EP2580127A2 - Vorrichtung und verfahren zur befüllung von produkten - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur befüllung von produkten

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EP2580127A2
EP2580127A2 EP11754823.0A EP11754823A EP2580127A2 EP 2580127 A2 EP2580127 A2 EP 2580127A2 EP 11754823 A EP11754823 A EP 11754823A EP 2580127 A2 EP2580127 A2 EP 2580127A2
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EP
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filling
line
valve
receptacle
container
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Ralf Steinfeldt
Johannes Hortmanns
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Definitions

  • the invention relates to a device having a receptacle for storing a product, which consists of a first liquid component and at least one second component, wherein the receptacle is connected by at least one filling line with at least one filling valve.
  • the invention further relates to a method for filling a container with a product that is stored within a receptacle, wherein the product consists of a first liquid component and at least one second component and in which the product to be filled container via at least one filling line and at least one filling valve is supplied.
  • Such products may be, for example, foods.
  • the second component is also liquid.
  • An example of a product with such a component are emulsions, especially milk.
  • the second component This may for example be the case with a fruit juice with pieces.
  • Other examples are milk with coconut flakes, milk with cereals and soups and sauces with chunky proportions.
  • the lumpy portions may be, for example, vegetables and / or meat.
  • the second component is typically in the form of particles, with a mean diameter of these particles lying within a range of 1 to 40 mm. In special cases, smaller or larger average diameters are possible.
  • the problem may arise that the distribution of the second component in the first component is not homogeneous in time, but that segregation processes take place.
  • the specific weight of the first and the second component it is possible, on the one hand, for particles to rise or settle on the other hand.
  • Object of the present invention is therefore to construct a device of the aforementioned type such that a segregation of the components is counteracted.
  • This object is achieved in that in the region of the filling line between the receptacle and the filling valve at least one throttle valve is arranged and that the filling line between the filling valve and a filling valve adjacent arranged throttle valve is dimensioned such that the internal volume of this part of the filling line in essentially corresponds to a filling volume of a container to be filled.
  • Another object of the present invention is to improve a method of the aforementioned type such that a segregation of the components is counteracted.
  • This object is achieved erf ndances, characterized in that the filling line between the receptacle and the filling valve of at least one throttle valve is divided into line sections and that the line section between the filling valve and a filling valve adjacent arranged throttle valve is dimensioned such that the internal volume of this part of the line section essentially corresponds to a filling volume of a container to be filled.
  • the filling line between two adjacent throttle valves is dimensioned such that the internal volume of this part of the filling line substantially corresponds to a filling volume of a container to be filled.
  • a gentle product filling is supported by the fact that the filling line extends substantially in the vertical direction below the receptacle.
  • the receptacle is designed to carry out a purely gravimetric filling.
  • an internal pressure deviating from the ambient pressure can be generated within the receptacle.
  • a segregation of the product is counteracted by an inner diameter of the filling line about 1.3 times the size of an average particle size of solid components contained within the product.
  • Separation of the product can be prevented by moving the product within the receptacle from a conveyor.
  • 1 is a schematic vertical sectional view of the device in a product with sinking particles
  • FIG. 2 is a comparison with FIG. 1 modified
  • Fig. 3 is a perspective view of a
  • Fig. 4 is a filling line with two throttle valves and a filling valve.
  • a tube-like guide element (3) is arranged in an inner space (1) of an upright container (2).
  • the guide element (3) extends with a longitudinal axis (4) substantially in a vertical direction.
  • the receptacle (2) in a horizontal sectional plane on a circular contour and the Le element (3) is positioned substantially concentrically within the receptacle (2).
  • the interior (1) serves to receive a product to be stored (5).
  • the product has within the receiving container (2) to a level (6).
  • To detect the level ⁇ 6) is a sensor (7), which is connected to a level measuring device (8).
  • the guide element (3) can, according to one embodiment, have a circular cross-sectional area in a horizontal sectional plane. But there are also other rounded or square cross-sectional areas feasible.
  • a lower end (9) of the guide element (3) is arranged at a distance (10) from a bottom (11) of the receptacle (2).
  • a Querterrorismerweittation (12) is provided in the region of the lower end (9). 1 also shows that a cross-sectional enlargement (14) is realized in the region of an upper end (13) of the guide element (3).
  • the guide element (3) opens a supply line (15) for the product (5).
  • it is intended to fix the supply line (15) in the region of a wall (16) of the receptacle (2) and to support and position the guide element (3) through the feed line (15).
  • the conveyor (17) may be formed as a propeller, which is coupled via a shaft (18) with a drive (19).
  • the bottom (11) has in the illustrated embodiment, a contour (20) such that a central region of the bottom (11) are arranged at a higher level than edge regions of the bottom (11).
  • the bottom (11) thereby bulges in the direction of the guide element (3).
  • a plurality of filling lines (21) are arranged in the region of the bottom (11), which connect the receptacle (2) with associated filling devices.
  • at least one guide element (22) is arranged in the area of the guide element (3) which suppresses the formation of rotary flows within the guide element (3) and the formation of flows in the direction of the longitudinal axis (FIG. 4) promotes.
  • three guide elements (22) designed as guide plates can be arranged, which are arranged in a circumferential direction of the guide element (120) at 120 ° relative to each other.
  • Fig. 3 shows an embodiment in which the receptacle (2) a plurality of filling lines (21) are connected.
  • Connection elements (26) which connect the filling lines (21) to the receptacle (2) are preferably arranged equidistantly relative to each other along a circumference of the receptacle (2) and extend at least in sections with a relative to a longitudinal axis of the receptacle (2) radial direction component.
  • each of the filling lines (21) of a throttle valve (23) is divided.
  • the filling lines (21) connect the receptacle (2) with filling valves (24).
  • a line section (25) having an internal volume corresponding to the intended filling volume for a container to be filled.
  • the throttle valves (23) lying line sections have an internal volume, which corresponds in each case to the internal volume of the line section (25).
  • a cross-sectional area of the filling lines (21) is preferably about 1.3 times a mean cross-sectional area of solid particles contained within the product to be filled.
  • the lengths of the filling lines (21) are minimized as possible to prevent segregation operations of the components of the product, preferably also is thought to provide a shut-off in the region of the connecting elements (26).
  • FIG. 4 shows, for further illustration, a filling line (21) with two throttle valves (23) and a container (27) positioned below the filling valve (24).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)
  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
  • Supply Of Fluid Materials To The Packaging Location (AREA)

Abstract

Das Verfahren und die Vorrichtung dienen zur Befüllung eines Behälters mit einem Produkt. Das Produkt besteht aus einer ersten flüssigen Komponente und mindestens einer zweiten Komponente. Das Produkt wird dem zu befüllenden Behälter (27) über mindestens eine Füllleitung (21) und mindestens ein Füllventil (24) zugeführt. Die Füllleitung (21) wird zwischen dem Aufnahmebehälter (2) und dem Füllventil (24) von mindestens einem Drosselventil (23) in Leitungsabschnitte unterteilt. Der Leitungsabschnitt (25) zwischen dem Füllventil (24) und einem dem Füllventil benachbart angeordneten Drosselventil (23) wird derart dimensioniert, daß das Innenvolumen dieses Teiles der Füllleitung im Wesentlichen einem Befüllvolumen eines zu befüllenden Behälters (27) entspricht.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Befüllung von Produkten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Aufnahmebehälter zur Bevorratung eines Produktes, das aus einer ersten flüssigen Komponente und mindestens einer zweiten Komponente besteht, wobei der Aufnahmebehälter durch mindestens eine Füllleitung mit mindestens einem Füllventil verbunden ist.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Befüllung eines Behälters mit einem Produkt, das innerhalb eines Aufnahmebehälters bevorratet wird, wobei das Produkt aus einer ersten flüssigen Komponente und mindestens einer zweiten Komponente besteht und bei dem das Produkt dem zu befüllenden Behälter über mindestens eine Füllleitung und mindestens ein Füllventil zugeführt wird.
Derartige Produkte können beispielsweise Nahrungsmittel sein. Beispielsweise ist es ebenfalls möglich, daß auch die zweite Komponente flüssig ist. Ein Beispiel für ein Produkt mit einer derartigen Komponente sind Emulsionen, insbesondere Milch. Gemäß einer anderen Variante ist die zweite Komponente fest. Dies kann beispielsweise bei einem Fruchtsaft mit Stücken der Fall sein. Weitere Beispiele sind Milch mit Kokosflocken, Milch mit Cerealien sowie Suppen und Soßen mit stückigen Anteilen. Die stückigen Anteile können beispielsweise Gemüse und/oder Fleisch sein.
Bei einer festen zweiten Komponente liegt die zweite Komponente typischerweise in Form von Partikeln vor, wobei ein mittlerer Durchmesser dieser Partikel innerhalb eines Bereiches von 1 bis 40 mm liegen kann. In Sonderfällen sind auch kleinere oder größere mittlere Durchmesser möglich.
Bei einer vorgesehenen Bevorratung von Produkten, die aus mindestens zwei Komponenten bestehen, kann das Problem auftreten, daß die Verteilung der zweiten Komponente in der ersten Komponente nicht zeitunabhängig homogen ist, sondern daß Entmischungsvorgänge stattfinden. In Abhängigkeit vom spezifischen Gewicht der ersten und der zweiten Komponente ist es einerseits möglich, daß Partikel aufschwimmen oder sich andererseits absetzen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß einer Entmischung der Komponenten entgegengewirkt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich der Füllleitung zw schen dem Aufnahmebehälter und dem Füllventil mindestens ein Drosselventil angeordnet ist und daß die Füllleitung zwischen dem Füllventil und einem dem Füllventil benachbart angeordneten Drosselventil derart dimensioniert ist, daß das Innenvolumen dieses Teiles der Füllleitung im wesentlichen einem Befüllvolumen eines zu befüllenden Behälters entspricht. Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß einer Entmischung der Komponenten entgegengewirkt wird.
Diese Aufgabe wird erf ndungsgemäß dadurch gelöst, daß die Füllleitung zwischen dem Aufnahmebehälter und dem Füllventil von mindestens einem Drosselventil in Leitungsabschnitte unterteilt wird und daß der Leitungsabschnitt zwischen dem Füllventil und einem dem Füllventil benachbart angeordneten Drosselventil derart dimensioniert wird, daß das Innenvolumen dieses Teiles des Leitungsabschnittes im Wesentlichen einem Befüllvolumen eines zu befüllenden Behälters entspricht.
Für längere Füllleitungen erweist es sich als zweckmäßig, daß im Bereich der Füllleitung mindestens zwei Drosselventile angeordnet sind.
Insbesondere ist daran gedacht, daß die Füllleitung zwischen zwei benachbarten Drosselventilen derart dimensioniert ist, daß das Innenvolumen dieses Teiles der Füllleitung im Wesentlichen einem Befüllvolumen eines zu befüllenden Behälters entspricht .
Eine schonende Produktabfüllung wird dadurch unterstützt, daß sich die Füllleitung im wesentlichen in lotrechter Richtung unterhalb des Aufnahmebehälters erstreckt.
Insbesondere ist daran gedacht, daß der Aufnahmebehälter zur Durchführung einer rein gravimetrischen Befüllung ausgebildet ist. Zusätzlich kann innerhalb des Aufnahmebehälters ein vom Umgebungsdruck abweichender Innendruck generiert werden.
Einer Entmischung des Produktes wird dadurch entgegengewirkt, daß ein Innendurchmesser der Füllleitung etwa die 1,3-fache Größe einer mittleren Partikelgröße von innerhalb des Produktes enthaltenen festen Bestandteilen aufweist.
Einer Entmischung des Produktes kann dadurch vorgebeugt werden, daß das Produkt innerhalb des Aufnahmebehälters von einer Fördereinrichtung bewegt wird.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Vertikalschnitt-Darstellung der Vorrichtung bei einem Produkt mit absinkenden Partikeln,
Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte
Ausführungsform,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines
Aufnahmebehälters mit angeschlossenen
Füllleitungen und Füllventilen und
Fig. 4 eine Füllleitung mit zwei Drosselventilen sowie einem Füllventil .
Gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 ist in einem Innenraum (1) eines Auf ahmebehälters (2) ein rohrartiges Leitelement (3) angeordnet. Das Leitelement (3) erstreckt sich mit einer Längsachse (4) im Wesentlichen in einer vertikalen Richtung. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Aufnahmebehälter (2) in einer horizontalen Schnittebene eine kreisartige Kontur auf und das Le telement (3) ist im Wesentlichen konzentrisch innerhalb des Aufnahmebehälters (2) positioniert. Der Innenraum (1) dient zur Aufnahme eines zu bevorratenden Produktes (5) . Das Produkt weist innerhalb des Aufnahmebehälters (2) einen Füllstand (6) auf. Zur Erfassung des Füllstandes {6) dient ein Sensor (7), der an ein Füllstandsmeßgerät (8) angeschlossen ist.
Das Leitelement (3) kann gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer horizontalen Schnittebene eine kreisartige Querschnittfläche aufweisen. Es sind aber auch andere gerundete oder eckige Querschnittflächen realisierbar. Ein unteres Ende (9) des Leitelementes (3) ist mit einem Abstand (10) zu einem Boden (11) des Aufnahmebehälters (2) angeordnet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Bereich des unteren Endes (9) eine Querschnitterweiterung (12) vorgesehen. Ebenfalls zeigt Figur 1, daß im Bereich eines oberen Endes (13) des Leitelementes (3) eine Querschnitterweiterung (14) realisiert ist.
In das Leitelement (3) mündet eine Zuführleitung (15) für das Produkt (5) ein. Insbesondere ist daran gedacht, die Zuführleitung (15) im Bereich einer Wandung (16) des Aufnahmebehälters (2) zu fixieren und durch die Zuführleitung (15) das Leitelement (3) zu haltern und zu positionieren.
Innerhalb des Leitelementes (3) ist eine Fördereinrichtung (17) für das Produkt (5) angeordnet. Die Fördereinrichtung (17) kann als ein Propeller ausgebildet sein, der über eine Welle (18) mit einem Antrieb (19) gekoppelt ist.
Der Boden (11) weist beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine Kontur (20) derart auf, daß ein mittlerer Bereich des Bodens (11) auf einem höheren Niveau als Randbereiche des Bodens (11) angeordnet sind. Der Boden (11) wölbt sich hierdurch in Richtung auf das Leitelement (3) . Gemäß der Ausführungsform in Fig. 2 sind im Bereich des Bodens (11) eine Mehrzahl von Füllleitungen (21) angeordnet, die den Aufnahmebehälter (2) mit zugeordneten Fülleinrichtungen verbinden. Darüber hinaus ist in Fig. 2 zu erkennen, daß im Bereich des Leitelementes (3) mindestens ein Führungselernent (22) angeordnet ist, das die Ausbildung von rotativen Strömungen innerhalb des Leitelementes (3) unterdrückt und die Ausbildung von Strömungen in Richtung der Längsachse (4) fördert. Beispielsweise können im Bereich des unteren Endes (9) des Leitelementes (3) drei als Leitbleche ausgebildete Führungselemente (22) angeordnet sein, die in einer Umfangsrichtung des Leitelementes (3) jeweils 120° relativ zueinander angeordnet sind.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der an den Aufnahmebehälter (2) eine Vielzahl von Füllleitungen (21) angeschlossen sind. Anschlußelemente (26) , die die Füllleitungen (21) mit dem Auf ahmebehälter (2) verbinden, sind vorzugsweise entlang eines umfanges des Aufnahmebehälters (2) relativ zueinander äquidistant angeordnet und erstrecken sich relativ zu einer Längsachse des Aufnahmebehälters (2) wenigstens abschnittweise mit einer radialen Richtungskomponente.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist jede der Füllleitungen (21) von einem Drosselventil (23) unterteilt. Die Füllleitungen (21) verbinden den Aufnahmebehälter (2) mit Füllventilen (24) .
Zwischen dem Drosselventil (23) und dem Füllventil (24) erstreckt sich ein Leitungsabschnitt (25) , der ein Innenvolumen aufweist, das dem vorgesehenen Füllvolumen für einen zu befüllenden Behälter entspricht. Bei längeren Füllleitungen (21) ist es möglich, eine Mehrzahl von Drosselventilen (23) zu verwenden und diese relativ zueinander derart zu positionieren, daß auch die zwischen den Drosselventilen (23) liegenden Leitungsabschnitte ein Innenvolumen aufweisen, das jeweils dem Innenvolumen des Leitungsabschnittes (25) entspricht.
Für eine schonende Abfüllung von Produkten ist insbesondere daran gedacht, den Füllvorgang gravimetrisch durchzuführen und die Füllventile (24) unterhalb des Aufnahmebehälters (2) anzuordnen. Eine Querschnittfläche der Füllleitungen (21) beträgt vorzugsweise etwa das 1,3 -fache einer mittleren Querschnittfläche von festen Partikeln, die innerhalb des abzufüllenden Produktes enthalten sind.
Vorzugsweise werden die Längen der Füllleitungen (21) möglichst minimiert, um EntmischungsVorgängen der Komponenten des Produktes vorzubeugen, vorzugsweise ist ebenfalls daran gedacht, im Bereich der Anschlußelemente (26) eine Absperrmöglichkeit vorzusehen.
Der Vorteil der oben erläuterten Dimensionierung des Volumens des Leitungsabschnittes (25) liegt darin, daß bei einer innerhalb des Leitungsabschnittes (25) stattfindenden teilweisen Entmischung der Komponenten trotzdem die Komponenten im vorgesehenen Mengenverhältnis in den zu befüllenden Behälter abgefüllt werden und während des Befüllungsvorganges wieder intensiv miteinander vermischt werden.
Eine Verbindung von Rohrabschnitten der Füllleitung (21) miteinander kann unter Verwendung von Flanschen (26) erfolgen. Fig. 4 zeigt zur weiteren Veranschaulichung eine Füllleitung (21) mit zwei Drosselventilen (23) und einem unterhalb des Füllventils (24) positionierten Behälter (27) .

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Vorrichtung mit einem Aufnahmebehälter zur Bevorratung eines Produktes, das aus einer ersten flüssigen Komponente und mindestens einer zweiten Komponente besteht, wobei der Aufnahmebehälter durch mindestens eine Füllleitung mit mindestens einem Füllventil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Füllleitung (21) zwischen dem Aufnahmebehälter (2) und dem Füllventil (24) mindestens ein Drosselventil
(23) angeordnet ist und daß die Füllleitung (21) zwischen dem Füllventil (24) und einem dem Füllventil
(24) benachbart angeordneten Drosselventil (23) derart dimensioniert ist, daß das Innenvolumen dieses Teiles der Füllleitung (21) im Wesentlichen einem Befüllvolumen eines zu befüllenden Behälters (27) entspricht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß im Bereich der Füllleitung (21) mindestens zwei Drosselventile (23) angeordnet sind. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Füllleitung (21) zwischen zwei benachbarten Drosselventilen (23) derart dimensioniert ist, daß das Innenvolumen dieses Teiles der Füllleitung (21) im Wesentlichen einem Befüllvolumen eines zu befüllenden Behälters (27) entspricht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Füllleitung (21) zwischen dem Drosselventil (23) und dem Füllventil (24) mit einer vertikalen Richtungskomponente erstreckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Füllleitung (21) im wesentlichen in lotrechter Richtung unterhalb des Aufnahmebehälters (2) erstreckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmebehälter (2) zur Durchführung einer rein gravimetrischen Befüllung ausgebildet ist .
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Innendurchmesser der Füllleitung (21) etwa die 1,3 -fache Größe einer mittleren Partikelgröße von innerhalb des Produktes enthaltenen festen Bestandteilen aufweist. verfahren zur Befüllung eines Behälters mit einem Produkt, das innerhalb eines Aufnahmebehälters bevorratet wird, wobei das Produkt aus einer ersten flüssigen Komponente und mindestens einer zweiten Komponente besteht und bei dem das Produkt dem zu befüllenden Behälter über mindestens eine Füllleitung und mindestens ein Füllventil zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllleitung (21) zwischen dem Aufnahmebehälter (2) und dem Füllventil (24) von mindestens einem Drosselventil (23) in
Leitungsabschnitte (25) unterteilt wird und daß der Leitungsabschnitt (25) zwischen dem Füllventil (24) und einem dem Füllventil (24) benachbart angeordneten Drosselventil (23) derart dimensioniert wird, daß das Innenvolumen dieses Teils der Füllleitung (21) im wesentlichen einem Befüllvolumen eines zu befüllenden Behälters (27) entspricht.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllleitung (21) von mindestens zwei Drosselventilen (23) in Leitungsabschnitte (25) unterteilt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllleitung (21) zwischen zwei benachbarten Drosselventilen (23) derart dimensioniert ist, daß das Innenvolumen dieses Teiles der Füllleitung (21) im Wesentlichen einem Befüllvolumen eines zu befüllenden Behälters (27) entspricht.
11. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß daß sich die Füllleitung (21) zwischen dem Drosselventil (23) und dem Füllventil (24) mit einer vertikalen Ric tungskomponente erstreckt.
12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Füllleitung (21) im Wesentlichen in lotrechter Richtung unterhalb des Aufnahmebehälters (2) erstreckt.
13. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmebehälter (2) zur Durchführung einer rein gravimetrischen Befüllung ausgebildet ist.
14. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Innendurchmesser der Füllleitung (21) etwa die 1,3- fache Größe einer mittleren Partikelgröße von innerhalb des Produktes enthaltenen festen Bestandteilen aufweist. verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14 , dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt innerhalb des Aufnahmebehälters von einer Fördereinrichtung (17) bewegt wird.
EP11754823.0A 2010-06-10 2011-05-05 Vorrichtung und verfahren zur befüllung von produkten Active EP2580127B1 (de)

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EP2580127A2 true EP2580127A2 (de) 2013-04-17
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DE (1) DE102010023831A1 (de)
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