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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit wenigstens zwei Schwingungsdämpfern, wobei mit wenigstens einem Teil der Schwingungsdämpfer eine Aufbaukontrolle realisiert wird.
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Im Rahmen einer Aufbaukontrolle können unterschiedliche bekannte Vorrichtungen eingesetzt werden. Bekannt sind unter anderem Luftfedern. Alle Vorrichtungen können letzten Endes den Abstand zwischen Aufbau und Rad variieren.
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Möchte man Schwingungsdämpfer hierfür nutzen bedarf es einer Art Stellvorrichtung für den Schwingungsdämpfer. Dabei kommen üblicherweise Hydraulikpumpen zum Einsatz, die benutzt werden, Öl in die verschiedenen Arbeitsräume zu- und abzuführen, so dass der Kolben gehoben oder gesenkt wird, wodurch eine Aufbaukontrolle ermöglicht wird. Dabei sind unterschiedliche Systeme bekannt. Unter anderem geht aus der
US 2009/0260935 A1 ein Schwingungsdämpfer hervor, der einen Gerotor, also eine Vorrichtung, die sowohl als Motor als auch als Generator betreibbar ist, aufweist, der an eine Pumpe gekoppelt ist. Mit dieser Gerotor-Pumpen-Einheit kann sowohl Energie rekuperiert werden als auch eine Aufbaukontrolle und eine Radkontrolle durchgeführt werden.
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Unter der Radkontrolle wird dabei verstanden, dass die Dämpfkraft des Schwingungsdämpfers variierbar ist. Die Dämpfkraft kann dabei in Stufen oder kontinuierlich veränderbar sein.
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Aus der
DE 10 2009 022 328 A1 geht ein Schwingungsdämpfer hervor, bei denen die Radkontrolle mittels eines Druckregelventils erfolgt und die Aufbaukontrolle mittels einer Motor-Pumpeneinheit. Dann sind die Aufbaukontrolle und die Radkontrolle durch unabhängige Vorrichtungen realisiert.
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Dabei ist es bekannt, eine Kamera zu verwenden und Kameradaten auszuwerten, um so die Ansteuerung der Schwingungsdämpfer und damit der Aufbaukontrolle prädiktiv durchführen zu können, also ohne Zeitverzug.
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Eine Steuerung der Aufbaukontrolle mittels Bilddaten ist allerdings extrem Rechenintensiv. Es besteht daher Bedarf an einem Verfahren zum Betrieb eines Schwingungsdämpfers, dass einfacher durchführbar ist.
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Zur Lösung dieses Problems wird ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Weiterführende Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Als Kern der Erfindung wird angesehen, dass die Aufbaukontrolle in Abhängigkeit wenigstens eines Signals einer Fahrdynamikregeleinrichtung vorgenommen wird, weswegen auf Bilddaten verzichtet werden kann. Insbesondere kann die Fahrbahnbeschaffenheit aus den Daten der Fahrdynamikregeleinrichtung abgeleitet werden, weswegen hierfür keinerlei Bilddaten ausgewertet werden müssen.
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Darüber hinaus kann ein erheblicher Zusatznutzen dadurch erhalten werden, dass die Aufbaukontrolle und die Fahrdynamikregelung kombiniert werden.
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Bevorzugt weist die Fahrdynamikregeleinrichtung eine wenigstens eine Bremse kontrollierende Einrichtung auf. Fahrdynamikregeleinrichtungen können unterschiedliche Zwecke verfolgen, beispielsweise können sie als Traktionskontrolle und/oder Antriebsschlupfregelung und/oder zur Verhinderung des Durchdrehens der Räder verwendet werden. Letzten Endes werden durch die Fahrdynamikregeleinrichtungen die Drehgeschwindigkeiten der Räder kontrolliert, so dass einerseits ein Durchdrehen vermieden wird und andererseits eine möglichst hohe Reibung beibehalten wird.
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Durch die Verwendung der Signale einer Fahrdynamikregeleinrichtung wird es erfindungsgemäß ermöglicht, auch die Schwingungsdämpfer im Rahmen der Fahrdynamikregelung einzubeziehen. Einzige Voraussetzung ist, dass die einzubeziehenden Schwingungsdämpfer zur Vornahme einer Aufbaukontrolle fähig sind. D. h. also, dass sie mit üblicherweise eine Hydraulikpumpe aufweisen, die durch eine Steuereinrichtung ansteuerbar ist, so dass die Kolbenposition im Schwingungsdämpfer gezielt anhebbar und absenkbar ist.
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Mit besonderem Vorteil kann wenigstens ein Schwingungsdämpfer in Abhängigkeit wenigstens einen Signals wiederholt einen Kraftimpuls auf das zugeordnete Rad ausüben. Hierfür kann beispielsweise der Schwingungsdämpfer mittels der Hydraulikpumpe so betrieben werden, dass er den Kraftfahrzeugaufbau anhebt und wieder absinken lässt. Geschieht das Absinken mit großer Geschwindigkeit, so wird ein Kraftimpuls auf das entsprechende Rad erzeugt. Werden die Kraftimpulse auf die Räder unterschiedlich ausgeübt, so ergibt sich eine modifizierte Lastverteilung für das Kraftfahrzeug, es können aber auch alle Räder gleichzeitig angehoben und abgesenkt werden, was auch zu Kraftimpulsen führt. Bei einem gleichmäßigen Anheben verändert sich allerdings die Lastverteilung nicht. Besonders interessant ist aber gerade die unterschiedliche Lastverteilung, wobei im Zusammenspiel mit der Fahrdynamikregeleinrichtung dann eine enorm verbesserte Kontrolle des Kraftfahrzeugs erreicht wird.
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Vorteilhafterweise kann der Schwingungsdämpfer wenigstens zwei Kraftimpulse abgeben. Bevorzugt kann der Schwingungsdämpfer so lange Kraftimpulse abgeben bis ein Abbruchssignal gegeben wird.
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Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass einer, eine beliebige Anzahl oder alle Schwingungsdämpfer des Kraftfahrzeugs bei der Aufbaukontrolle verwendet werden können und dementsprechend auch diese Schwingungsdämpfer mit der Fahrdynamikregeleinrichtung zusammenarbeiten können. Es ist also nicht zwingend, dass immer alle Schwingungsdämpfer des Kraftfahrzeugs zur Aufbaukontrolle verwendbar sein müssen. Beispielsweise kann es ausreichend sein, die Schwingungsdämpfer der angetriebenen Achse aktiv höhenverstellbar und damit geeignet für die Aufbaukontrolle auszugestalten.
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Mit besonderem Vorteil kann der wenigstens eine Schwingungsdämpfer so eingestellt werden, dass ein Fahrzeugüberschlag verhindert wird. Abhängig von der Fahrsituation und unter Berücksichtigung der Signale der Fahrdynamikregeleinrichtung können die Schwingungsdämpfer also auch verwendet werden, um einen Überschlag zu verhindern. Dann ist beispielsweise vorgesehen, dass das Absenken oder Anheben des Kraftfahrzeugaufbaus auch mit Geschwindigkeiten und Beschleunigungen realisiert wird, die über den Schwellwerten liegen, die vorgesehen sind, um ein komfortables Fahrgefühl zu vermitteln.
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Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit wenigstens zwei Schwingungsdämpfern, wobei mit wenigstens einem Teil der Schwingungsdämpfer eine Aufbaukontrolle realisiert wird, sowie mit einer Fahrdynamikregeleinrichtung, die wenigstens eine Bremse kontrolliert. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Fahrdynamikregeleinrichtung in Abhängigkeit wenigstens eines Betriebsparameters eines Schwingungsdämpfers betrieben wird. D. h., dass in Ergänzung zum bereits beschriebenen Verfahren der Gedanke, dass die Fahrdynamikregeleinrichtung und die Aufbaukontrolle zusammenarbeiten dahingehend ergänzt wird, dass auch die Fahrdynamikregeleinrichtung in Abhängigkeit der Schwingungsdämpfer ansteuerbar ist. Insbesondere kann die Ansteuerung der Schwingungsdämpfer, die aufgrund von Signalen der Fahrdynamikregeleinrichtung vorgenommen wurden, wiederum auf die Fahrdynamikregeleinrichtung zurückwirken. Die Abhängigkeiten verlaufen also in beide Richtungen.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit wenigstens vier Schwingungsdämpfern, wobei mit wenigstens einem Teil der Schwingungsdämpfer eine Aufbaukontrolle realisiert wird. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass die Aufbaukontrolle bei einem stehenden Fahrzeug vorgenommen wird derart, dass ein Einsteigen eines Insassen erleichtert wird. Dementsprechend kann eine Seite des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit der Bodenhöhe des Kraftfahrzeugs angehoben oder abgesenkt werden. Bei Kleinwagen oder Kompaktwagen, die insgesamt eine Sitzhöhe aufweisen, die niedriger als der Beckenbereich eines durchschnittlich großen Menschen mit 1,70 Meter Größe hat, ist die Fahrzeugseite, auf der eingestiegen wird, grundsätzlich anzuheben. Bei SUVs, Vans, oder Kleintransportern kann es dagegen notwendig sein, die Einstiegsseite abzusenken. Dabei ergibt sich grundsätzlich die Abhängigkeit der Sitzhöhe in Bezug auf die Beckenhöhe des Einsteigenden. Es ist daher weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass bei einem Kraftfahrzeug eine Referenzhöhe in einem Speicher eingebbar ist und in Abhängigkeit der Referenzhöhe eine Aufbaukontrolle beim Einsteigen eines Insassen vornehmbar ist. Das Einsteigen einer Person kann dabei bevorzugt durch ein Personenerfassungs-Sensorsignal einer Personenerfassungsvorrichtung erkannt werden. Beispielsweise kann der Fahrer anhand eines Signals des Kraftfahrzeugschlüssels oder einer Fahrererkennungskarte erkannt werden, weiterhin kann eine Personenerfassungsvorrichtung durch eine Infrarotkamera oder ähnliche Sensoreinrichtungen realisiert werden. Alternativ kann ein Einstiegswunsch durch einen Sensor erfasst werden, der das Öffnen einer Tür erkennt. Derartige Sensoren sind bereits in vielen Kraftfahrzeugen vorhanden, weswegen sie keine zusätzliche Hardware erfordern.
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Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit wenigstens zwei Schwingungsdämpfern, wobei mit wenigstens einem Teil der Schwingungsdämpfer eine Aufbaukontrolle realisiert wird. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Aufbaukontrolle in Abhängigkeit wenigstens eines Einstellungswertes über die Fahrzeugkontrolle durchgeführt wird. Als Fahrzeugkontrolle wird dabei der Grad an Automatisierung verstanden, der beim Führen des Fahrzeugs vorliegt. Dabei kann man folgende Ausgestaltungen unterscheiden:
Erstens kann der Fahrer das Fahrzeug völlig alleine kontrollieren. Zweitens können dem Fahrer Fahrerassistenzsysteme zur Verfügung stehen, wie beispielsweise ein Spurhalteassistent. Diese geben jedoch lediglich Warngeräusche von sich und haben dementsprechend nur eine Warnfunktion. Drittens können Fahrerassistenzsysteme zur teilweisen Steuerung des Kraftfahrzeugs verwendet werden, beispielsweise als Abstandshaltesystem mit gleichzeitiger Tempomatfunktion. Dann muss der Fahrer nur noch das Lenkrad bedienen, das Beschleunigen und Bremsen des Kraftfahrzeugs wird dagegen bereits autonom durchgeführt. Viertens kann das Kraftfahrzeug auch völlig autonom gelenkt werden, der Fahrer nimmt überhaupt keine Führungsfunktion mehr war.
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Je nachdem welche der vier beschriebenen Fahrzeugkontrollsituationen vorliegt wird die Aufbaukontrolle unterschiedlich durchgeführt. Es sei angemerkt, dass selbstverständlich noch weitere Klassifizierungen der Fahrzeugkontrolle möglich sind, es ist nicht notwendig, dass genau vier Fahrzeugkontrollsituationen vorliegen. Zumindest solange der Fahrer das Kraftfahrzeug lenkt ist es wünschenswert, dem Fahrer eine Rückmeldung in Form spürbarer Kräfte aufgrund von Beschleunigungen des Kraftfahrzeugs zu geben, beispielsweise wenn sich das Fahrzeug in der Kurve zur Kurvenaußenseite neigt. Das heißt, dass in diesem Fall auch dann ein entstehender Wankwinkel des Kraftfahrzeugs nicht vollständig ausgeglichen wird, selbst wenn es möglich wäre.
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Davon abweichend ist bevorzugt bei Fahrzeugführung im Wesentlichen ohne Fahrereingriffe die benötigte und maximal mögliche Aufbaukontrolle durchzuführen. D. h., dass bei Durchführung der Fahrzeugkontrolle durch das Kraftfahrzeug selbst die bestmöglichen Niveauregulierung vorgenommen wird, während bei einer Kontrolle des Kraftfahrzeugs durch einen Fahrer ein Teil der Wank- und Nick- und sonstige Aufbau-Bewegungen nicht kompensiert wird, um eine Rückmeldung an den Fahrer zu geben.
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Daneben betrifft die Erfindung eine Steuerungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass sie zur Durchführung der beschriebenen Verfahren ausgebildet ist.
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Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Schwingungsdämpfer und einer Steuerungseinrichtung. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass es eine Steuerungseinrichtung wie beschrieben aufweist.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen:
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1 ein Kraftfahrzeug,
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2 ein erstes Ablaufschema eines Verfahrens zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs, und
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3 ein zweites Ablaufschema eines Verfahrens zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs,.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Steuerungseinrichtung 2, damit verbundenen Schwingungsdämpfern 3, 4, 5 und 6, einer Fahrdynamikregeleinrichtung 7, und mehrere Personenerfassungs-Sensoren 8, 9, 10 und 11.
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Die Personenerfassungs-Sensoren 8, 9, 10 und 11 können dabei beispielsweise als Infrarotsensoren oder Türöffnungsdetektoren ausgebildet sein. Türöffnungsdetektoren sind wie bereits beschrieben heutzutage in vielen Kraftfahrzeugen bereits vorhanden, weswegen keine weitere Hardware zur Personenerfassung notwendig ist.
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Weiterhin weist das Kraftfahrzeug Reifen 12, 14, 16 und 18 sowie Bremsen 20, 22, 24 und 26 auf. Die Bremsen 20, 22, 24 und 26 können dabei entweder vom Fahrer oder von einem Assistenzsystem, zumindest von der Fahrdynamikregeleinrichtung 7, gesteuert werden.
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Die Schwingungsdämpfer 3, 4, 5 und 6 sind alle zur aktiven Höhenverstellung und damit zur Aufbaukontrolle geeignet. Diese besitzen eine Hydraulikpumpe, so dass die Relativlage des Kolbens im Schwingungsdämpfer aktiv beeinflussbar ist.
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2 zeigt ein erstes Ablaufschema zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs. Dabei empfängt die Steuerungseinrichtung 7 in Schritt S1 Signale der Fahrdynamikregeleinrichtung 7. Es wird dabei als gleichwertig angesehen, dass lediglich Sensoren der Fahrdynamikregeleinrichtung 7 Signale an die Steuerungseinrichtung 2 liefern, die diese weiterverarbeitet, wobei die Software der Fahrdynamikregeleinrichtung 7 selbst auch in der Steuerungseinrichtung 2 angeordnet sein kann. Alternativ kann die Fahrdynamikregeleinrichtung 7 an die Steuerungseinrichtung 2 vorprozessierte Signale weitergeben. Dabei kann die Fahrdynamikregeleinrichtung in einem Speicher einen eigenen Abschnitt für Software aufweisen, sie kann auch einen von der Steuerungseinrichtung 2 unabhängigen Speicher aufweisen. Etwas anderes ergibt sich erst, wenn die Steuerungseinrichtung 2 Informationen über die Regelung der Bremsen 20, 22, 24 und 26 als Signal erhält. Diese Informationen sind keine reinen Sensorsignale, vielmehr handelt es sich um Betriebsparameter, die aus Sensorsignalen berechnet wurden. Auch derartige Betriebsparameter werden in der vorliegenden Anmeldung als Signale der Fahrdynamikregeleinrichtung 7 aufgefasst.
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In Schritt S2 empfängt die Steuerungseinrichtung 2 weitere Signale, beispielsweise von einer Kamera.
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Im Schritt S3 werden alle empfangenen Signale, insbesondere die der Fahrdynamikregeleinrichtung 7, zu Steuerungsbefehlen verarbeitet, so dass in Schritt S4 die Steuerungseinrichtung 2 die Schwingungsdämpfer 3, 4, 5 und 6 mit Befehlen ansteuert. Dabei ist selbstverständlich gemeint, dass beispielsweise die Elektromotoren der Hydraulikpumpen angesteuert werden und dadurch die Niveaulage der Kolben der Schwingungsdämpfer entsprechend eingestellt wird, sodass eine Aufbaukontrolle stattfindet.
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In Schritt S5 kann die Steuerungseinrichtung 2 die ermittelten Steuerungsbefehle oder daraus ableitbare Informationen betreffend die Aufbaukontrolle an andere Steuerungseinheiten wie beispielsweise die Fahrdynamikregeleinrichtung zurückgeben. Hier schließt sich so zu sagen ein Kreis, d. h. dass die Steuerungseinrichtung 2 und die Fahrdynamikregeleinrichtung 7 voneinander abhängen und zusammenarbeiten, so dass insgesamt ein Zusatznutzen auftritt, der durch die Einzelsysteme allein nicht generiert werden kann.
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3 zeigt ein zweites Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges. In Schritt S6 holt die Steuerungseinrichtung 2 dabei einen Einstellungswert über die Fahrzeugkontrolle aus einem nicht dargestellten Speicher. Dieser Einstellungswert gibt an, ob das Fahrzeug autonom gefahren wird oder ob der Fahrer Lenkeingriffe vornimmt oder ob der Fahrer auch die Motorkontrolle und andere Kontrollen hat. In Abhängigkeit dieses Einstellungswertes liegt die Steuerungseinrichtung in Schritt S7 fest, welcher Anteil an Aufbaukontrolle durchgeführt wird. Beispielsweise kann bei einer Kurvenfahrt, wenn sich das Kraftfahrzeug 1 nach außen neigt, die Schwingungsdämpfer so eingestellt werden, dass das Kraftfahrzeug 1 komplett in der Waagrechten bleibt. In Schritt S7 wird nun festgelegt, ob von dieser zu überbrückenden Höhendifferenz volle 100 %, oder beispielsweise lediglich 80 % oder 50 % durchgeführt werden, so dass eine Rückmeldung an den Fahrer verbleibt.
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In Schritt S8 wird beim Durchführen einer Aufbaukontrolle, d. h. beim Ansteuerung der Schwingungsdämpfer 3, 4, 5 und 6 der in Schritt S7 berechnete Wert verwendet und die Aufbaukontrolle entsprechend des Wertes durchgeführt. Dabei kann der Wert abhängig von Fahrsituation sein, beispielsweise kann ein Nicken des Kraftfahrzeugs vollständig ausgeglichen werden und ein Wanken nur zu 75 %.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Steuerungseinrichtung
- 3
- Schwingungsdämpfer
- 4
- Schwingungsdämpfer
- 5
- Schwingungsdämpfer
- 6
- Schwingungsdämpfer
- 7
- Fahrdynamikregeleinrichtung
- 8
- Personenerfassungs-Sensor
- 9
- Personenerfassungs-Sensor
- 10
- Personenerfassungs-Sensor
- 11
- Personenerfassungs-Sensor
- 12
- Rad
- 14
- Rad
- 16
- Rad
- 18
- Rad
- 20
- Bremse
- 22
- Bremse
- 24
- Bremse
- 26
- Bremse
- S1
- Schritt
- S2
- Schritt
- S3
- Schritt
- S4
- Schritt
- S5
- Schritt
- S6
- Schritt
- S7
- Schritt
- S8
- Schritt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2009/0260935 A1 [0003]
- DE 102009022328 A1 [0005]
