 lässt eine Längsschnittsansicht in der Draufsicht C-C auf die Dämpfungskammer 1 mit eingebautem Hörer 2 erkennen. Deutlich wird, dass an der Stirnseite S1 der Schallaustrittsöffnung 11 ein Abstand zwischen der Stirnwand der Dämpfungskammer 1 und dem Hörergehäuse 3 vorhanden ist. Erkennbar ist auch, dass die gegenüber liegende Stirnseite S2 der Dämpfungskammer 1 offen ist und ansonsten die Dämpfungskammer 1 unmittelbar an das Hörergehäuse 3 angrenzt.
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6 lässt einen Ausschnitt eines Hörgerätes 12 mit einem Trägerteil 13 erkennen, in das die Dämpfungskammer 1 mit darin eingepresstem Hörer 2 fest eingebaut ist. Das Trägerteil 13 besteht dabei vorzugsweise aus demselben Material wie die Dämpfungskammer 1. Als überaus geeignet hat sich ein mit etwa 50 Gew.-% Glasfasern verstärkter thermoplastischer Konstruktionswerkstoff auf der Basis von teilkristallinem Polyamid mit partiell aromatischen Anteilen herausgestellt. Das Zug-Elastizitäts-Modul (nach ISO 527) sollte mehr als 15 GPa betragen und vorzugsweise im trockenen Zustand etwa 18 GPa aufweisen. Die Verformungsfestigkeit sollte im trockenen Zustand mehr als 250 MPa Kugeldruckhärte gemäß nach ISO 2039-1 betragen. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Material mit einer Kugeldruckhärte von etwa 280 MPa im trockenen Zustand herausgestellt. Mit einem solchen Material lässt sich die thermische Vorspannung und Verformungsfestigkeit erreichen, die zu einer optimalen gedämpften Lagerung des Hörers 2 in der Dämpfungskammer 1 führt.
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Aus 6 ist weiterhin erkennbar, dass die Schallaustrittsöffnung 11 angrenzend an die äußere Stirnwand S1 der Dämpfungskammer 1 mit einem Übergangselement 14 umgeben sein kann, das den weiteren Schallkanal ausbildet und den Übergang zum Schallkanal 15 des Trägerteils 13 sicherstellt.
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In dem Trägerteil 13 können zudem die notwendige Hörerelektronik 16 und das notwendige mindestens eine Mikrofon (nicht dargestellt) sowie Schalter, Batterie etc. aufgenommen sein. Der Schallkanal 15 wird in an sich bekannter Weise lösbar befestigt, der in einen Hörkanal eines Ohres des Patienten geführt wird.
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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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- DE 32093997 A1 [0003]
- DE 10248755 B4 [0004]
- DE 19910516 A1 [0005]
- EP 1349425 B1 [0006]
- DE 102007031872 A1 [0007]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- ISO 527 [0042]
- ISO 2039-1 [0042]
