EP4500057A1 - Aufblasbare montagedichtung - Google Patents

Aufblasbare montagedichtung

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EP4500057A1
EP4500057A1 EP23707660.9A EP23707660A EP4500057A1 EP 4500057 A1 EP4500057 A1 EP 4500057A1 EP 23707660 A EP23707660 A EP 23707660A EP 4500057 A1 EP4500057 A1 EP 4500057A1
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EP
European Patent Office
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seal
housing
arrangement according
opening
fluid
Prior art date
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Pending
Application number
EP23707660.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wim De Laet
Witikind VAN OUYTSEL
Andries Boonen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Wind Power Antwerpen NV
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Wind Power Antwerpen NV
ZF Friedrichshafen AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ZF Wind Power Antwerpen NV, ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Wind Power Antwerpen NV
Publication of EP4500057A1 publication Critical patent/EP4500057A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/029—Gearboxes; Mounting gearing therein characterised by means for sealing the gearboxes, e.g. to improve airtightness
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/031—Gearboxes; Mounting gearing therein characterised by covers or lids for gearboxes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/46—Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H2057/0062—Tools specially adapted for assembly of transmissions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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    • F16H2057/0093—Means or measures for transport, shipping or packaging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H2057/02039—Gearboxes for particular applications
    • F16H2057/02078—Gearboxes for particular applications for wind turbines

Definitions

  • the invention relates to an arrangement according to the preamble of claim 1, a method according to claim 8, a method according to claim 10 and a seal according to claim 12.
  • Wind turbine gearboxes often have to be partially dismantled for assembly and disassembly.
  • the gearbox housing is opened and the resulting opening is closed with a transport cover. Before the transport cover is attached, the housing is open. There is a risk that dirt particles will penetrate inside the gearbox.
  • the invention is based on the object of preventing contamination from entering an open gearbox housing. This object is achieved by an arrangement according to claim 1, a method according to claim 8, a method according to claim 10 and a seal according to claim 12. Preferred developments are contained in the subclaims and result from the following description.
  • the arrangement includes a gear, such as a wind turbine gear, and a seal.
  • the transmission has a housing and at least one means arranged inside the housing.
  • the interior of the housing refers to a cavity that is at least partially encapsulated by the housing. At least part of the agent is located in this cavity.
  • the seal is located in a gap running between the means and the housing and is filled with a fluid subjected to excess pressure.
  • Fluid refers to a liquid or a gas.
  • the seal can be filled with air.
  • An overpressure is a pressure that is above the ambient pressure. In this case it is a pressure that exceeds a pressure prevailing inside the housing.
  • the seal is made of a material that is resilient to excess pressure.
  • the seal preferably consists of an elastomer.
  • the flexibility of the material causes the material to be elastically deformed and the seal to expand. This causes the seal to tense up in the gap running between the means and the housing.
  • the means and the housing are pressurized along the gap through the seal. A corresponding force leads to the tensioning of the means.
  • the seal Due to the tension, the seal is non-positively fixed in the gap and seals the gap. This prevents contamination from penetrating.
  • the seal is characterized by the fact that it adapts its shape to the gap between the center and the housing. This makes it universally applicable. No special adjustments to the transmission are required.
  • the seal completely fills the gap. This improves the sealing effect.
  • the means is rotatably mounted in the housing.
  • the means is, for example, a shaft or a planetary carrier.
  • the seal in turn is designed to be rotationally symmetrical to an axis of rotation of the means.
  • the seal can have the shape of a toroid.
  • a toroid is a ring with a constant cross-section.
  • the cross section is preferably circular or rectangular.
  • the housing is preferably further developed with at least one opening.
  • this opening can be closed with a cover.
  • the housing can also consist of two or more parts, which together close the opening. If the housing parts are separated from each other, the opening is exposed accordingly.
  • the seal can be inserted through the opening into the interior of the housing and placed in the gap.
  • a transport cover is provided to close the opening.
  • the opening is therefore closed or can be closed with the transport cover.
  • a transport cover refers to a cover that is mounted on the housing for the purpose of transporting the gearbox in such a way that it closes the opening.
  • the transport cover serves to close the opening in an airtight and/or oil-tight manner, while the seal is only intended as a temporary closure that protects the gearbox from contamination until the transport cover is attached.
  • a method according to the invention is used to assemble and/or disassemble the development described above with a housing that has an opening. Carrying out the process requires that the seal is initially without excess pressure, i.e. before carrying out the subsequent process steps, and is located outside the housing. There may already be a fluid in the seal, such as air. However, its pressure initially corresponds to the ambient pressure.
  • the seal is at least partially, preferably completely, inserted into the interior of the housing through the opening.
  • the seal is then placed between the agent and the housing or in the gap. In this position the seal is filled with the fluid.
  • the fluid is pressurized so that the seal between the medium and the housing becomes tense.
  • the opening is then closed by the transport cover.
  • the steps of the method according to the invention described above are carried out in reverse order to remove the seal. Accordingly, the seal is initially with the filled with the excess pressure fluid and clamped by the excess pressure in the gap between the means and the housing. At least part of the fluid is now drained from the seal, so that any further part of the fluid that may remain in the seal is at ambient pressure. This releases the tension of the seal between the means and the housing and the seal can be removed through the opening in a subsequent step.
  • Fig. 1A shows a cross section of a transmission
  • Fig. 1B is an axial view of the transmission.
  • the transmission 101 shown in FIGS. 1A and 1B has a housing 103. This forms a flange 105.
  • a part of the housing 103 shown in FIGS. 1A and 1B can be connected to another part, not shown, along the flange 105. The remaining part is removed for assembly and disassembly purposes. Then the transmission is opened, as shown in Figures 1A and 1B.
  • a seal 107 is provided. This is between the housing se 103 and a rotatably mounted planet carrier 109 arranged and rotationally symmetrical to an axis of rotation of the planet carrier 109.
  • the seal 107 is designed as an elastic ring. It can be filled with compressed air. As a result of being filled with compressed air, the seal 107 expands and is pressed against the housing 103 and the planet carrier 109. As a result, the seal 107 forms a barrier that prevents dirt from entering.
  • a transport cover 111 shown in FIG. 1A seals the housing 103 in an oil-tight manner.
  • the transport cover 111 is screwed to the flange 105.
  • the seal 107 serves to protect the transmission from ingress of dirt until the transport cover 111 is installed. To start up the gearbox, it can be removed after the compressed air has been released.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Getriebe (101) und einer Dichtung (107); wobei das Getriebe (101) ein Gehäuse (103) und mindestens ein mindestens teilweise im Inneren des Gehäuses (103) angeordnetes Mittel (109) aufweist. Die Dichtung (107) ist mit einem mit Überdruck beaufschlagten Fluid gefüllt; wobei die Dichtung (107) durch den Überdruck in einem zwischen dem Mittel (109) und dem Gehäuse (103) verlaufenden Spalt verspannt ist.

Description

Aufblasbare Montagedichtung
Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 , ein Verfahren nach Anspruch 8, ein Verfahren nach Anspruch 10 und eine Dichtung nach Anspruch 12.
Zur Montage und Demontage müssen Windkraftgetriebe häufig teilzerlegt werden. Dabei wird das Getriebegehäuse geöffnet und die entstehende Öffnung mit einer Transportabdeckung verschlossen. Bevor die Transportabdeckung angebracht wird, steht das Gehäuse offen. Es besteht das Risiko, dass währenddessen Schmutzpartikel in das Innere des Getriebes eindringen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Eindringen von Verschmutzungen in ein geöffnetes Getriebegehäuse zu verhindern. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung nach Anspruch 1 , ein Verfahren nach Anspruch 8, ein Verfahren nach Anspruch 10 und eine Dichtung nach Anspruch 12. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten und ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung.
Die Anordnung umfasst ein Getriebe, etwa ein Windkraftgetriebe, und eine Dichtung. Das Getriebe weist ein Gehäuse und mindestens ein im Inneren des Gehäuses angeordnetes Mittel auf. Mit dem Inneren des Gehäuses wird ein von dem Gehäuse mindestens teilweise gekapselter Hohlraum bezeichnet. In diesem Hohlraum befindet sich mindestens ein Teil des Mittels.
Die Dichtung befindet sich in einem zwischen dem Mittel und dem Gehäuse verlaufenden Spalt und ist mit einem mit einem Überdruck beaufschlagten Fluid gefüllt. Mit Fluid wird eine Flüssigkeit oder ein Gas bezeichnet. Insbesondere kann die Dichtung mit Luft gefüllt sein.
Ein Überdruck ist ein Druck, der oberhalb des Umgebungsdrucks liegt. Vorliegend handelt es sich um einen Druck, der einen im Inneren des Gehäuses herrschenden Druck übersteigt. Die Dichtung besteht aus einem gegenüber dem Überdruck nachgiebigen Material. Vorzugsweise besteht die Dichtung aus einem Elastomer.
Wird die Dichtung mit dem Überdruck beaufschlagt, führt dies aufgrund der Nachgiebigkeit des Materials dazu, dass das Material elastisch verformt wird und die Dichtung sich ausdehnt. Dadurch verspannt sich die Dichtung in dem zwischen dem Mittel und dem Gehäuse verlaufenden Spalt. Das Mittel und das Gehäuse werden entlang des Spalts durch die Dichtung mit dem Überdruck beaufschlagt. Eine entsprechende Kraft führt zu der Verspannung des Mittels.
Durch die Verspannung ist die Dichtung kraftschlüssig in dem Spalt fixiert und dichtet den Spalt ab. Dadurch wird das Eindringen von Verschmutzungen verhindert. Die Dichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie ihre Form dem zwischen dem Mittel und dem Gehäuse verlaufenden Spalt anpasst. Dadurch ist sie universell einsetzbar. Besondere Anpassungen des Getriebes sind nicht erforderlich.
In einer bevorzugten Weiterbildung füllt die Dichtung den Spalt vollständig aus. Dies verbessert die Dichtwirkung.
Das Mittel ist in einer bevorzugten Weiterbildung drehbar in dem Gehäuse gelagert. So handelt es sich bei dem Mittel etwa um eine Welle oder einen Planetenträger. Die Dichtung wiederum ist rotationssymmetrisch zu einer Drehachse des Mittels ausgebildet.
Insbesondere kann die Dichtung gemäß einer bevorzugten Weiterbildung die Form eines Toroids haben. Ein Toroid bezeichnet einen Ring mit einem konstanten Querschnitt. Der Querschnitt ist vorzugsweise kreisförmig oder rechteckig.
Das Gehäuse ist bevorzugt mit mindestens einer Öffnung weitergebildet. Im montierten Zustand des Getriebes kann diese Öffnung mit einer Abdeckung verschlossen sein. Auch kann das Gehäuse aus zwei oder mehr Teilen bestehen, welche zusammen die Öffnung verschließen. Werden die Gehäuseteile voneinander getrennt, wird entsprechend die Öffnung freigelegt. Weiterbildungsgemäß ist die Dichtung durch die Öffnung in das Innere des Gehäuses einführbar und in dem Spalt platzierbar.
In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung ist eine Transportabdeckung zum Verschließen der Öffnung vorgesehen. Die Öffnung ist also mit der Transportabdeckung verschlossen oder verschließbar. Mit Transportabdeckung wird eine Abdeckung bezeichnet, die zum Zwecke des Transports des Getriebes auf dem Gehäuse so montiert wird, dass sie die Öffnung verschließt. Die Transportabdeckung dient dazu, die Öffnung lüft- und/oder öldicht zu verschließen, während die Dichtung nur als temporärer Verschluss vorgesehen ist, der das Getriebe bis zum Anbringen der Transportabdeckung vor Verschmutzung schützt.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zur Montage und/oder Demontage der oben beschriebenen Weiterbildung mit einem Gehäuse, das eine Öffnung aufweist. Die Durchführung des Verfahrens setzt voraus, dass die Dichtung zunächst, das heißt vor Durchführung der nachfolgenden Verfahrensschritte, ohne Überdruck ist und sich außerhalb des Gehäuses befindet. In der Dichtung kann sich bereits ein Fluid befinden, etwa Luft. Dessen Druck entspricht aber zunächst dem Umgebungsdruck.
Ist die Öffnung verschlossen, etwa mit der Transportabdeckung, so muss sie zuerst freigelegt werden, etwa durch Entfernen der Transportabdeckung. Erfindungsgemäß wird die Dichtung durch die Öffnung mindestens teilweise, vorzugsweise vollständig, in das Innere des Gehäuses eingeführt. Anschließend wird die Dichtung zwischen dem Mittel und dem Gehäuse bzw. in dem Spalt platziert. In dieser Position wird die Dichtung mit dem Fluid befüllt. Das Fluid wird mit dem Überdruck beaufschlagt, sodass sich die Dichtung zwischen dem Mittel und dem Gehäuse verspannt.
In einer bevorzugten Weiterbildung wird die Öffnung anschließend durch die Transportabdeckung verschlossen.
Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren werden die Schritte des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt, um die Dichtung zu entfernen. Entsprechend ist die Dichtung zunächst mit dem mit dem Überdruck beaufschlagten Fluid gefüllt und durch den Überdruck in dem Spalt zwischen dem Mittel und dem Gehäuse verspannt. Mindestens ein Teil des Fluids wird nun aus der Dichtung abgelassen, sodass ein gegebenenfalls in der Dichtung verbleibender weiterer Teil des Fluids Umgebungsdruck hat. Dadurch wird die Verspannung der Dichtung zwischen dem Mittel und dem Gehäuse gelöst, und die Dichtung kann in einem darauffolgenden Schritt durch die Öffnung entfernt werden.
Ist die Öffnung vor Ausführung der oben beschriebenen Verfahrenssch ritte mit der Transportabdeckung verschlossen, so wird diese gemäß einer bevorzugten Weiterbildung vor dem Ablassen des mindestens einen Teils des Fluids entfernt.
Die oben beschriebene Dichtung der erfindungsgemäßen Anordnung oder einer bevorzugten Weiterbildung ist ihrerseits erfindungsgemäß.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in den Figuren dargestellt. Übereinstimmende Bezugsziffern kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt:
Fig. 1 A einen Querschnitt eines Getriebes; und
Fig. 1 B eine Axialansicht des Getriebes.
Das in den Figuren 1A und 1 B dargestellte Getriebe 101 weist ein Gehäuse 103 auf. Dieses bildet einen Flansch 105 aus.
Entlang des Flansches 105 lässt sich ein in den Figuren 1A und 1 B dargestellter Teil des Gehäuses 103 mit einem weiteren, nicht dargestellten Teil verbinden. Zu Montage- und Demontagezwecken wird der weitere Teil entfernt. Dann ist das Getriebe, wie in den Figuren 1A und 1 B dargestellt, geöffnet.
Um zu verhindern, dass währenddessen Schmutz in das Innere des Gehäuses 103 eindringen kann, ist eine Dichtung 107 vorgesehen. Diese ist zwischen dem Gehäu- se 103 und einem drehbar gelagerten Planetenträger 109 angeordnet und zu einer Drehachse des Planetenträgers 109 rotationssymmetrisch.
Die Dichtung 107 ist als ein elastischer Ring ausgestaltet. Sie lässt sich mit Druckluft befüllen. Infolge der Befüllung mit Druckluft dehnt sich die Dichtung 107 aus und wird gegen das Gehäuse 103 und den Planetenträger 109 gedrückt. Dadurch bildet die Dichtung 107 eine Barriere, die das Eindringen von Schmutz verhindert.
Eine in Figur 1A dargestellte Transportabdeckung 111 dichtet das Gehäuse 103 öldicht ab. Die Transportabdeckung 111 ist mit dem Flansch 105 verschraubt. Zwischen der Transportabdeckung 111 und dem Flansch befindet sich vorzugsweise eine Dichtung, die verhindert, dass Öl austritt.
Die Dichtung 107 dient dazu, das Getriebe vor eindringendem Schmutz zu schützen, bis die Transportabdeckung 111 montiert ist. Zur Inbetriebnahme des Getriebes lässt sie sich entnehmen, nachdem die Druckluft abgelassen wurde.
Bezugszeichen Getriebe Gehäuse Flansch Dichtung Planetenträger Transportabdeckung

Claims

Patentansprüche
1 . Anordnung m it einem Getriebe (101 ) und einer Dichtung (107); wobei das Getriebe (101 ) ein Gehäuse (103) und mindestens ein mindestens teilweise im Inneren des Gehäuses (103) angeordnetes Mittel (109) aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (107) mit einem mit Überdruck beaufschlagten Fluid gefüllt ist; wobei die Dichtung (107) durch den Überdruck in einem zwischen dem Mittel (109) und dem Gehäuse (103) verlaufenden Spalt verspannt ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1 ; dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (107) den Spalt vollständig ausfüllt.
3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (109) drehbar in dem Gehäuse (103) gelagert ist; wobei die Dichtung (107) rotationssym metrisch zu einer Drehachse des Mittels (109) ist.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mittel (109) um einen Planetenträger handelt.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (107) die Form eines Toroids hat.
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (103) eine Öffnung aufweist, durch welche die Dichtung (107) in das Innere des Gehäuses (103) einführbar und in dem Spalt platzierbar ist.
7. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch; gekennzeichnet durch eine Transportabdeckung (111 ) zum Verschließen der Öffnung.
8. Verfahren zur Montage oder Demontage einer Anordnung nach einem vorhergehenden zwei Ansprüche; wobei die Dichtung (107) zunächst ohne Überdruck ist und sich außerhalb des Gehäuses (103) befindet; mit den Schritten
- Einführen der Dichtung (107) durch die Öffnung in das Innere des Gehäuses (103);
- Platzieren der Dichtung (103) in dem Spalt; und
- Einfüllen des Fluids in die Dichtung (107) und Beaufschlagen des Fluids mit dem Überdruck.
9. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch zur Montage oder Demontage einer Anordnung nach Anspruch 7; dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung nach dem Einfüllen des Fluids mittels der Transportabdeckung (111 ) verschlossen wird.
10. Verfahren zur Montage oder Demontage einer Anordnung nach einem der Ansprüche 6 oder 7; wobei die Dichtung (107) zunächst mit dem mit Überdruck beaufschlagten Fluid gefüllt und durch den Überdruck in dem Spalt verspannt ist; mit den Schritten - Ablassen mindestens eines Teils des Fuids aus der Dichtung (107); und
- Entfernen der Dichtung (107) durch die Öffnung.
11 . Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch zur Montage oder Demontage einer Anordnung nach Anspruch 7; dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung zunächst mit der Transportabdeckung (111 ) verschlossen ist; wobei die Transportabdeckung (111 ) vor dem Ablassen des mindestens einen Teils des Fluids entfernt wird.
12. Dichtung (107), die ausgebildet ist, als Dichtung (107) einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 verwendet zu werden.
EP23707660.9A 2022-03-24 2023-02-20 Aufblasbare montagedichtung Pending EP4500057A1 (de)

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DE102022202874.0A DE102022202874A1 (de) 2022-03-24 2022-03-24 Aufblasbare Montagedichtung
PCT/EP2023/054126 WO2023179987A1 (de) 2022-03-24 2023-02-20 Aufblasbare montagedichtung

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EP (1) EP4500057A1 (de)
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WO (1) WO2023179987A1 (de)

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WO2023179987A1 (de) 2023-09-28
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US20250198498A1 (en) 2025-06-19
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