EP4476448A1 - M12 plug-in für kabelverschraubung - Google Patents

M12 plug-in für kabelverschraubung

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EP4476448A1
EP4476448A1 EP23701248.9A EP23701248A EP4476448A1 EP 4476448 A1 EP4476448 A1 EP 4476448A1 EP 23701248 A EP23701248 A EP 23701248A EP 4476448 A1 EP4476448 A1 EP 4476448A1
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EP
European Patent Office
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connection
plug
cable
module
centrifugal pump
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Pending
Application number
EP23701248.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Wolf
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KSB SE and Co KGaA
Original Assignee
KSB SE and Co KGaA
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Publication date
Application filed by KSB SE and Co KGaA filed Critical KSB SE and Co KGaA
Publication of EP4476448A1 publication Critical patent/EP4476448A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0693—Details or arrangements of the wiring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/5219—Sealing means between coupling parts, e.g. interfacial seal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/622—Screw-ring or screw-casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/10—Connectors or connections adapted for particular applications for dynamoelectric machines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G3/00—Installations of electric cables or lines or protective tubing therefor in or on buildings, equivalent structures or vehicles
    • H02G3/02—Details
    • H02G3/06—Joints for connecting lengths of protective tubing or channels, to each other or to casings, e.g. to distribution boxes; Ensuring electrical continuity in the joint
    • H02G3/0616—Joints for connecting tubing to casing
    • H02G3/0625—Joints for connecting tubing to casing with means for preventing disengagement of conductors
    • H02G3/0675—Joints for connecting tubing to casing with means for preventing disengagement of conductors with bolts operating in a direction parallel to the conductors

Definitions

  • the invention relates to a centrifugal pump with a module that includes a cable connection arrangement with at least one screw connection.
  • the speed of a centrifugal pump and, accordingly, the torque of the impeller shaft as well as the delivery flow of the centrifugal pump are usually controlled or regulated with a module for control or regulation in an electronics housing.
  • a module for driving a centrifugal pump can be located close to the electric motor and includes, for example, a frequency converter and a speed control device.
  • a module can include additional control or regulation devices.
  • the electronics housing of the module requires, for example, inputs for signals from sensors and outputs for control signals. The signals are usually transmitted via cables, which are often introduced into such a module using cable glands.
  • a cable gland or gland is a cable gland operating like a stuffing box that provides a particularly good seal of a cable, wire or insulated conductor as it passes through an enclosure wall.
  • a module includes at least one cable connection arrangement for connecting the cables for the input and output signals.
  • a bushing is usually activated in an existing screw connection and the cable ends manually connected to the cable connector assembly.
  • a hole can be drilled in the electronics housing of the module and the cable for the signals can be inserted through the hole. Disadvantages of this procedure are the great effort involved in assembly and the problem of adequate sealing against the ingress of dirt and water.
  • An M12 plug connection is a round plug connection with a metric locking thread and in practice a standard for connecting sensors and recently also BUS lines.
  • the M12 connector is the male version and the M12 socket is the female version of the circular connector for connecting signal-carrying cables.
  • the object of the invention is to specify a centrifugal pump with a module that enables a quick and reliable connection for standardized signal routing.
  • the connection of a signal-carrying line should be as easy as possible to implement and be able to be implemented cost-effectively. Furthermore, the connection of a signal-carrying line should offer the greatest possible protection against the ingress of dirt and liquids.
  • an M12 socket is integrated into a screw connection of the module.
  • the integration of an M12 socket in an M20 screw connection can be carried out particularly cheaply, since the socket can take up exactly the space available on the inside of the screw connection.
  • a fixation can take place for the robust configuration of the connection using a fixation element.
  • the module has several screw connections with an integrated M12 socket. In this way, the control and regulation module can provide all the signal inputs and outputs that are adequately required.
  • the M12 socket will have a connection to the module's cable termination assembly.
  • the connection is ready for operation as a so-called plug-in connection and subsequent manual assembly and connection work is no longer necessary. This also protects the built-in electronics from possible improper access.
  • a gland in the form of a cable gland also includes a seal when not connected, as well as a cover in the form of a nut with an internal thread.
  • the screw connection includes a nut with an internal thread, into which an M12 plug is integrated.
  • an M12 plug fits perfectly into an M20 screw connection (clarify: principle, choice of words) without any challenging assembly work.
  • the fixation of the M12 plug, which is inserted into an M20 screw connection, can be supported using a fixation element, for example a grub screw.
  • the gland includes a sleeve for inserting and supporting, as well as positioning, the signal-carrying wire connected to the M12 connector.
  • the sleeve has an elongated shape for insertion into the screw connection and fits exactly into the specified opening of the screw connection in terms of diameter.
  • the sleeve has a length of more than 50%, preferably more than 60%, in particular more than 70%, of the length of the screw connection. This protects and supports the transition area of the flexible cable into the rigid screw connection over a sufficiently large area.
  • the screw connection In its design as a cable gland, the screw connection ideally has a sealing element that protects the cable entry and thus the M12 plug connection from the ingress of dirt and liquids.
  • the screw connection with an integrated M12 connector is sealed according to IP68.
  • the screw connection and the cable connection to the M12 connector are dustproof and watertight.
  • the advantageous configuration of the M12 plug connection in an M20 screw connection leads to a favorable reduction in the assembly work.
  • the electronics housing of the module no longer has to be opened or drilled through for installation.
  • the design of the module according to the invention, with the M12 plug connection integrated in the screw connection can optimize the space within the module.
  • the space reserved for this can be omitted.
  • sensors are connected exclusively via M12 plug-in connections and no longer via terminal contacts connected in the module for controlling or regulating a centrifugal pump.
  • the module can be improved in terms of space and space requirements.
  • the M12 plug connection fits perfectly into an M20 screw connection. This means that retrofitting the M12 plug connections for modules that are already in operation to drive centrifugal pumps in existing M20 screw connections is possible quickly, inexpensively and without a great deal of assembly work. This means, for example, that a sensor can be efficiently retrofitted to an M12-based connector.
  • a cable gland is used as an M12 plug-in connector for sensors for connection to controllers or regulators of centrifugal pumps.
  • 1 is a perspective view of an electric motor with a module
  • Fig. 2 is a side view of an M12 connector.
  • 1 shows an electric motor 1 with a module 2 which is used to drive a centrifugal pump using the electric motor 1 .
  • the module 2 is arranged on the electric motor 1 and sits flush on the cooling fins.
  • a current-carrying cable 7 is connected to the current-carrying screw connection 6 of the terminal strip 13 as an example.
  • the module 2 includes three glands 5, which form the terminal strip 13 together with the current-carrying gland 6.
  • a screw connection 5 consists of a stationary sleeve 4 with an external thread and an external hexagonal element 14 and a nut 8 with an internal thread.
  • An M12 socket is integrated in each stationary sleeve 4 with an external thread and positioned with a fixing element.
  • the M12 sockets each have a connection to the cable connection order 3, in which further signal processing takes place in control and regulation components.
  • Fig. 2 is a side view of an M12 connector 9 is shown.
  • a sealing element 10 is arranged behind the M12 plug 9, to which the specially shaped sleeve 11 is connected. With the help of the sleeve 11, the cable 12 is introduced to the M12 connector 9 and supported and held in a protective manner.
  • the sleeve 12 has an elongated shape and is particularly flexible.
  • the sleeve 12 has a length of 60% of the screw length.
  • the nut 8 with an internal thread (not shown) is pushed from the cable side over the M12 connector 9 shown, whereby the sealing element 10 forms a seal against dirt and water according to IP68 within the nut 8 in the direction of the M12 connector 9 .

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einem Modul (2). Das Modul (2) umfasst mindestens eine Kabelanschlussanordnung (3) mit mindestens einer Verschraubung (5). Eine M12-Buchse ist in die Verschraubung (5) integriert.

Description

Beschreibung
M12 Plug-In für Kabelverschraubung
Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einem Modul, das eine Kabelanschlussanordnung mit mindestens einer Verschraubung umfasst.
Die Drehzahl einer Kreiselpumpe und dementsprechend das Drehmoment der Laufradwelle als auch der Förderstrom der Kreiselpumpe werden üblicherweise mit einem Modul zur Steuerung bzw. zur Regelung in einem Elektronikgehäuse gesteuert bzw. geregelt. Ein solches Modul zum Antrieb einer Kreiselpumpe kann nahe am Elektromotor sitzen und umfasst beispielsweise einen Frequenzumrichter sowie eine Drehzahlregeleinrichtung. Darüber hinaus kann ein solches Modul zusätzliche Steuer- bzw. Regeleinrichtungen umfassen. Dazu benötigt das Elektronikgehäuse des Moduls beispielsweise Eingänge für Signale von Sensoren und Ausgänge für Stellsignale. Die Signale werden meist mittels Kabel übermittelt, die häufig anhand von Kabelverschraubungen in ein solches Modul eingeführt werden.
Eine Kabelverschraubung bzw. eine Verschraubung ist eine Kabeleinführung in der Funktionsweise einer Stopfbuchse, die eine besonders gute Dichtung eines Kabels, einer Leitung oder eines isolierten Leiters bei dessen Durchgang durch eine Gehäusewand bietet.
Ein Modul umfasst zum Anschluss der Kabel für die Ein- und Ausgangssignale mindestens eine Kabelanschlussanordnung. Zum Anschluss eines Kabels wird in der Regel eine Durchführung in einer vorhandenen Verschraubung aktiviert und die Kabelenden händisch an die Kabelanschlussanordnung angeschlossen. Alternativ kann eine Bohrung in das Elektronikgehäuse des Moduls eingebracht und das Kabel für die Signale durch das Bohrloch eingeführt werden. Nachteilig an dieser Vorgehensweise sind der große Montageaufwand und die Problematik einer hinreichenden Abdichtung gegen das Eindringen von Schmutz sowie von Wasser.
Eine M12-Steckerverbindung ist eine Rundsteckverbindung mit metrischem Verriegelungsgewinde und in der Praxis ein Standard zum Anschluss von Sensoren und neuerdings auch von BUS-Leitungen. Als M12-Stecker wird die männliche Variante und als M12-Buchse die weibliche Ausführung der Rundsteckverbindung zum Anschluss signalführender Kabel bezeichnet.
Sofern keine Anschlussmöglichkeit vorhanden ist, um einen solchen standardisierten Verbinder anschließen zu können, muss das Elektronikgehäuse eines Moduls zum Antrieb einer Kreiselpumpe um eine M12-Buchse erweitert werden. Auch dies führt zu einem hohen Montageaufwand in Kombination mit der bereits aufgeführten Abdichtproblematik.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kreiselpumpe mit einem Modul anzugeben, das eine schnelle und sichere Verbindung für standardisierte Signalführungen ermöglicht. Dabei soll der Anschluss einer signalführenden Leitung möglichst einfach ausführbar sein und kostengünstig realisiert werden können. Des Weiteren soll der Anschluss einer signalführenden Leitung möglichst großen Schutz gegen das Eindringen von Schmutz und Flüssigkeiten bieten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kreiselpumpe mit einem Modul gelöst. Bevorzugte Varianten sind dem nebengeordneten Hauptanspruch, den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
Erfindungsgemäß ist eine M12-Buchse in eine Verschraubung des Moduls integriert. Die Integration einer M12-Buchse in eine M20-Verschraubung ist besonders günstig auszuführen, da die Buchse genau den zur Verfügung stehenden, innenliegenden Platz der Verschraubung einnehmen kann. Eine Fixierung kann zur robusten Ausgestaltung der Verbindung mithilfe eines Fixierungselements erfolgen.
Bei einer günstigen Variante der Erfindung weist das Modul mehrere Verschraubungen mit integrierter M12-Buchse auf. Auf diese Weise kann das Modul zum Steuern und Regeln alle hinreichend benötigten Signalein- und Signalausgänge bieten.
Idealerweise weist die M12-Buchse eine Verbindung zur Kabelanschlussanordnung des Moduls auf. Dadurch ist der Anschluss als sogenannter Plug-In-Anschluss betriebsbereit und eine nachträgliche, händische Montage- und Anschlusstätigkeit entfallen. Dies schont darüber hinaus auch die verbaute Elektronik vor einem eventuell unsachgemäßen Zugriff.
Eine Verschraubung in Form einer Kabelverschraubung umfasst auch im nicht angeschlossenen Zustand eine Dichtung sowie eine Abdeckung in Form einer Mutter mit Innengewinde. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante umfasst die Verschraubung eine Mutter mit Innengewinde, in die ein M12-Stecker integriert ist. Zum Anschluss, beispielsweise eines neuen Sensors, ist nur die Blindmutter abzuschrauben und die Mutter mit integriertem M12-Stecker einzuschrauben. Dies führt zu einer sehr schnellen und effizienten Plug-In-Installation einer neuen signalführenden Leitung ohne nennenswerten Aufwand.
Idealerweise passt ein M12-Stecker ganz hervorragend in eine M20-Verschraubung (abklären: Prinzip, Wortwahl) ohne herausfordernden Montageaufwand. Die Fixierung des M12-Steckers, der in eine M20-Verschraubung eingeführt wird, kann mithilfe eines Fixierungselements, beispielsweise einer Madenschraube, unterstützt werden.
Vorzugsweise umfasst die Verschraubung eine Hülse zur Einführung und zum Stützen, sowie zum Positionieren der signalführenden Leitung, die am M12-Stecker angeschlossen ist. Dabei weist die Hülse eine längliche Form zur Einführung in die Verschraubung auf und passt dabei exakt hinsichtlich des Durchmessers in die vorgegebene Öffnung der Verschraubung.
Bei einer besonders günstigen Variante der Erfindung weist die Hülse eine Länge von mehr als 50 %, vorzugsweise von mehr als 60 %, insbesondere mehr als 70 %, der Verschraubungslänge auf. Dadurch wird der Übergangsbereich des flexiblen Kabels in die starre Verschraubung über einen hinreichend großen Bereich geschützt und gestützt.
Idealerweise weist die Verschraubung in ihrer Ausführung als Kabelverschraubung ein Dichtungselement auf, das die Kabeleinführung und somit die M12-Steckverbindung vor dem Eindringen von Schmutz und Flüssigkeiten schützt.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Verschraubung mit integriertem M12-Steckverbinder nach IP68 abgedichtet. Dadurch sind die Verschraubung und die Kabelverbindung zum M12-Stecker staubdicht und wasserdicht ausgeführt.
Die vorteilhafte Ausgestaltung der M12-Steckverbindung in einer M20-Verschraubung führt zu einer günstigen Reduktion des Montageaufwands. Für die Integration, beispielsweise eines neuen, kabelgebundenen Sensorsignals, muss das Elektronikgehäuse des Moduls nicht mehr zur Installation geöffnet oder gar durchbohrt werden. Dadurch entstehen auch keine weiteren Probleme mit der Abdichtung einer Bohrung und Kabeleinführung.
Idealerweise kann durch die erfindungsgemäße Ausführung des Moduls, mit in der Verschraubung integrierter M12-Steckverbindung, der Raum innerhalb des Moduls optimiert werden. Durch das Bereitstellen mindestens einer, bestenfalls mehrere Verschraubungen mit integrierter M12-Steckverbindung ist ein nachträgliches Montieren im Modul nicht mehr nötig, wodurch der dafür vorgehaltene Raum entfallen kann.
Bei einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung werden beispielsweise Sensoren ausschließlich über M12-Steckverbindungen und nicht mehr über Klemmkontakte im Modul zur Steuerung bzw. Regelung einer Kreiselpumpe angeschlossen. Dadurch kann das Modul hinsichtlich des Raum- und Platzbedarfs verbessert werden.
Vorteilhafterweise passt die M12-Steckverbindung ganz ideal in eine M20-Verschrau- bung. Somit ist die Nachrüstung der M12-Steckverbindungen für bereits im Betrieb befindliche Module zum Antrieb von Kreiselpumpen in bereits vorhandenen M20-Ver- schraubungen schnell, preiswert und ohne großen Montageaufwand möglich. Dadurch kann beispielsweise ein Sensor auf M12-basierter Steckverbindung effizient nachgerüstet werden.
Der Einsatz einer solchen Plug-In Steckverbindung in Verschraubungen ist bereits ab einer geringen Stückzahl preiswert umsetzbar und die M12-Plug-In-Steckverbindung kann in vielen, auch ganz unterschiedlichen Modulen zum Antrieb von Kreiselpumpen eingesetzt werden.
Gemäß der Erfindung wird eine Kabelverschraubung als M12-Plug-In-Steckverbindung für Sensoren zum Anschluss an Steuerungen bzw. Regelungen von Kreiselpumpen verwendet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen und aus den Zeichnungen selbst.
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Elektromotors mit einem Modul,
Fig. 2 eine Seitenansicht eines M12-Steckers. Fig. 1 zeigt einen Elektromotor 1 mit einem Modul 2, das zum Antrieb einer Kreiselpumpe mithilfe des Elektromotors 1 dient. Das Modul 2 ist auf dem Elektromotor 1 angeordnet und sitzt bündig auf den Kühlrippen. Ein stromführendes Kabel 7 ist exemplarisch an der stromführenden Verschraubung 6 der Anschlussleiste 13 angeschlossen.
Das Modul 2 umfasst drei Verschraubungen 5, die zusammen mit der stromführenden Verschraubung 6 die Anschlussleiste 13 bilden. Eine Verschraubung 5 besteht aus einer feststehenden Hülse 4 mit Außengewinde und einem Außensechskantelement 14, sowie einer Mutter 8 mit Innengewinde. In jeder feststehenden Hülse 4 mit Außengewinde ist eine M12-Buchse integriert und mit einem Fixierelement positioniert. Die M12- Buchsen weisen jeweils eine Anschlussverbindung an die Kabelanschlussordnung 3, in der die weitere Signalverarbeitung in steuerungstechnischen bzw. regelungstechnischen Bauteilen erfolgt, auf.
In Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines M12-Steckers 9 dargestellt. Hinter dem M12-Ste- cker 9 ist ein Dichtungselement 10 angeordnet, an das die speziell geformte Hülse 11 anschließt. Mithilfe der Hülse 11 wird das Kabel 12 zum M12-Stecker 9 eingeführt und schützend gestützt als auch gehalten. Dabei weist die Hülse 12 eine längliche Form auf und ist besonders flexibel ausgebildet. Die Hülse 12 weist eine Länge von 60 % der Verschraubungslänge auf. Über den dargestellten M12-Stecker 9 wird von der Kabelseite die nicht dargestellte Mutter 8 mit Innengewinde geschoben, wodurch das Dichtungselement 10 innerhalb der Mutter 8 in Richtung M12-Stecker 9 eine Abdichtung gegen Schmutz und Wasser nach IP68 bildet.

Claims

Patentansprüche M12 Plug-In für Kabelverschraubung
1. Kreiselpumpe mit einem Modul (2), das eine Kabelanschlussanordnung (3) mit mindestens einer Verschraubung (5) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine M12-Buchse in die Verschraubung (5) integriert ist.
2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verschraubung (5) eine Mutter (8) mit Innengewinde umfasst, in die ein M12-Stecker (9) integriert ist.
3. Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschraubung (5) ein Dichtungselement (10) aufweist.
4. Kreiselpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschraubung (5) eine Hülse (11 ) umfasst, in der ein Kabel (12) am M12-Stecker (9) angeschlossen ist.
5. Kreiselpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (11 ) eine Länge von mehr als 50 %, vorzugsweise von mehr als 60 %, insbesondere mehr als 70 %, der Verschraubungslänge aufweist.
6. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die M12-Buchse eine Verbindung zur Kabelanschlussanordnung (3) aufweist. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschraubung (5) nach IP68 abgedichtet ist. Verwendung einer Verschraubung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als M12- Plug-ln-Steckverbindung für Sensoren zum Anschluss an Steuerungen bzw. Regelungen von Kreiselpumpen.
EP23701248.9A 2022-02-09 2023-01-13 M12 plug-in für kabelverschraubung Pending EP4476448A1 (de)

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EP (1) EP4476448A1 (de)
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WO (1) WO2023151887A1 (de)

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DE102022103001B3 (de) 2023-02-23
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