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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer Rolle eines nachgiebigen, bandförmigen Erzeugnisses.
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Einachsige Wickelvorrichtungen mit einem Tragorgan, wie etwa einem Dorn, einer Trommel oder einen Rolle, auf das ein Erzeugnis, wie etwa ein Draht, ein Kabel, ein Schlauch oder ein Band bzw. ein Faden gewickelt wird, sind bekannt. Bei den bekannten Wickelvorrichtungen erfolgt das Aufwickeln des Erzeugnisses auf den Träger durch ein Kreuzwickelsystem, das ein geordnetes Aufwickeln des Erzeugnisses ermöglicht. Das Kreuzwickelsystem bewegt sich längs der Achse des Trägers in einer und daraufhin in entgegengesetzter Richtung. Der Träger kann an jedem Ende Wangen genannte Ränder aufweisen. Wenn sich das Kreuzwickelsystem einer Wange nähert, kehrt es in die entgegengesetzte Richtung um, bis es sich der anderen Wangwe nähert, wo es erneut seine Bewegungsrichtung umkehrt. Dadurch erfolgt das Aufwickeln des Erzeugnisses auf dem Träger Windung für Windung und daraufhin Lage für Lage, wobei eine neue Lage des Erzeugnisses dazu führt, dassbei jeder Richtungsänderung des Kreuzwickelsystems die vorausgehende Lage überdeckt wird.
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Bekannt ist es ferner, das Aufwickeln eines Erzeugnisses auf dem Träger durch Bewegen des Trägers selbst längs seiner Achse hin- und herlaufend zu bewerkstelligen.
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Diese bekannten Wickelvorrichtungen arbeiten insofern zufriedenstellend, als sie ein gleichmäßiges Aufwickeln des Erzeugnisses erlauben.
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Diese Wickelvorrichtungen erlauben jedoch keine diskontinuierliche Aufwicklung des Erzeugnisses. Ferner muss die Bedienperson eingreifen, um das Erzeugnis abzuschneiden und dadurch die Rolle bzw. den Wickel fertigzustellen, und daraufhin die Rolle abzuziehen und eine neue Rolle in Angriff zu nehmen. Diese Vorgehensweise verschafft der Bedienperson eine Monopolstellung und sorgt für eine zeitliche Beeinträchtigung der Produktivität.
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Ferner ist insbesondere aus
DE 23 36 755 A1 eine zweiachsige Wickelvorrichtung bekannt, die es erlaubt, auf die Positionen eines leeren Trägers und eines Trägers mit zwischen den beiden Trägern gehaltenen Mitteln zum Schneiden des Erzeugnisses zuzugreifen, der eine Rolle eines aufgewickelten klebenden Erzeugnisses trägt.
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Diese Schneidmittel erlauben es jedoch lediglich, das Erzeugnis zu unterteilen, um die Rolle zu unterteilen, die auf einem Träger der zukünftigen Rolle gebildet ist, die dazu bestimmt ist, auf dem anderen Träger gebildet zu werden.
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Insbesondere ist die in der
DE 23 36 755 A1 beschriebene Vorrichtung lediglich für Erzeugnisse mit klebender oder haftender Oberfläche geeignet, die zur Bildung einer neuen Rolle leicht auf einem Träger haftet.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Vorrichtung zum Wickeln eines nachgiebigen, bandförmiges Produkts in eine Rolle bzw. einen Wickel zu schaffen, die ein automatisches Schneiden des Erzeugnisses und ein automatisches in Angriff Nehmen des Wickelns des nachgiebigen Erzeugnisses ungeachtet seiner Beschaffenheit auf einen leeren Träger gewährleistet.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet zur Lösung dieser Aufgabe eine Vorrichtung zum Wickeln eines Erzeugnisses auf einen Wickeldorn, aufweisend ein Kreuzwickelsystem, das mit Mitteln zum Bewegen einer zum Wickeldorn parallen Achse in einer und daraufhin in entgegengesetzter Richtung und mit Mitteln zum Mitnehmen des Erzeugnisses auf dem Wickeldorn versehen ist, wobei der Wickeldorn mit Mitteln zur Veranlassung einer Drehung um seine Drehachse zum Wickeln des Erzeugnisses auf den Wickeldon versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelvorrichtrung aufweist:
zumindest einen zweiten Wickeldorn parellel zum Wickeldorn sowie Mittel zum Ändern der Position der Wickeldorne, um ein Positionieren des zweiten Wickeldomrs an der Stelle des Wickeldorns zu ermöglichen, wenn eine vorbestimmte Länge des Erzeugnisses auf den Wickeldorn gewickelt worden ist, um ein automatisches Aufwickeln einer neuen Rolle bzw. eines neuen Wickels in Angriff nehmen zu können,
ein Schneidsystem zum Schneiden des Erzeugnisses auf die gewünschte Länge, wobei das Schneidsystem einen Arm aufweist, der um eine Achse parallel zur Drehachse verschwenkt, wobei das Ende des Arms mit Schneidmitteln versehen ist, die dazu bestimmt sind, das Erzeugnis zu schneiden, und wobei der Arm eine konkave Wand derart aufweist, dass der Arm die Gestalt eines Schwanenhalses aufweist, wobei die Wand dazu bestimmt ist, einen der Wickeldorne einzuspannen, um das Erzeugnis auf die gewünschte Länge zu schneiden, und um das Wickeln des Erzeugnisses auf den durch den Arm) eingespannten Wickeldorn in Angriff zu nehmen.
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Die erfindungsmäße Wickelvorrichtung sieht also ein automatisches Ersetzen des Wickeldorns auf dem die Rolle bzw. der Wickel gebildet ist, durch einen Wickeldorn vor, auf dem noch keine Rolle bzw. kein Wickel gebildet ist, gefolgt von einem automatischen Schnitt des Erzeugnisses und einem autonatischen in Angriff Nehmen einer zweiten Rolle auf einem neuen Wickeldorn mithilfe eines Arms, der das nachgiebige Erzeugnis an den Wickeldorn hält. Die Schwanenhalsgestalt des Arms aufgrund seiner konkaven Wand gewährleistet, dass der Arm das nachgiebigte Erzeugnisauf den leeren Wickeldorn zumindest teilweise verspannt, um das Wickeln einer neuen Rolle ungeachtet der Beschaffenheit des Erzeugnisses um diesen Dorn in Angriff zu nehmen. Die erfindungsgemäße Wickelvorrichtung ist damit vollständig autonom bzw. selbständig.
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Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen die Positionsänderungsmittel eine in Bezug auf eine Drehachse verschwenkbare Bühne auf, wobei die Wickeldorne mit einer der Seiten der Bühne verbunden sind und exzentrisch zur Drehachse verlaufen, wobei die Drehachse der Wickeldorne parallel zur Drehachse der Bühne verläuft.
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Vorteilhafterweise umfassen die Schneidmittel eine Zuschneidschere bzw. ein Messer, bzw. ein beliebiges anderes Schneidorgan.
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Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Arm einen ersten Teil und einen zweiten Teil) auf, die mteinander durch eine Schwenkverbindung verbunden sind.
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Gemäß einer Ausführungsform weisen der erste Teil und der zweite Teil des Arms) jeweils eine Wand in Gestalt eines Kreisbogens auf.
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Gemäß noch einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Arm Mittel auf, um den ersten Teil relativ zum zweiten Teil in Drehung zu versetzen.
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Bevorzugt weisen die Mittel zur Mitnahme des Erzeugnisses auf einem der Wickeldorne einen Kreuwickelarm auf, der mit zwei das Erzeugnis tragenden Drehrollen versehen ist, wobei das Erzeugnis sandwichartig zwischen der Drehrolle und dem Wickeldorn aufgenommen ist, auf welchen das Erzeugnis im Betrieb gewickelt ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Kreuwickelarm mit einem Verbindungsgelenk versehen ist, das eine Drehbewegung des Kreuzwickelarms in Bezug auf eine Achse parallel zu den Wickeldornen zuläßt, um zu ermöglichen, dass der Kontakt zwischen dem Erzeugnis und dem Wickel bzw. der Rolle aufrechterhalten wird, der durch Aufwickeln des Erzeugnisses um einen der Wickeldorne gebildet wird.
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Die vorliegende Erfindung wird nunmehr zusammen mit den durch sie erreichbaren Vorteilen anhand der Zeichnung in die Erfindung in nicht beschräkenden Weise näher erläutert; in dieser zeigen:
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1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung unter Darstellung eines Arbeitschrittes,
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2, 3 und 4 Vorderansichten einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung unter Darstellung verschiedener aufeinanderfolgender Arbeitschritte,
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5 eine schematische Schnitt- und Profilansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung,
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6 eine vergrößerte Ansicht eines teils einer Ro9lle bzw. eines Wickels unter Darstellung der Raums zwischen zwei Windungen, und
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7, 8 und 9 schematisch das Prinzip der dynamischen Korrektur des Kreuzwickelschritts, die gemäß Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung zum Einsatz.
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1 zeigt eine Ausführungsform einer Wickelvorrichtung 1 zum Wickeln einer Rolle aus einem nachgiebigen Erzeugnis. Die Wickelvorrrichtung umfasst ein Kreuwickelsystem 2. Das Kreuzwickelsystem 2 umfasst Mittel 7 zum Mitnehmen eines Erzeugnisses auf einem Wickeldorn. Bei der erläuterten Ausführungsform umfassen die Mitnahmemittel 7 einen Kreuzwickelarm 4, dessen Ende mit einer Drehrolle 5 versehen ist, die in den unterschiedlichen Figuren durch den Kreuzwickelarm 4 verdeckt ist, und eine Drehrolle 6. Die Drehrollen 5, 6 tragen das Erzeugnis, das auf dem Dorn kontinuierlich befördert wird. Im Betrieb erlaubt es die Drehrolle, das Erzeugnis 7 in Kontakt mit dem Wickeldorn 3 zu bringen. Das Erzeugtnis 7 kommt dabei sandwichartig zwischen der Drehrolle und dem Wickeldorn 3 zu liegen.
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Der Wickeldorn 3 umfasst nicht dargestellte Mittel, mit denen er um seine Drehachse in Drehung versetzt wird, um das Wickeln des Erzeugnisses um den Wickeldorn 3 zu ermöglichen. Die Drehachse des Wickeldorns 3 entspricht der Wickelachse.
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Das Kreuzwickelsystem 2 ist mit Mitteln versehen, die das System in einer und der entgegensetzten Richtung längs einer Achse parallel zum Wickeldorn 3 bewegen. Das Kreuzwickelsystem 2 bewegt sich dadurch in einer ersten Richtung bis zum Ende des Wickeldorns und dann in umgekehrter Richtung bis zum anderen Ende des Wickeldorns 3, gefolgt von weiteren derartigen Hin- und Herläufen. Diese hin- und herlaufende Bewegung des Kreuwickelsystems 2 gewährleistet das Wickeln des Erzeugnisses 7 auf dem Wickeldorn 3 Windung für Windung und Lage für Lage. Eine Rolle 8 aus den Erzeugnis 7 bildet sich so nach und nach.
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Der Kreuzwickelarm 4 umfasst eine Schwenkverbindung, die eine Drehung des Kreuwickelarms 4 in bezug auf eine Achse parallel zu der Wickelachse erlaubt. Dies erlaubt es, die Drehrolle 6 in Anlage an der Rolle 8 zu halten, damit das Erzeugnis 7 auf den Wickeldorn 3 gewickelt wird.
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Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung 1 umfasst eine Bühne 9. Wie in 1 bis 5 gezeigt, besitzt die Bühne 9 die Gestalt einer Scheibe. Die Bühne 9 vermag um eine Drehachse I sich zu drehen bzw. zu verschwenken, wie insbesondere aus 5 hervorgeht.
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Eine der Seiten der Bühne 9 umfasst zumindest zwei Wickeldorne 3, 10. Die Wickeldonre 3, 10 verlaufen parallel zur Drehachse I der Bühne 9.
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Die vorliegende Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung 1 umfasst außerdem ein Schneidsystem 11 für das Erzeugnis 7, mit dem die gewünschte Länge des auf einen Wickeldorn 3 bzw. 10 gewickelten Erzeugnisses 7 bestimmt wird. Das Schneidsystem 11 umfasst einen Arm 12, der um eine Achse parallel zur Wickelachse verschwenkbar ist.
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Der Arm 12 umfasst einen ersten Teil 12a und einen zweiten Teil 12b, die miteinander über ein Verbindungsgelenk verbunden sind. Der erste Teil 12a und der zweite Teil 12b des Arms 12 weisen jeweils ein Wand 13a, 13b in Gestalt eines Kreisbogens auf, die bei ihrer Verschiebung eine Kurvenbahn beschreibt. Der durch die Wände 13a, 13b gebildete Kreisbogen weist einen Durchmesser gleich oder größer als derjenige der Wickeldorne 3, 10 auf. Der Arm 12 weist dadurch die Gestalt eines <<Schwanenhalses>> auf. Der Arm 12 umfasst außerdem Mittel, um den ersten Teil und den zweiten Teil relaliv in Drehung zu versetzen, beispielsweise in Gestalt einer Schnecke. Eines der Enden des Arms 12 ist mit Schneidmitteln versehen, beispielsweise mit einer Zuschneidschere 15 versehen.
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Die 1 bis 4 zeigen unterschiedliche Arbeitsschritte der vorliegenden Ausführungsform der Wickelvorrichtung. In einem in 1 gezeigten ersten Arbeitsschritt wird das Erzeugnis 7 um den Wickeldorn 3 unter Bildung einer Rolle bzw. eines Wickels aufgewickelt. Der Wickeldorn 10 befindet sich nicht im Einsatz. Wenn die gewünschte Länge des Erzeugnisses 7 durch die erste Rolle 8 erreicht wird, verschwenkt die Bühne 9 derart, dass der Wickeldorn 10 die Position bzw. Lage des Wickeldorns 3 einnimmt. Der Wickeldorn 10 gelangt dadurch in Kontakt mit dem Erzeugnis 7 auf der Höhe der Drehrolle 6, wie in 2 gezeigt. Der Arm 12 verschwenkt derart um seine Drehachse, dass die Wand 13a den Dorn 10 teilweise einspannt. Die Schnecke 14 verursacht daraufhin die Drehung des zweiten Teils 12b des Arms 12 in Bezug auf den ersten Teil 12a derart, dass die Wand 13b eine Einspannung des Wickeldorns 10 erreicht, wie in 3 gezeigt. Dadurch wird das Wickeln des Erzeugnisses 7 auf den Wickeldorn 10 in Angriff genommen, wobei das Erzeugnis 7 vorübergehend auf dem Wickeldorn 10 haftet. Die Zuschneidschere 15 erlaubt es, das Erzeugnis 7 auf die gewünschte Länge zu schneiden. Obwohl dies auf den unterschiedlichen Figuren nicht zu erkennen ist, erfordert dieser Vorgang bei der erläuterten Ausführungsform, dass der Kreuwickelarm 4, der das Erzeugnisband 7 auf dem Wickeldorn 3 mitnimmt, im wesentlichen am Ende der Wicklung der Rolle 8 in derselben Ebene wie das Schneidsystem senkrecht zur Wickelachse zu liegen kommt. Diese Position wird dank dem dynamischen Korrekturprinzip des Kreuwickelschritts erreicht, das im nächsten Absatz erläutert ist. Sobald der Schneidvorgang beendeT ist, öffnet sich der zweite teil 12b des Arms 12, um seine anfängliche Position erneut einzunehmen. Das Aufwickeln des Erzeugnisses 7 wird um den Wickeldorn 10 forgesetzt, währenddessen die Bedienperson die auf dem Wickeldorn 10 erzeugte Rolle abnehmen kann. Sobald die zweite Rolle um den Wickeldorn 10 gewickelt ist, wiederholt sich der Vorgang, wobei der Wickeldorn 3 den Wickeldorn 10 ersetzt. Die Wickelvorrichtung 1 erlaubt dadurch einen kontinuierlichen Wickelvorgang und bietet ein automatischese Abschneiden des Erzeugnisses 7 sowie ein automatisches in Angriff Nehmen des Wickelvorgangs auf die Wickeldorne 3, 10.
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Bei der vorliegend erläuterten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung 1 handelt es sich bei dem Kreuzwickelsystem 2 um ein digitales Kreuzwickelsystem, das es erlaubt, den Kreuzwickelschritt zu bewältigen. Der Kreuwickelschritt entspricht der Distanz gemessen in Richtung der Wickelachse, die die Zentren von zwei aufeinanderfolgenden Windungen des Erzeugnisses trennt. Die dynamische Korrektur des Kreuwickelschritts ist in dem Maße erforderlich, wie der digitale Kreuzwickelvorgang es nicht erlaubt, für jede Rolle bzw. jeden Wickel 8 eine identische Arbeitsweise zu erzielen, und dies insbesondere wegen der Kompaktheit der Rolle 8 bzw. der Art des aufgewickelten Erzeugnisses. Am Anfang jeder Rolle 8 kommt der Kreuwickelarm 4 an derselben Stelle in bezug auf die Rolle 8 für jeden Wickelkopf 16, 17, 18, 19 zu liegen, wie aus 7 hervorgeht. Nachdem im Betrieb einige Lagen des Erzeugnosses 7 auf jeder Rolle 8 abgelegt sind, werden die Kreuwickelarme 4 in Bezug aufeinander versetzt, wie aus 8 hervorgeht. Dieses Phänomen verstärkt sich nach Maßgabe des Aufwickelns der Rollen 8. Die dynamische Korrektur des Kreuwickelschritts zielt darauf ab, dieses Phänomen zu verringern, um zu bewirken, dass sämtliche Kreuzwickelarme 4 zum selben Zeitpunkt vor dem Schneidsystem anlangen, wie aus 9 hervorgeht. Zu diesem Zweck wird der schnellste Kreuwickelarm als Referenz herangezogen. Bei dem in 8 gezeigten Beispiel handelt es sich dabei um den Kreuzwickelarm 4, der um eine Länge L2 von seiner anfänglichen Positon entfernt ist, d.h., um den Kreuzwickelarm 4 des Wickelkopfs 17. Die dynamische Korrektur des Kreuzwickelschritts besteht also, weil der Abstand zwischen den Kreuzwickelarmen 4 sehr wichtig ist, darin, die Geschwindigkeit derjenigen Kreuwickelarme 4 zu erhöhen, die langsamer sind als der Referenz-Kreuzwickelarm 4. Dies hat zur Folge, dass der Kreuzwickelschritt vergrößert wird, und dass sämtliche Kreuzwickelarme 4 gleichzeitig in der Nähe des Schneidsystems 11 zu liegen kommen. Bei dem in 8 gezeigten Beispiel ist die Geschwindigkeit der Kreuzwickelarme 4 der Wickelkopfe 16, 18, 19 auf diese Weise erhöht.
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Die Erfindung ist in keinster Weise auf die vorstehend erläuterte Ausführungsform beschränkt, die lediglich beispielhaft angeführt und Modifikationen im Hinblick auf die Ausbildung erschiedener Elemente und den Austasch durch äquivalente Techniken zugänglich ist, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
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So kann der Arm 12 einen einzigen mit einer kreisbogenförmigen Wand 13 versehenen Teil aufweisen, der dazu bestimmt ist, den Wickeldorn 3 bzw. 10 einzuspannen.
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Die Wickelvorrichtung 1 kann in diesem Sinne mehr als zwei Wickeldorne aufweisen.
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Ferner kann die Erfindung auf eine Wickelanlage zur Anwendung gelangen, bei der der Kreuzwickelarm 4 stationär ist und bei der die Wickeldorne 3, 10 längs der Wickelachse, angetrieben in einer hin- und herlaufenden Bewegung, verstellbar beweglich sind, wodurch das Aufwickeln des Erzeugnisses in Gestalt einer Rolle bzw. eines Wickels möglich ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2336755 A1 [0006, 0008]
