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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Labor-Mischkneter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Mischkneter sind bereits in vielfältiger Form und Ausgestaltung bekannt und gebräuchlich. So wird beispielsweise in der
DE 10 2012 106 872.0 ein Mischkneter offenbart, wobei diese Art der Mischkneter im grossen industriellen Massstab gefertigt werden und tatsächliche Testläufe erst nach Fertigstellung der Gesamtanlage in vollem Umfang möglich sind.
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Aufgabe der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Mischkneter für Laboranwendungen zur Verfügung zu stellen, welcher in kleinem Massstab Testläufe für verschiedene Ausgangsmaterialien schnell und einfach und dadurch günstig ermöglicht.
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Lösung der Aufgabe
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Zur Lösung der Aufgabe führen die Merkmale des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Bei dem erfindungsgemässen Labor-Mischkneter ist ein Prozessraumgehäuse und eine in dem Prozessraumgehäuse angeordneten Kneterwelle vorhanden, wobei das Prozessraumgehäuse aus einem Gehäuse, einer Endplatte und einer Rückwand besteht und die erfinderische Besonderheit aufweist, dass das Gehäuse und die Endplatte statisch auf einem Gestell angeordnet sind und die Kneterwelle und die Rückwand beweglich an dem Gestell angeordnet sind, wobei in einer Ruhelage die Kneterwelle mit der Rückwand aus dem Gehäuse gezogen sind und in einer Arbeitslage die Kneterwelle in dem Gehäuse angeordnet ist und die Rückwand das Gehäuse verschliesst. Dies ermöglicht vorteilhaft, dass der Verarbeitungsprozess im Prozessraumgehäuse schnell und einfach in kleinem Massstab dargestellt werden kann und beispielweise Zwischenstadien eines Verarbeitungsprozesses durch Öffnen des Prozessraumgehäuses zu verschiedenen Zeitpunkten möglich ist.
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Das Gehäuse weist einen Dom mit einem Sicherheitsventil auf. Dies dient der vorteilhaften Abführung von entstehendem Dampf durch Dissipation oder Erhitzung und macht den Verarbeitungsprozess dadurch sicherer.
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Das Gehäuse ist über eine Stützkonstruktion an dem Gestell befestigt. Die Stützkonstruktion besteht in erster Linie aus Stützbeinen, die das Gehäuse gegenüber dem Gestell statisch festlegen und durch ihre Bauhöhe das angepasste Einlaufen und Entfernen der Kneterwelle in gleicher Bauhöhe gewährleisten.
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Die Kneterwelle weist eine Kneterwellen-Antriebseinheit auf. Diese gewährleistet die gewünschte Rotation der Kneterwelle in vorgegebener Geschwindigkeit, Temperatur und Kraft.
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Die Kneterwellen-Antriebseinheit besteht dazu aus einem Antrieb, einem Getriebe, einem Wellenlager und einem Wellenbeheizungs-Anschluss. Der Wellenbeheizungs-Anschluss ist zur Sicherheit der Nutzer beispielweise mit einem Personenschutzgitter versehen. Die Kombination dieser Merkmale erlaubt die Feinjustierung an die vorgegebenen Eckdaten eines Verarbeitungsprozesses.
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Die Kneterwellen-Antriebseinheit ist mit der bewegungsfest verbundenen Kneterwelle auf einer Tragschiene mittels eines Führungswagens beweglich angeordnet, wobei die Tragschiene statisch mit dem Gestell verbunden ist. Diese einfache Konstruktion stellt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die Mobilisierung der Kneterwelle und der mit der Kneterwelle bewegungsfest verbundenen Bauteile dar. Bewegungsfest bedeutet in diesem Zusammenhang, dass alle angesprochenen Bauteile in gleicher Weise mobilisiert werden, folglich in diesem Ausführungsbeispiel auf dem Führungswagen verschiebbar sind.
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Das Gestell umfasst einen Heizmediumverteiler, einen Klemmenkasten, Rollen oder Gestell-Füsse. Der Heizmediumverteiler weist einen Heizvorlauf und einen Heizrücklauf auf und dient der vorteilhaften Versorgung beispielsweise der Kneterwelle oder des Gehäuses oder anderer Bauteile mit Wärmeenergie.
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Zwischen dem Wellenlager und der Rückwand ist eine beheizbare Antriebswelle angeordnet. Die beheizbare Antriebswelle dient vorteilhaft dazu, die Kneterwelle mit Wärmeenergie zu versorgen.
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Das Gehäuse und die Endplatte umfassen eine Austrags-Schneckeneinheit, wobei die Austrags-Schneckeneinheit wiederum aus einem Austrags-Antrieb, einem nachgeschalteten Synchron-Reduziergetriebe und einer wiederum nachgeschalteten Stopfbuchse besteht. Auch das Zusammenspiel dieser Bauteile ermöglicht das Anpassen des Labor-Mischkneters an die vorgegebenen Eckpunkte eines Verarbeitungsprozesses.
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Das Gehäuse und die Endplatte umfassen eine Zahnradpumpen-Einheit, wobei die Zahnradpumpen-Einheit aus einer Antriebseinheit, einer Zahnradpumpe und einer Abführ-Öffnung besteht. Die Abführ-Öffnung dient dem Ablassen des verarbeiteten Produktes aus dem Prozessraumgehäuse an ein nachfolgendes Prozessorgan. Die Zahnradpumpen-Einheit mit den zugehörigen Bauteilen dient dabei dem Abtransport bzw. der Abnahme des Produktes zum nachfolgenden Prozessorgan.
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Das Gehäuse weist ausserdem eine Prozessraum-Zuführ-Öffnung auf. Diese Prozessraum-Zuführ-Öffnung kann auch in der Rückwand vorgesehen sein. Vorteilhaft bei der Anbringung an dem Gehäuse ist aber, dass das Gehäuse statisch auf dem Gestell angeordnet ist und dadurch das Beliefern des Prozessraumgehäuses mit dem Ausgangsmaterial in Arbeitslage vereinfacht ist.
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Arbeitslage bedeutet im Rahmen der Erfindung, dass die Rückwand an das Gehäuse dichtend herangefahren ist, so dass das Prozessraumgehäuse entsteht und die Verarbeitung des Produktes durch die Kneterwelle erfolgen kann. Ruhelage bedeutet hingegen, dass die Rückwand mit der Kneterwelle von bzw. aus dem Gehäuse weggefahren bzw. herausgefahren ist und der Prozessraum geöffnet und sichtbar ist. Somit kann keine Verarbeitung des Produktes in Ruhelage erfolgen.
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Die Endplatte weist eine Lagerung für die Kneterwelle auf. Eine solche Lagerung ist besonders dann von Vorteil, wenn beispielsweise aufgrund eines Volumens des Prozessraumes von über 5 Litern die Länge der Kneterwelle derart zunimmt, dass ohne eine Lagerung in der Endplatte die Kneterwelle womöglich unrund laufen könnte oder sich zumindest geringfügig verbiegen könnte. Bei kleineren Volumen des Prozessraumes bedarf es dieser Lagerung nicht zwingend.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst das Gehäuse einen Buffer-Hopper, wobei der Buffer-Hopper aus einem Rührgehäuse besteht, wobei das Rührgehäuse einen über einen Rühr-Antrieb angetriebenen Rührer aufweist, wobei das Rührgehäuse ausserdem eine Zuführung aufweist und die dem Prozessraumgehäuse zuweisende Seite einen Konus-Behälter darstellt. Die Zuführung ist hierbei eine Öffnung für die Beschickung des Rührgehäuses mit einem Ausgangsmaterial.
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Zwischen dem Konus-Behälter und dem Gehäuse ist ein Kompensator und ein Rotary-Feeder mit einem Feeder-Antrieb angeordnet. Dabei ist vorteilhaft gewährleistet, dass immer die gewünschte Menge von Ausgangsmaterial in das Prozessraumgehäuse eingebracht werden kann.
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Das Gehäuse verfügt über eine Austragsdoppel-Schnecke und eine Zahnradpumpen-Antriebseinheit. Dies gewährleistet vorteilhaft, dass das in dem Prozessgehäuse verarbeitete Produkt sicher und definiert dem nachfolgenden Prozessorgan zugeschickt werden kann.
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Labor-Mischkneter im Rahmen der Erfindung weisen in der Regel ein Volumen des Prozessraumes zwischen 1 Liter und 15 Liter, bevorzugt 3 bis 12 Liter auf.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Labor-Mischkneters mit einem 3 Liter-Prozessvolumen;
- 2 eine vergrösserte Ansicht eines Teils der 1;
- 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Labor-Mischkneters mit einem 4,3 Liter-Prozessvolumen;
- 4 eine andere Ansicht des Labor-Mischkneters aus 3;
- 5 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Labor-Mischkneters mit einem 12- Liter-Prozessvolumen
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Ausführungsbeispiel
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Im Rahmen der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele wird darauf hingewiesen, dass als Prozessvolumen, der durch Auslitern ermittelte Volumen-Wert eines Prozessraumgehäuses 35.
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In 1 ist das erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Labor-Mischkneters mit einem 3 Liter-Prozessvolumen gezeigt. Dabei ist das Prozessraumgehäuse 35 geschlossen, also in Arbeitslage dargestellt.
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Dort ist ein Gestell 14 gezeigt, wobei an dem Gestell 14 seitlich eine Platte angeordnet ist, wobei an der Platte ein Klemmenkasten 16 für die Verkabelung des Labor-Mischkneters angebracht ist.
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Der Labor-Mischkneter weist das Prozessraumgehäuse 35 und einer in dem Prozessraumgehäuse 35 angeordneten Kneterwelle 10 wobei das Prozessraumgehäuse 35 aus einem Gehäuse 8, einer Endplatte 9 und einer Rückwand 42 besteht, wobei das Gehäuse 8 und die Endplatte 9 statisch auf dem Gestell 14 angeordnet sind und die Kneterwelle 10 und die Rückwand 42 beweglich an dem Gestell 14 angeordnet sind, wobei in einer Ruhelage die Kneterwelle 10 mit der Rückwand 42 aus dem Gehäuse 8 gezogen sind und in einer Arbeitslage die Kneterwelle 10 in dem Gehäuse 8 angeordnet ist und die Rückwand 42 das Gehäuse 8 verschliesst. In der 1 ist die Kneterwelle 10 nicht zu erkennen, da sie in das Gehäuse 8 eingefahren dargestellt ist.
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Ausserdem weist das Gehäuse 8 einen Dom 7 mit einem Sicherheitsventil 6 auf. Dabei weist die Kneterwelle 10 eine Kneterwellen-Antriebseinheit 1 auf. Die Kneterwellen-Antriebseinheit 1 ist bewegungsfest mit der Kneterwelle 10 verbunden. Dabei ist die Kneterwellen-Antriebseinheit 1 mit der Kneterwelle 1 an einer Tragschiene 11 mittels eines Führungswagens 13 beweglich angeordnet, wobei die Tragschiene 11 statisch mit dem Gestell 14 verbunden oder ein teil des Gestells 14 ist.
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Der Dom 7 zur Abführung von Dämpfen und auch für die Zugabe von Produkt. Der Dampf 7 wiederum kann über das Sicherheitsventil 6 entweichen.
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Das Gehäuse 8 ist über eine Stützkonstruktion 12 an dem Gestell 14 befestigt. In diesem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Stützkonstruktion 12 fest mit dem Prozessraumgehäuse 35 und dem Gestell 14 verbunden.
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Die Kneterwellen-Antriebseinheit 1 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem Antrieb 2, einem Getriebe 3, einem Wellenlager 4 und einem Wellenbeheizungs-Anschluss 5. Der Wellenbeheizungs-Anschluss 5 weist hier ein nicht näher beschriebenes Personenschutzgitter auf. Durch den Wellenbeheizungs-Anschluss 5 wird Wärmemedium für die Kneterwelle 10 zur Verfügung gestellt.
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Das Gehäuse 8 ist beheizbar. Ebenso ist die Endplatte 9 beheizbar. Ausserdem ist die Endplatte 9 auch manuell oder mit Werkzeug ordnungsgemäss abnehmbar.
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Die Kneterwelle 10 mit nicht näher bezeichneten Knetelementen ist ebenfalls beheizbar. Die Tragschiene 11 dient zum Tragen der verschiebbaren Kneterwellen-Antriebseinheit 1.
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Das Gestell 14 weist auf der dem Boden zugewandten Seite Rollen 43 auf, die ggf. arretierbar sind. Auch ist ein Heizmediumverteiler gezeigt, welcher aus einem Heizmedium-Vorlauf 15.1 und einem Heizmedium-Rücklauf 15.2 auf
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In 2 ist ein Teil der 1 vergrössert dargestellt. Ausserdem zeigt die 2 den geöffneten Prozessraum 35, also die Ruhelage. Durch den geöffneten Prozessraum 35 ist nun auch die Kneterwelle 10 zu erkennen. Ansonsten gelten die zu 1 gemachten Ausführungen zu den mit den gleichen Bezugsziffern versehenen Bauteilen auch für die 2. Zusätzlich ist in der 2 nur die beheizbare Antriebswelle 22 gezeigt, wobei die beheizbare Antriebswelle 22 zwischen dem Wellenlager 4 und der Rückwand 42 angeordnet und dient dem Antrieb der Kneterwelle 10.
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3 ist das zweite Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Labor-Mischkneters mit einem 4,3 Liter-Prozessvolumen gezeigt. Dabei ist das Prozessraumgehäuse 35 geschlossen, also in Arbeitslage dargestellt. Ansonsten gelten die zu den 1 und 2 gemachten Ausführungen zu den mit den gleichen Bezugsziffern versehenen Bauteilen auch für die 3 und 4.
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In der 3 ist gezeigt, dass das Gehäuse 8 und die Endplatte 9 eine Austrags-Schneckeneinheit 17 umfassen, wobei die Austrags-Schneckeneinheit 17 wiederum aus einem Austrags-Antrieb 18, einem nachgeschalteten Synchron-Reduziergetriebe 19 und einer wiederum nachgeschalteten Stopfbuchse 20 besteht, die uni-linear vom Boden weg angeordnet sind.
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Auch ist zusätzlich in der 3 gezeigt, dass das Gehäuse 8 und die Endplatte 9 eine Zahnradpumpen-Einheit 23 umfasst, wobei die Zahnradpumpen-Einheit 23 wiederum aus einer Antriebseinheit 26, einer Zahnradpumpe 24 und einer Abführ-Öffnung 25 besteht. Dabei ist die Zahnradpumpen-Einheit 23 ebenfalls uni-linear waagerecht zum Boden angeordnet und sind dabei im Wesentlichen im rechten Winkel zu der Austrags-Schneckeneinheit 17 angeordnet. Im Bereich der Stopfbuchse 20 sind nicht näher beschriebene Antriebswellen vorhanden, die die hier nicht sichtbaren Austragsdoppelschnecken antreiben. Auch ist die beheizbare Endplatte 9 mit Öffnungen versehen für die Austrags-Schneckeneinheit 17. Zusätzlich ist ein zweiter Heizmediumverteiler mit einem Heizmedium-Vorlauf 21.1 und einem Heizmedium- Rücklauf 21.2 vorhanden, die das Gehäuse 8 mit Wärmeenergie versorgen.
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In 4 weist das Gehäuse 8 zusätzlich eine angedeutete Prozessraum-Zuführ-Öffnung 27 aufweist. Die Prozessraum-Zuführ-Öffnung 27 dient der Zuführung des Ausgangsmaterials in das Prozessraumgehäuse 35. Auch ist eine nicht sichtbare gegen unten zum Boden hin gerichtete Abführ-Öffnung 25 der Zahnradpumpe 24 für Zuführung an nachfolgendes hier ebenfalls nicht gezeigtes Prozessorgan.
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In 5 ist das dritte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Labor-Mischkneters mit einem 12-Liter-Prozessvolumen gezeigt. Dabei ist das Prozessraumgehäuse 35 geschlossen, also in Arbeitslage dargestellt.
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Ansonsten gelten die zu den 1 bis 4 gemachten Ausführungen zu den mit den gleichen Bezugsziffern versehenen Bauteilen auch für die 5.
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Die Endplatte 9 weist eine Lagerung für die Kneterwelle 10 auf.
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Das Gehäuse 8 umfasst hier einen Buffer-Hopper 30. Der Buffer-Hopper 30 besteht aus einem Rührgehäuse 37, wobei das Rührgehäuse 37 einen von einem Rühr-Antrieb 31 angetriebenen aber hier nicht sichtbaren Rührer aufweist und das Rührgehäuse 37 ausserdem eine Zuführung 36 aufweist und die dem Prozessraumgehäuse 35 zuweisende Seite einen Konus-Behälter 32 darstellt.
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Zusätzlich ist zwischen dem Konus-Behälter 32 und dem Gehäuse 8 ein Kompensator 28 und ein Rotary-Feeder 33 mit einem Feeder-Antrieb 34 angeordnet.
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Das Gehäuse 8 weist eine Austragsdoppel-Schnecke 40 und eine Zahnradpumpen-Antriebseinheit 38 auf.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kneterwellen-Antriebseinheit
- 2
- Antrieb
- 3
- Getriebe
- 4
- Wellenlager
- 5
- Wellenbeheizungs-Anschluss
- 6
- Sicherheitsventil
- 7
- Dom
- 8
- Gehäuse (beheizbar)
- 9
- Endplatte (beheizbar)
- 10
- Kneterwelle (beheizbar)
- 11
- Tragschiene
- 12
- Stützkonstruktion
- 13
- Führungswagen
- 14
- Gestell
- 15
- Heizmediumverteiler
- 16
- Klemmenkasten
- 17
- Austrags-Schneckeneinheit
- 18
- Austrags-Antrieb
- 19
- Synchron-Reduziergetriebe
- 20
- Stopfbuchse
- 21
- 2. Heizmediumverteiler
- 22
- Beheizbare Antriebswelle
- 23
- Zahnradpumpen-Einheit
- 24
- Zahnradpumpe
- 25
- Abführ-Öffnung
- 26
- Antriebseinheit
- 27
- Prozessraum-Zuführ-Öffnung
- 28
- Kompensator
- 29
- Gestell-Fuss
- 30
- Buffer-Hopper
- 31
- Rühr-Antrieb
- 32
- Konus-Behälter
- 33
- Rotary-Feeder
- 34
- Feeder-Antrieb
- 35
- Prozessraumnehäuse
- 38
- Zahnradpumpen-Antriebseinheit
- 40
- Austragsdoppei-bcnnecke
- 42
- Rückwand
- 43
- Rollen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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