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Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement zur Befestigung elektrotechnischer Bauelemente auf einer Leiterplatte.
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Elektrotechnische Bauelemente, wie insbesondere Leiterplatten-Steckverbinder, aber auch sonstige aktive oder passive Bauelemente sowie elektromechanische Bauteile, werden durch Lötprozesse an einer Leiterplatte angebunden. Zusätzlich müssen solche elektrotechnischen Bauelemente oftmals noch mechanisch fixiert werden, um eine hinreichende Stabilität bei mechanischer Beanspruchung im Gebrauch zu gewährleisten.
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DE 20 2010 015 731 A1 zeigt eine Reihenklemmenanordnung, bei der eine zwischen zwei Anschlussklemmen oder im äußeren Ende der Reihenklemmenanordnung angeordnete Abstützscheibe vorgesehen ist. Die Abstützscheibe hat mehrere Abstützarme zur Auflage und Abstützung der Reihenklemmenanordnung auf einer Leiterplatte. Die Abstützarme können mit Hilfe von Rastzapfen in die Ausnehmung der Leiterplatte eingreifen und dort verrasten.
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US 3,601,770 A1 sowie
US 6,471,544 B1 zeigen Befestigungselemente zur Fixierung eines Steckverbinders auf einer Leiterplatte. Es handelt sich dabei um einteilige Befestigungselemente, die in Führungen des Steckverbinders eingebracht sind und mit der Leiterplatte verschraubt oder verrastet werden.
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Weiterhin ist aus
DE 198 34 681 C1 eine Anschlussklemme für Leiterplatten mit separaten Halteelementen bekannt, die in die Leiterplatte einrastbar sind. Die Halteelemente haben Federarme, die über Rastzapfen in die Seitenwände der Anschlussklemmengehäuse einrasten, um auf diese Weise das Anschlussklemmengehäuse formschlüssig an der Leiterplatte zu halten.
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Die Halteelemente sind einteilig ausgeführt.
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Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Befestigungselement zur Befestigung elektrotechnischer Bauelemente auf einer Leiterplatte zu schaffen.
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Die Aufgabe wird durch das Befestigungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Es wird vorgeschlagen, das Befestigungselement aus zwei Teilen auszuführen, die relativ zueinander bewegbar, d.h. von einem Vorrastzustand in eine Endmontageposition relativ zueinander verlagerbar sind. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Relativbewegung durch Verschiebung des ersten und zweiten Befestigungsteils relativ zueinander erfolgt.
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Das erste Befestigungsteil hat hierbei einen zur Befestigung an dem elektrotechnischen Bauelement ausgebildeten Befestigungsabschnitt. Das hiervon separierbare oder separate zweite Befestigungsteil hat einen zur Befestigung an einer Leiterplatte ausgebildeten Befestigungsabschnitt.
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Das erste und zweite Befestigungsteil haben aufeinander abgestimmte Lagerabschnitte zur Lagerung von erstem und zweitem Befestigungsteil aneinander so, dass das erste und zweite Befestigungsteil von dem Vorrastzustand in die Endmontageposition bewegbar ist.
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Eine solche zweiteilige Ausführungsform eines Befestigungselementes hat den Vorteil, dass das erste Befestigungsteil zunächst mit dem Befestigungsabschnitt an dem zugeordneten elektrotechnischen Bauelement fixiert werden kann. Sodann kann vor oder nach Verlöten des elektrotechnischen Bauelementes eine mechanische Fixierung des elektrotechnischen Bauelementes auf der Leiterplatte einfach dadurch erfolgen, dass das zweite Befestigungsteil nun relativ zum ersten Befestigungsteil und dem daran angebrachten elektrotechnischen Bauelement in die Endmontageposition verlagert wird, bei der eine Fixierung des Befestigungselements an der Leiterplatte mit Hilfe des zweiten Befestigungsteils erfolgt. Damit ist der Schritt der Fixierung an der Leiterplatte unabhängig von der Fixierung an dem elektrotechnischen Bauelement. Dies ermöglicht eine verbesserte und vereinfachte Ausrichtung bei der Fixierung des Befestigungselementes und des zugeordneten elektrotechnischen Bauelementes auf der Leiterplatte.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das erste und zweite Befestigungsteil miteinander korrespondierende und ineinandergreifende Führungsstege zur Verschiebung von erstem und zweitem Befestigungsteil relativ zueinander haben. Durch die Führungsstege gelingt auf platzsparende, einfache Weise eine linear verschiebbare Lagerung von erstem und zweitem Befestigungsteil aneinander. Durch die Führungsstege werden in vorteilhafter Weise ineinandergreifende Führungsnuten geschaffen. Solche Führungsstege sind mechanisch robust und belastbar. Die Führungsstege können sowohl beidseitig als auch einseitig am ersten und zweiten Befestigungsteil ausgebildet sein.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das erste Befestigungsteil und das zweite Befestigungsteil in einem Vorrastzustand mittels einer Sollbruchstelle integral miteinander verbunden sind und ein einziges Teil bilden. Das Befestigungselement ist dabei so ausgebildet, dass eine Verlagerung des zweiten Befestigungsteils zur Befestigung an der Leiterplatte nur unter unwiderruflichem Aufbrechen der Sollbruchstelle möglich ist. Mit Hilfe der Sollbruchstelle kann das Befestigungselement zunächst in einem Spritzgussverfahrensschritt mit einer Form hergestellt und als ein Teil gehandhabt werden. Dies reduziert den Herstellungs- und Lagerhaltungsaufwand. Zur Fixierung des Befestigungselementes und des zugeordneten elektrotechnischen Bauelementes auf der Leiterplatte wird dann die Sollbruchstelle durch Einwirken einer hinreichenden Kraft aufgebrochen und das erste und zweite Befestigungsteil damit voneinander getrennt. Dann kann das zweite Befestigungsteil ohne Anbindung an das erste Befestigungsteil in Richtung Leiterplatte verlagert werden, um das erste Befestigungsteil mit dem daran fixierten elektrotechnischen Bauelement auf der Leiterplatte mechanisch zu befestigen.
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Die Sollbruchstelle wird vorzugsweise mit Hilfe eines Filmscharniers geschaffen, durch das das zweite Befestigungsteil in dem Vorrastzustand schwenkbar an dem ersten Befestigungsteil angelenkt ist. Das zweite Befestigungsteil wird ausgehend vom Vorrastzustand an dem Filmscharnier zum ersten Befestigungsteil umgeschwenkt und sodann in Richtung Leiterplatte heruntergedrückt. Dabei ist das Filmscharnier so auszubilden, dass es bei hinreichender Kraft, die auf das zweite Befestigungsteil in Richtung unten liegender Leiterplatte ausgeübt wird, reißt und damit das zweite Befestigungsteil von dem ersten Befestigungsteil löst.
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Zur Fixierung des Befestigungselementes und des daran angebundenen elektrotechnischen Bauelementes auf der Leiterplatte ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass der zur Befestigung an der Leiterplatte ausgebildete Befestigungsabschnitt des zweiten Befestigungsteils mindestens einen vorstehenden Rastzapfen mit elastischen Rasthaken hat. Dieser Rastzapfen wird dann in eine Ausnehmung der Leiterplatte (Rastbohrung oder ähnliches) eingeführt und verrastet mit Hilfe des elastischen Rasthakens an der Leiterplatte.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der zur Befestigung an dem elektrotechnischen Bauelement ausgebildete Befestigungsabschnitt des ersten Befestigungsteils mindestens einen elastischen Rastarm mit jeweils einer Rastnase zur Verrastung in einer Rastöffnung oder Rastmulde des elektrotechnischen Bauelementes hat. Damit kann das erste Befestigungsteil mit Hilfe des elastischen Rastarms an dem elektrotechnischen Bauelement verrastet werden, ohne dass an dem elektrotechnischen Bauelement über eine einfache Rastöffnung oder Rastmulde (einschließlich sonstiger Rastabsätze) hinaus spezielle Rastelemente vorhanden sein müssen.
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Denkbar ist natürlich auch die umgekehrte Variante, bei der mindestens ein Rastarm an dem elektrotechnischen Bauelement zur Verrastung mit einer Rastöffnung oder Rastmulde des ersten Befestigungsteils vorgesehen ist.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwei Rastarme an dem Befestigungsabschnitt des ersten Befestigungsteils voneinander beabstandet und einander gegenüberliegend zum Umgreifen des zugeordneten elektrotechnischen Bauelementes angeordnet sind. Mit Hilfe dieser zwei einander gegenüberliegenden Rastarme gelingt es in einer Art selbsttragender Konstruktion das elektrotechnische Bauelement beidseits einzuspannen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das erste und zweite Befestigungsteil miteinander korrespondierende Rastelemente zur Verrastung von erstem und zweitem Befestigungsteil miteinander in der Endmontageposition haben. Damit ist über die Fixierung des zweiten Befestigungsteils an der Leiterplatte und der damit einhergehenden Fixierung auch des ersten Befestigungsteils an der Leiterplatte eine weitere Kraftkompensation realisiert, durch die ein direkter Kraftfluss von dem zu fixierenden elektrotechnischen Bauelement über das erste und zweite Befestigungsteil auf die Leiterplatte sichergestellt wird.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Befestigungselement zur mechanischen Befestigung eines Steckverbinders auf einer Leiterplatte ausgebildet ist. Unter Steckverbinder wird allgemein jegliches elektrotechnische Bauelement verstanden, bei dem mittels einer Steckkontaktierung ein elektrisch leitender Anschluss zu der Leiterplatte hergestellt werden kann. Ein solcher Steckverbinder kann z.B. auch eine Reihenklemme sein und insbesondere ein Leiterplattensteckverbinder in Stift- und/oder Buchsenausführung. Mit dem Befestigungselement kann somit eine Reduzierung der Belastung von Lötkontakten oder ähnlichem erreicht werden, indem am Stiftende Kräfte von dem Befestigungselement aufgefangen werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1: Seitenansicht eines Befestigungselementes in Vorraststellung;
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2: Seitenansicht eines Befestigungselementes aus 1 im Zustand, bei dem ein zweites Befestigungsteil in Richtung erstes Befestigungsteil heruntergeklappt ist.
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3: Seitenansicht des Befestigungselementes aus 2 in der Endmontageposition mit aufgebrochener Sollbruchstelle und voneinander getrennten ersten und zweiten Befestigungsteilen;
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4: Seiten-Schnittansicht des Befestigungselementes aus 3 in der Endmontageposition;
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5: perspektivische Darstellung des Befestigungselementes aus 2 mit daran angebundenen elektrotechnischen Bauelementen;
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6: perspektivische Darstellung des Befestigungselementes mit daran befestigtem elektrotechnischen Bauelement gemäß 5 in der Endmontageposition im an eine Leiterplatte befestigten Zustand;
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7: perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Befestigungselementes zur Befestigung eines hochkant stehenden Steckverbinders an einer Leiterplatte.
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1 lässt eine Seitenansicht eines Befestigungselementes 1 erkennen, das zur mechanischen Befestigung insbesondere eines Leiterplatten-Steckverbinders auf einer Leiterplatte vorgesehen ist. Das Befestigungselement 1 ist aus zwei Teilen gebildet und hat ein erstes Befestigungsteil 2, an das über ein Filmscharnier 3 ein zweites Befestigungsteil 4 schwenkbar angelenkt ist. Das erste Befestigungsteil hat zwei einander gegenüberliegende Rastarme 5 mit vorspringenden Rastnasen 6 an einem Befestigungsabschnitt 7. Dieser Befestigungsabschnitt 7 mit seinen Rastarmen 5 ist ausgebildet, um das Befestigungselement 1 an einem elektrotechnischen Bauelement, wie insbesondere einem Leiterplatten-Steckverbinder zu fixieren. Hierzu greifen die Rastnasen 6 der Rastarme 5 in zugeordnete Rastmulden oder Rastöffnungen des elektrotechnischen Bauelementes ein.
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Das zweite Befestigungsteil 4 hat an seinem freien Ende einen Rastzapfen 8 mit mindestens einem elastischen Rasthaken 9. Dieser Rastzapfen 8 ist vorgesehen, um in eine zugeordnete Ausnehmung bzw. Bohrung einer Leiterplatte einzutauchen und dort mit Hilfe des Rasthakens 9 an der Unterseite der Leiterplatte zu verrasten. Der Rastzapfen 8 ragt von einem entsprechenden Befestigungsabschnitt 10 an der Unterseite des zweiten Befestigungsteils hervor und bildet den Befestigungsabschnitt 10 mit.
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Deutlich wird weiterhin, dass an dem ersten Befestigungsteil 2 zwei parallele voneinander beabstandete Führungsstege 11 vorhanden sind. Zwischen den Führungsstegen und der gegenüberliegenden Grundfläche 12 des ersten Befestigungsteils 2 wird eine Führungsnut gebildet. Das zweite Befestigungsteil 4 hat ebenfalls seitlich vorstehende Führungsstege 13, die zum Eintauchen in die Führungsnut des ersten Befestigungsteils 2 vorgesehen sind. Auf diese Weise können nach Herunterklappen des zweiten Befestigungsteils 4, wie in der 2 erkennbar, die Führungsstege 13 des zweiten Befestigungsteils 4 hinter die Führungsstege 11 des ersten Befestigungsteils 2 gelangen und damit in die Führungsnut eintauchen, so dass das zweite Befestigungsteil 4 linear beweglich an dem ersten Befestigungsteil 2 geführt ist.
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In der Variante nach 2 ist ein optionaler horizontaler Rastarm 14 angedeutet, der anstelle des oberen vertikalen Rastarms 5 und der sich horizontal erstreckenden Basisplatte 24 (Plattform) vorgesehen sein kann. Bei dieser Variante ohne die oberen Rastarme 5 mit der zugehörigen Basisplatte 24 ist es möglich, hochkant stehende Leiterplatten-Steckverbinder aufzunehmen.
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Aus 2 ist weiterhin erkennbar, dass das Filmscharnier 3 beim Herunterklappen des zweiten Befestigungsteils 4 aufbricht. Insofern stellt das Filmscharnier 3 eine Sollbruchstelle bereit, die spätestens beim weiteren Herunterdrücken des zweiten Befestigungsteils 4 in Blickrichtung nach unten aufreißt. Damit sind das erste und zweite Befestigungsteil 2, 4 dann getrennt voneinander.
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3 zeigt, dass diese nunmehr zwei separaten Bauteile relativ zueinander parallel zur Grundplatte 12 des ersten Befestigungsteils 2 verschoben werden, bis der Rastzapfen 8 des zweiten Befestigungsteils 4 nach unten herausragt. Dies ist insbesondere dann erwünscht, wenn das Befestigungselement 1 auf eine Leiterplatte aufgesetzt ist und der Rastzapfen 8 dann durch eine Öffnung der Leiterplatte hindurchgeführt und dort verrastet wird.
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Deutlich wird aus 3 weiterhin, dass von dem ersten Befestigungsteil 2 an das zweite Befestigungsteil 4 ein Rastelement 15 in Form eines Rasthakens mit vorspringender Rastnase abragt, der in ein korrespondierendes Rastelement 16 des zweiten Befestigungsteils 4 eingreift. Auf diese Weise werden das erste und zweite Befestigungsteil 2, 4 in der Endmontageposition miteinander verrastet.
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Deutlich wird weiterhin, dass in der Endmontageposition das zweite Befestigungsteil 4 mit einem Auflager 17 auf einem korrespondierenden Auflager 18 des ersten Befestigungsteils 2 aufliegt.
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Auf diese Weise wird eine hinreichend starre mechanische Verbindung zwischen erstem und zweitem Befestigungsteil 2, 4 in der Endmontageposition erreicht.
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4 lässt eine Seiten-Schnittansicht des Befestigungselementes 1 in der Endmontageposition gemäß 3 erkennen.
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Deutlich wird im Vergleich zu 3, dass beidseits von der oberen Basisplatte 24, an der der Befestigungsabschnitt 7 des ersten Befestigungsteils 2 gebildet ist, jeweils ein Rastarm 5 abragt. Weiterhin wird deutlich, dass das zweite Befestigungsteil 4 mit seinem Führungssteg 13 linear verschiebbar in der Führungsnut 19 des ersten Befestigungsteils 2 gelagert ist. Die Führungsnut 19 wird dabei durch den Führungssteg 11 und die Grundplatte 12 des ersten Befestigungsteils 2 gebildet.
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5 lässt eine perspektivische Ansicht des Befestigungselementes 1 aus 2 mit daran befestigtem elektrotechnischen Bauelement 20 in Form eines Leiterplatten-Steckverbinders erkennen. Das erste Befestigungsteil 2 ist hierbei auf den Leiterplatten-Steckverbinder 20 aufgesetzt, so dass die beiden einander gegenüberliegenden Rastarme 5 den Leiterplatten-Steckverbinder 20 übergreifen. Dabei rasten die zugehörigen Rastnasen 6 in Rastmulden 21 des Leiterplatten-Steckverbinders 20 ein. Auf diese Weise sind der Leiterplatten-Steckverbinder 20 und das erste Befestigungsteil 2 fest miteinander verbunden.
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An der dem Leiterplatten-Steckverbinder 20 gegenüberliegenden Seite ist das zweite Befestigungsteil 4 in vertikaler Richtung quer zur Längserstreckungsrichtung des Leiterplatten-Steckverbinders 20 bzw. zur entsprechenden Steckrichtung verschiebbar an dem ersten Befestigungsteil 2 angeordnet.
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6 zeigt den Endmontagezustand, bei dem der Leiterplatten-Steckverbinder 20 auf eine Leiterplatte 22 aufgesetzt ist. Dabei können Kontaktbeine 23 an der Unterseite mit entsprechenden Leiterbahnen der Leiteplatte 22 verlötet werden. Hierdurch ist der Leiterplatten-Steckverbinder 20 elektrisch an die Leiterplatte 22 angebunden und bereits in begrenztem Umfang mechanisch fixiert.
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Zur weiteren mechanischen Befestigung ist nun in der Endmontageposition das zweite Befestigungsteil 4 nach unten in Richtung Leiterplatte 22 verschoben, so dass der Rastzapfen 8 durch eine korrespondierende Ausnehmung in der Leiterplatte 22 hindurchragt. Dann verrastet das zweite Befestigungsteil 4 mit Hilfe des mindestens einen elastischen Rasthakens 9 an der Leiterplatte 22, in dem das freie Ende des Rasthakens 9 an der Unterseite der Leiterplatte 22 anliegt. Das zweite Befestigungsteil 4 ist dabei über Anschläge (Auflagen 17, 18) so mit dem ersten Befestigungsteil 2 verbunden, dass das erste Befestigungsteil 2 nicht nach oben von der Leiterplatte 22 weg wandern kann. Dann stößt das erste Befestigungsteil 2 an dem mit der Leiterplatte 22 verbundenen zweiten Befestigungsteil 4 an.
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Damit wird das elektrotechnische Bauelement 22 mechanisch fest an der Leiterplatte 22 angebunden.
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7 lässt eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform des Befestigungselementes 1 erkennen. Dieses Befestigungselement 1 ist so ausgestaltet, dass das zur Fixierung vertikal auf einer Leiterplatte 22 stehender Leiterplatten-Steckverbinder geeignet ist. Hierzu ragen parallel zur Leiterplattenebene Rastarme 14 von der Grundplatte 12 des ersten Steckverbinderteils 2 ab, wie dies in 2 als Option skizziert ist.
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Im Übrigen ist die Ausführungsform mit der vorher beschriebenen Ausführungsform vergleichbar, so dass auf das vorher Gesagte verwiesen werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202010015731 A1 [0003]
- US 3601770 A1 [0004]
- US 6471544 B1 [0004]
- DE 19834681 C1 [0005]
