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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Metallschrank mit Trennwänden und einem System zur Identifizierung von den in diesem Schrank gelagerten Gegenständen.
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Als Metallschrank im Sinne der Erfindung ist ein Schrank zu verstehen, der vollständig oder zu einem großen Teil aus Metall hergestellt wurde, wobei akzeptable Kleinteile aus anderen Materialien wie Holz oder Kunststoff bestehen können. Ein Metallschrank im Sinne der Erfindung hat mindestens 90% der Körperoberfläche: Seiten, Decke und Boden aus Metall, so dass im Inneren des Gehäuses zahlreiche Reflexionen von Funkwellen auftreten, die von einer UHF-RFID-Antenne ausgesendet werden und die meisten der von der UHF-RFID-Antenne im Inneren des Schrankes ausgesandten Radiowellen nicht aus dem Schrank hinaustreten.
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Dieser Schrank hat auch innere Trennwände, die den Stauraum zum Aufbewahren von Gegenständen organisieren oder trennen, die beispielsweise als Regale oder Schubladen genutzt werden können.
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Es sind Schränke mit Systemen zum Identifizieren von gelagerten Objekten bekannt, die auf RFID-Technologien (RFID = radio frequency identification) basieren, in denen Etiketten von einer großen Anzahl fester Antennen erkannt werden. Sie werden über den gesamten Bereich verteilt, der eine Identifizierung von Objekten erfordert.
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Diese Antennen sind in der Regel gleichmäßig über die gesamte Höhe der Wand oder der Schrankwände verteilt. Sie sollen ein ausreichend starkes Funksignal erzeugen, das sich entsprechend der verwendeten RFID-Technologie, insbesondere UHF (Ultrahochfrequenz), über den gesamten Schrankbereich verteilt und die Kommunikation mit Funketiketten (Tags) ermöglicht, die an den zu identifizierenden Objekten angebracht sind. Die UHF-RFID-Technologie ermöglicht die schnelle Identifizierung einer großen Anzahl von Tags und wird erfolgreich in einer nichtmetallischen Umgebung eingesetzt.
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Bekannt sind auch Systeme mit RFID-LF- (Low Frequency) und HF- (High Frequency) Technologie. Sie werden normalerweise verwendet, um einzelne Gegenstände zu identifizieren, wie zum Beispiel Waffen, die in einem einzelnen Fach eines Waffenschranks eingeschlossen sind. Seltener dienen sie zur Erkennung des gesamten Innenraumsinhalts von dem Möbel.
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Metall ist sehr gut für den Bau von Schränken zur Aufbewahrung von Gegenständen geeignet, da es ein langlebiges Material ist und die Sicherheit von aufbewahrten Gegenständen gewährleistet. Darüber hinaus dringen elektromagnetische Wellen nicht durch das Metall, was von Vorteil ist, da es die Ausbreitung des von der Antenne ausgesandten Strahls in einem vollständig aus Metall gefertigten Gehäuse fast ausschließlich in diesem Innenraum begrenzt, so dass Funketiketten außerhalb der Möbel nicht gelesen werden.
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Die Abschirmung von Wellen durch eine Metalloberfläche reicht jedoch nicht aus, um die Ausbreitung der Wellen außerhalb eines typischen Leichtmetallgehäuses zu begrenzen, das zahlreiche strukturelle Lücken aufweist, beispielsweise zwischen der Tür und der Seitenwand, durch die sich Wellen mit ausreichender Stärke außerhalb des Schrankraums ausbreiten.
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In einer solcher Situation, in der das Signal über den Möbelumriss hinaus stark genug ist, um den Marker, insbesondere das RFID-Etikett, mit Strom zu versorgen und eine Rückmeldung zu erzeugen, kann es zu einer Fehlfunktion des Systems führen, z. B. durch die Aufnahme von Objekten außerhalb des Schranks, die mit derartigen Etiketten gekennzeichnet sind, in den Schrankbestand,.
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Aus der Patentanmeldung
EP 2743 892 A2 ist ein Schrank mit einem System zum Identifizieren von RFID-Tags bekannt, der mehrere feste, sequentiell aktivierte RFID-Antennen enthält - zwei Antennen pro Fach. Der Nachteil dieses Systems ist die Notwendigkeit, mehrere Antennen zu verwenden und den Innenraum des Schranks so zu gestalten, dass die stationäre Antenne alle Markierungen innerhalb des zugewiesenen Bereichs lesen kann. Dieses System löst auch nicht das Problem der Begrenzung der Wellenausbreitung außerhalb des Möbelumrisses.
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Aus der Patentschrift
US 8,770,479 B1 ist ein Schrank bekannt, der einen Satz horizontal angeordneter Antennen enthält, die entlang einer vertikalen Achse an der Rückwand des Schrankes bewegbar sind. Das Lesen von RFID-Tags aus Elementen, die sich in einem Schrank befinden, erfolgt so, dass der Antettensatz auf die Ebene eines bestimmten Regals gebracht wird, aus dem die Tags gelesen werden sollen und dann wird das Lesen in einer stationären Position auf einer bestimmten Ebene aktiviert. Der Nachteil eines solchen Systems besteht darin, dass die Verwendung eines Satzes von mehreren Antennen erforderlich ist, um Elemente von einem bestimmten Pegel auszulesen. Bei dieser Lösung werden einzelne Bereiche des Möbels und nicht der gesamte Raum mit einer mobilen Antenne durchsucht. Darüber hinaus können diese Bereiche aufgrund ihrer geringen Größe Totzonen oder eine eingeschränkte Lesbarkeit aufweisen, insbesondere wenn sie eine große Anzahl von Tags aufweisen. Dieses System löst auch nicht das Problem der Begrenzung von der Wellenausbreitung außerhalb des Möbelumrisses.
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Aus der Beschreibung der Patentanmeldung
US 2010/0141457 A1 ist ein Abfallbehälter, insbesondere für medizinische Abfälle, bekannt, der eine mobile RFID-Antenne zum Lesen von Markierungen an Abfallbehältern enthält, die innerhalb des Behälters angeordnet sind. In den gezeigten Beispielen für Schränke mit Fächern ist eine einzelne Antenne an der Decke des Schranks angebracht und sie ist horizontal entlang der Decke beweglich. Diese Lösung ist nur für Schränke geeignet, die keine Metallfächer haben, da das Metallregal die Fähigkeit der Antenne blockieren würde, die Markierungen von den Elementen zu lesen, die zwischen dem Regal und der Antenne angebracht sind. Dieses System löst auch nicht das Problem der Begrenzung der Wellenausbreitung außerhalb des Möbelumrisses.
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Aus der Patentschrift
US 8,174,392 B1 ist ein Kleiderschrank bekannt, in dem die mit RFID-Tags gekennzeichneten Gegenstände eingehängt werden können, in dem viele horizontal mobile Antennen über jeder Ebene installiert sind, auf der die Elemente montiert sind. Bei diesem Schranktyp können Elemente gelesen werden, die zwischen den Metallfächern angebracht sind. Zwischen den Fächern ist jedoch eine spezielle Antenne erforderlich. Dieses System löst auch nicht das Problem der Begrenzung von Wellenausbreitung außerhalb des Möbelumrisses.
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Aus der Beschreibung der Patentanmeldung
PL 393 628 A1 ist ein Regal bekannt, das mit offenen Fächern und mit einer mobilen Vorrichtung zum Anbringen von Etiketten auf Fächer oder auf die da liegenden Gegenstände ausgestattet wird. Die bewegliche Vorrichtung kann auch ein Lesegerät zum Lesen des Kennzeichens, beispielsweise des Strichcodes oder des RFID-Codes von einem Objekt haben. Unter Berücksichtigung des Funktionsprinzips ist jedoch vorgesehen, dass das Kennzeichen in kurzer Entfernung vom Objekt gelesen wird und daher wäre das Gerät nicht dazu geeignet, Etiketten von vielen RFID-Objekten in einem geschlossenen Schrank zu lesen. Dieses System löst auch nicht das Problem der Begrenzung der Wellenausbreitung außerhalb des Möbelumrisses.
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Aus der Beschreibung der Gebrauchsmuster
CN 204970180 U ,
CN 203720940 U sind Schränke mit einer Antenne zum Lesen des Schrankinhalts bekannt, jedoch sind die Einzelheiten des Antennenbetriebs und der Art des Lesens von den Markierungen nicht bekannt.
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Es wäre daher zweckmäßig, einen Schrank, beispielsweise Kleiderschrank, aus Metall mit Trennwänden und einem System zur Identifizierung von den in diesem Schrank aufbewahrten Gegenständen zu entwickeln, dessen Konstruktion die Begrenzung der Ausbreitung von Wellen von der Antenne zum Inneren des Metallschranks und die Verringerung des Risikos eines versehentlichen Lesens von Markierungen außerhalb des Metallchranks ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch einen Metallschrank gelöst, der einen Korpus aus Wandelementen, einem Bodenelement und einem Deckenelement umfasst, wobei eines der Wandelemente ein bewegliches Zugangstürelement hat, und wobei der Metallschrank wenigstens umfasst:
- - einen Stauraum zum Aufbewahren von Gegenständen, welcher durch Trennwände bestimmt ist; sowie
- - eine RFID-Antenne;
und welcher sich dadurch auszeichnet, dass es entlang von Lücken an der beweglichen Zugangstür Dichtungen gibt, die UHF-Wellen abschirmen.
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Dabei sind die Dichtungen erfindungsgemäß bevorzugt aus elektrisch leitendem Material hergestellt oder mit einem solchen Material bedeckt.
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In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung befindet sich die Antenne zwischen dem Stauraum und einem Wandelement.
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In einer zweiten Ausgestaltung hat es sich bewährt, wenn sich die Antenne zwischen dem Stauraum und dem Bodenelement des Korpusses befindet.
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In einer dritten, alternativen Ausgestaltung hat sich bewährt, dass sich die Antenne zwischen dem Stauraum und dem Deckenelement des Korpusses befindet.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung hat die Antenne eine feste Position in Bezug auf den Korpus.
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Alternativ dazu hat sich bewährt, wenn die Antenne mittels eines Bewegungsmittels, insbesondere in Form einer Führungsschiene, eines Riemens und/oder einer Kette, beweglich ausgestaltet ist.
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Dabei hat das Bewegungsmittel, insbesondere die Führungsschiene, der Riemen und/oder die Kette, bevorzugt die Form einer geraden Linie parallel zu einer Kante des Korpusses.
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Alternativ dazu kann das Bewegungsmittel, insbesondere die Führungsschiene, der Riemen und/oder die Kette, auch die Form einer sprunghaften und/oder gebrochenen Linie haben, deren Abschnitte parallel zu einer Kante des Korpusses sind.
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In einer weiteren alternativen Ausgestaltung hat sich auch bewährt, dass das Bewegungsmittel, insbesondere die Führungsschiene, der Riemen und/oder die Kette, die Form eines schrägen Abschnitts relativ zu einer der Kanten des Korpusses aufweit.
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Wiederum alternativ dazu kann das Bewegungsmittel, insbesondere die Führungsschiene, der Riemen und/oder die Kette, vorzugsweise eine Ellipsenform aufweisen.
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In einer weiteren alternativen Ausgestaltung kann das Bewegungsmittel, insbesondere die Führungsschiene, der Riemen und/oder die Kette, schließlich vorzugsweise eine runde Form haben.
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Darüber hinaus hat sich eine Ausgestaltung bewährt, bei der die Lücken zwischen den UHF-Wellen abschirmenden Elementen des Korpusses, zwischen dem Ausbreitungsbereich der RFID-Antenneinnerhalb des Korpusses und der Schrankumgebung eine Breite von nicht mehr als 2 mm aufweisen.
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Schließlich hat es sich in einer Ausgestaltung bewährt, wenn die Lücken zwischen den UHF-Wellen-abschirmenden Elementen des Korpusses, insbesondere zwischen den Wandelementen, dem Bodenelement, dem Deckenelement und/oder dem Zugangstürelement, eine Breite von nicht mehr als 2 mm aufweisen.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht in der Möglichkeit, die Ausbreitung von Funkwellen in den Innenraum zwischen dem Schrankinneren und seiner Umgebung zu begrenzen, wodurch Fehler aufgrund von Lesemarkierungen in der Schrankumgebung begrenzt werden.
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Der erfindungsgemäße Metallschrank ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Zeichnungen dargestellt. Darin zeigen:
- 1 eine Gesamtansicht des Schrankaufbaus;
- 2-7 jeweils eine Seitenansicht des Schranks in verschiedenen Varianten; und
- 8-11 verschiedene Varianten des Antennenbewegungsweges.
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Bei der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
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Der in 1 allgemein gezeigte Metallschrank hat einen Korpus 100 mit Wandelementen 101, einem Bodenelement 102 und einem Deckenelement 103. In einer der Wandelemente 101 befindet sich ein Zugangstürelement 104, das nach dem Öffnen den Zugang zum Innenraum des Schranks und das Einführen oder Entfernen von Gegenständen aus dem Stauraum 105 ermöglicht. Der Stauraum 105 ist durch Trennwände 106 getrennt (dies kann beispielsweise in Form von Bretternund/oder Schubladen sein). In dem Korpus 100 befindet sich eine RFID - Antenne 111.
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In einer Gruppe von Ausführungsformen (wie in den 2 - 4 gezeigt) kann die Antenne 111 eine feste Position in Bezug auf den Korpus 100 haben. Die Antenne 111 kann direkt oder mit geeigneten Halterungen an einer der Wandelemente 101, dem Bodenelement 102 oder dem Deckenelement 103 des Korpuses 100 befestigt werden. Die Position einer solchen Antenne 111 ist unbeweglich, während das Gerät in Betrieb ist.
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Bei einer Ausführungsform, wie in 2 gezeigt, ist die Antenne 111 vorteilhaft zwischen dem Stauraum 105 und dem Deckenelement 103 des Korpuses 100 befestigt.
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In einer anderen Ausführungsform, wie in 3 gezeigt, kann die Antenne 111 zwischen dem Stauraum 105 und dem Bodenelement 102 des Metallschranks befestigt sein.
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In einer weiteren Ausführungsform, wie in 4 gezeigt, kann sich die Antenne 111 zwischen dem Stauraum 105 und einem Wandelementes 101 des Schrankes befinden.
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In einer anderen Gruppe von Ausführungsformen (wie in 5 - 11) ist die Antenne 111 beweglich entlang eines Bewegungsmittels 112 montiert. Beispielsweise kann das Bewegungsmittel 112 eine Führungsschiene, ein Riemen, eine Kette usw. sein. Das Bewegungsmittel 112 kann auch durch einen beweglichen Arm bestimmt werden, an dem die Antenne 111 montiert werden kann. Die Antenne 111 wird dann bevorzugt zusammen mit dem Bewegungsmittel 112 in einer, zu einer der Ebenen des Korpusses 100 parallelen Ebene montiert - beispielsweise am Schrankboden 102 (5, 6) oder an der Schrankwand 101 ( 7).
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Die 8 - 11 zeigen verschiedene Varianten der Anordnung der Antennen 111 , wobei das Bewegungsmittel 112 entlang einer der Kanten des Korpusses 100 verlaufen (8) oder auch als ein rechteckiges Bewegungsmittel 112 entlang aller Kanten des Korpuses 100 verlaufen kann (9), oder auch eine Bahn sein kann, die zu den Kanten des Korpuses 100 geneigt (10) oder auch eine Kreis- oder Ellipsenbahn (11) sein kann. Die Verwendbarkeit verschiedener Formen des Bewegungsmittels 112 zeigt sich in einer unterschiedlichen Effizienz des Auslesens von Etiketten aus dem Stauraum 105 und kann experimentell ausgewählt werden, individuell, abhängig von der Größe und dem Verhältnis zu den Metallschrankabmessungen sowie zu der Art von den in dem Schrank aufzubewahrenden Gegenständen.
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Um eine gute Abschirmung des Leseraums im Inneren des Schranks zu gewährleisten, haben die Lücken zwischen den Elementen 100 bis 104 des Gehäusekörpers, also des Korpusses 100, die UHF-Wellen abschirmen, zwischen dem Ausbreitungsbereich der RFID-Antenne 111 im Inneren des Korpusses 100 und der Schrankumgebung, insbesondere zwischen den Wandelementen 101, dem Bodenelement 102 und dem Deckenelement 103, sowie dem Zugangstürelement 104 mindestens an einer Stelle zwischen dem Innen- und Außenraum des Schrankes die Breite von nicht mehr als 2 mm.
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An Stellen, an denen feste Elemente miteinander verbunden werden (z. B. ein Wandelement 101 mit einem anderen Wandelement 101), kann dies erreicht werden, indem die Kanten der Bleche richtig profiliert und dicht miteinander verbunden werden (z. B. durch Schweißen, Nieten oder Verschrauben).
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Bei Lücken zwischen dem beweglichen Element (also dem Zugangstürelement 104) und dem festen Schrankkörper werden an den Kanten Dichtungen 107 zur Abschirmung von UHF-Wellen verwendet bzw. vorgesehen, die zum Beispiel aus leitendem Material hergestellt oder mit einem solchen Material bedeckt sind.
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Die vorteilhafte Verwendungsmöglichkeit aller Ausführungsformen besteht darin, dass das Problem der Ausbreitung von Wellen außerhalb des Schranks, die von der Antenne 111 innerhalb des Schranks durch strukturelle Lücken im Schrank nach außen gestrahlt werden, dank geeigneter Dichtungen 107 gelöst wurde, wodurch das Risiko des versehentlichen Lesens von Markierungen, insbesonder von RFID-Etiketten, außerhalb der Schrankumgebung reduziert wird.
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Darüber hinaus kann bei den beweglichen Ausgestaltungen der Antenne 111 zusätzlich zu dem oben beschriebenen Grundnutzen mit einer kleinen mobilen Antenne 111 effektiv der Bereich abgedeckt werden, in dem sich die Markierungen, insbesondere die RFID-Etiketten, befinden. Aufgrund der Tatsache, dass die RFID-Antenne 111 mit Hilfe des Bewegungsmittels 112 beweglich ist, ist es möglich, Markierungen, insbesondere die RFID-Etiketten, zu lesen, die sich gegenseitig von der Signalquelle ab einem bestimmten Punkt abschirmen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Metallschrank mit einem Korpus 100 mit Wandelementen 101, einem Bodenelement 102 und einem Deckenelement 103, wobei eines der Wandelemente 101 ein Zugangstürelement 104 hat, und wobei der Schrank wenigstens einen Stauraum 105 zum Aufbewahren von Gegenständen, welcher durch Trennwände 106 bestimmt ist, sowie eine RFID-Antenne 111 umfasst. Der erfindungsgemäße Metallschrank zeichnet sich dadurch aus, dass es entlang von Lücken an dem beweglichen Zugangstürelement 104 Dichtungen 107 gibt, die UHF-Wellen abschirmen. Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Möglichkeit, die Ausbreitung von Funkwellen in den Innenraum des Schrankes, also zwischen dem Schrankinneren und seiner Umgebung, vorteilhaft zu begrenzen, wodurch Fehler aufgrund von Lesemarkierungen in der Schrankumgebung, insbesondere von mit RFID-Etiketten markierten Gegenständen außerhalb des Schrankes, begrenzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Korpus
- 101
- Wandelement des Korpus 100
- 102
- Bodenelement des Korpus 100
- 103
- Deckenelement des Korpus 100
- 104
- Zugangstürelement des Korpus 100
- 105
- Stauraum zum Aufbewahren von Gegenständen
- 106
- Trennwand
- 107
- Dichtung
- 111
- RFID-Antenne
- 112
- Bewegungsmittel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2743892 A2 [0010]
- US 8770479 B1 [0011]
- US 2010/0141457 A1 [0012]
- US 8174392 B1 [0013]
- PL 393628 A1 [0014]
- CN 204970180 U [0015]
- CN 203720940 U [0015]
