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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Schutz und/oder zur Sicherung einer Anschlussverbindung eines elektrischen Kabels an eine Leiterplatte im Gehäuse eines elektrischen Moduls, insbesondere einer Beleuchtungseinrichtung, wobei das elektrische Kabel mit der Leiterplatte wenigstens mittelbar kontaktiert ist. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Schutzelement für eine solche Anordnung und auf ein elektrisches Modul mit einer solchen Anordnung.
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STAND DER TECHNIK
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Die
DE 10 2011 000 736 A1 offenbart eine Anordnung zum Schutz und/oder zur Sicherung einer Anschlussverbindung eines elektrischen Kabels an einer Leiterplatte im Gehäuse eines elektrischen Moduls, wobei das elektrische Kabel mit der Leiterplatte kontaktiert ist. Der Schutz wird durch eine Vergussmasse erzeugt, wobei das elektrische Modul derart mit der Vergussmasse vergossen ist, dass zumindest das Anschlusskabel, eine elektrische Sicherung und weitere elektrische Leitungen geschützt sind. Die Vergussmasse schützt dabei vor Feuchtigkeit, vor eindringenden Salzen, vor mechanischen Einflüssen und dergleichen.
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Für eine störungsfreie Funktion der elektrischen Sicherung muss diese in einen mit Luft gefüllten Raum aufgenommen werden, und die elektrische Sicherung ist beispielsweise als Schmelzsicherung ausgeführt. Ein direktes Vergießen der Schmelzsicherung mit der Vergussmasse muss daher vermieden werden.
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Nachteilhafterweise wird ein großer Flächenanteil der Leiterplatte mit der Vergussmasse übergossen, und der übergossene Flächenteil ist erheblich größer als für das Überdecken des elektrischen Kabels mit der Leiterplattenkontaktierung erforderlich. Bis zum Verguss und dem anschließenden Aushärten der Anschlussverbindung ist die Leiterplattenkontaktierung überdies ungeschützt gegen äußere mechanische Einflüsse, wodurch insbesondere Nachteile bei der Montage entstehen.
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Allgemein bekannt sind alternativ auch Anschlussgehäuse für die Aufnahme der Anschlussverbindung, in die das elektrische Kabel eingeführt wird. Nachteilhafterweise ergibt sich dadurch jedoch eine erschwerte Montage, und die Anschlussverbindung kann nicht wenigstens mittelbar auf der Leiterplatte angeordnet werden, ohne nicht auch das Anschlussgehäuse auf der Leiterplatte zu platzieren. Vereinfachend stellt sich dabei die Aufgabe, das elektrische Kabel an oder auf der Leiterplatte mit dieser zu verbinden, wobei die Anschlussverbindung geschützt sein soll, ohne ein separates Anschlussgehäuse zu verwenden.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe der Erfindung ist die Vereinfachung eines Schutzes und/oder einer Sicherung einer Anschlussverbindung eines elektrischen Kabels an einer Leiterplatte im Gehäuse eines elektrischen Moduls, insbesondere einer Beleuchtungseinrichtung. Der Schutz und die Sicherung der Anschlussverbindung soll dabei möglichst einfach montierbar sein, und ein separates Anschlussgehäuse soll vermieden werden. Überdies ist es die Aufgabe, eine übergroße Menge an Vergussmasse zu verwenden. Ferner ist zu vermeiden, dass die Vergussmasse Teile an oder auf der Leiterplatte umschließt, die nicht umgossen werden dürfen.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Anordnung zum Schutz und/oder zur Sicherung einer Anschlussverbindung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass auf einer ersten Seite der Leiterplatte ein Schutzelement angeordnet ist, das eine Öffnung in der Leiterplatte umrandet, wobei das elektrische Kabel von einer zweiten Seite der Leiterplatte durch die Öffnung geführt ist und innerhalb des Schutzelementes eine Kontaktierung mit der Leiterplatte aufweist, und wobei das Schutzelement einen Aufnahmeraum bildet, der mit einer Vergussmasse gefüllt ist.
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Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung des Schutzelementes zur Bildung der Anordnung zum Schutz und/oder zur Sicherung einer Anschlussverbindung wird der Vorteil erreicht, dass ein definierter Aufnahmeraum gebildet wird, der mit der Vergussmasse gefüllt werden kann. Das Schutzelement wird so auf der Leiterplatte angeordnet, dass das Schutzelement die Öffnung in der Leiterplatte umrandet, durch die das elektrische Kabel, insbesondere ein elektrisches Anschlusskabel für den Betrieb des elektrischen Moduls, hindurchgeführt ist. Durch die Begrenzung des Aufnahmeraums durch das Schutzelement gelangt die Vergussmasse nicht über den Aufnahmeraum hinaus auf die Leiterplatte, und Komponenten auf der Leiterplatte, von denen die Vergussmasse ferngehalten werden muss, gelangen folglich nicht in Kontakt mit der Vergussmasse. Die damit gebildete Anschlussverbindung ist nach dem Aushärten der Vergussmasse gegen Feuchtigkeit, Verunreinigungen und insbesondere gegen mechanische Einwirkungen geschützt, zudem entsteht eine Schutzwirkung der elektrischen Kontaktierung gegen Oxidation.
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Ein besonderer Vorteil bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Schutzelementes entsteht dadurch, dass zunächst die Anschlussverbindung hergestellt werden kann, indem das elektrische Kabel mit der Leiterplatte wenigstens mittelbar kontaktiert wird. Anschließend kann das Schutzelement auf der Leiterplatte angeordnet werden, um nachfolgend den Aufnahmeraum innerhalb des Schutzelementes mit Vergussmasse zu füllen. Durch diese Abfolge zur Bildung der Anordnung zum Schutz und/oder zur Sicherung der Anschlussverbindung muss das elektrische Kabel nicht im begrenzt zugänglichen Aufnahmeraum mit der Leiterplatte kontaktiert werden, da auf einfache Weise das Schutzelemente erst nach der Kontaktierung des elektrischen Kabels mit der Leiterplatte auf dieser angeordnet werden kann.
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Mit weiterem Vorteil sind auf der Leiterplatte Kontaktelemente aufgenommen, die im Aufnahmeraum des Schutzelementes angeordnet sind und mit denen das elektrische Kabel kontaktiert ist. Die Kontaktelemente können beispielsweise zum Verlöten oder zum Vercrimpen der Leiter des elektrischen Kabels ausgebildet sein und über der Oberfläche der Leiterplatte hervorstehen. Wird der Aufnahmeraum mit der Vergussmasse gefüllt, so umschließt die Vergussmasse die Kontaktelemente vorzugsweise vollständig. Insbesondere weist das Schutzelement eine Höhe auf, die größer ist als die Höhe der Kontaktelemente über der Leiterplatte, sodass die Kontaktelemente mit den kontaktierten Leitern des elektrischen Kabels nicht über dem Schutzelement hervorstehen. Wird der Aufnahmeraum des Schutzelementes mit Vergussmasse gefüllt, so sind die Kontaktelemente vollständig mit der Vergussmasse überdeckt.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung ist auf der Leiterplatte wenigstens eine elektrische Sicherung angeordnet, wobei das Schutzelement eine Sicherungskammer aufweist, die die elektrische Sicherung umschließt. Die Sicherungskammer ist durch eine geometrische Ausbildung des Körpers des Schutzelementes so geformt, dass die Sicherungskammer mit der Leiterplatte einen geschlossenen Aufnahmeraum bildet, wenn das Schutzelement auf der Leiterplatte aufgesetzt wird. Die Sicherungskammer ist dabei durch eine Wand im Schutzelement von dem Aufnahmeraum getrennt, sodass die elektrische Sicherung, beispielsweise eine Schmelzsicherung, nicht von der Vergussmasse umschlossen wird, wenn lediglich der Aufnahmeraum mit Vergussmasse aufgefüllt wird. Zugleich ergibt sich dabei der Vorteil, dass durch die Einhausung der elektrischen Sicherung mit der Sicherungskammer des Schutzelementes eine Einwirkung von Feuchtigkeit, Verunreinigungen und sonstigen Einflüssen auf die elektrische Sicherung vermieden wird.
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Mit weiterem Vorteil ist auf der dem Schutzelement gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte ein Kabeleintrittsbereich ausgebildet, der zwischen der Leiterplatte und einem Abschnitt des Gehäuses gebildet ist, wobei die Öffnung den Aufnahmeraum des Schutzelementes mit dem Kabeleintrittsbereich verbindet. Insbesondere dann, wenn Vergussmasse in den Aufnahmeraum des Schutzelementes gefüllt wird, kann die Vergussmasse auch durch die Öffnung in den Kabeleintrittsbereich eintreten, sodass sowohl der Aufnahmeraum als auch der Kabeleintrittsbereich im Wesentlichen vollständig mit Vergussmasse gefüllt werden können.
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Die Vergussmasse durchläuft damit auch die Öffnung in der Leiterplatte. Durch die Anordnung entsteht eine besonders hohe Festigkeit der Anschlussverbindung, insbesondere bildet sich eine Zugentlastung für das elektrische Kabel, da dieses mit der Vergussmasse ebenfalls vergossen ist. Insbesondere kann am elektrischen Kabel ein Zugentlastungsmittel, beispielsweise eine Klammer, ein Kabelbinder oder dergleichen angeordnet sein, und durch das Umgießen des Zugentlastungsmittels mit der Vergussmasse entsteht ein Formschluss, sodass sich eine besonders wirkungsvolle Zugentlastung für das elektrische Kabel ergibt.
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Mit weiterem Vorteil weist das Schutzelement einen Teilungssteg auf, der den Aufnahmeraum durchwandert und diesen in zwei Bereiche teilt, wobei in einem ersten Bereich ein erstes Kontaktelement und in einem zweiten Bereich ein zweites Kontaktelement angeordnet ist. Durch den Teilungssteg wird eine Fehlkontaktierung wirkungsvoll verhindert und es bildet sich eine klare Aufteilung von zwei elektrischen Kontaktbereichen, die beispielsweise unterschiedliche Pole bilden können.
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Die Erfindung richtet sich ferner auf ein Schutzelement für eine Anordnung zum Schutz und/oder zur Sicherung einer Anschlussverbindung eines elektrischen Kabels an eine Leiterplatte im Gehäuse eines elektrischen Moduls, insbesondere einer Beleuchtungseinrichtung, und das Schutzelement weist einen offenen Bodenbereich und einen offenen Dachbereich auf, sodass ein im Schutzelement gebildeter Aufnahmeraum durch eine umlaufende Wandung mit sich gegenüberliegenden offenen Seiten gebildet ist. Dabei müssen der Bodenbereich und/oder der Dachbereich nicht vollständig geöffnet sein, und dann, wenn das Schutzelement auf die Leiterplatte aufgesetzt wird, schließt die Leiterplatte den Bodenbereich des Aufnahmeraums. Der Dachbereich bleibt dabei nach oben offen, von dem aus eine Vergussmasse in den Aufnahmeraum eingefüllt werden kann.
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Mit weiterem Vorteil ist der Körper des Schutzelementes als Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet, und der Körper des Schutzelementes weist beispielsweise Rastmittel auf, mittels der das Schutzelement auf der Leiterplatte selbsthaltend oder wenigstens entsprechend positioniert anordbar ist. Die Rastmittel können beispielsweise als Rastdohme oder Vorsprünge ausgebildet sein, die in Bohrungen oder Vertiefungen in der Leiterplatte eingreifen können.
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Die weiteren Merkmale und insbesondere strukturelle Ausgestaltungen des Schutzelementes, die vorstehend in Zusammenhang mit der Anordnung zum Schutz und/oder zur Sicherung einer Anschlussverbindung beschrieben sind, finden für das hier aufgeführte Schutzelement ebenfalls Berücksichtigung, sodass das Schutzelement diese Merkmale auch unabhängig von der Anordnung aufweisen kann.
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Die Erfindung richtet sich weiterhin auf ein elektrisches Modul, insbesondere eine Beleuchtungseinrichtung, mit einer Anordnung zum Schutz und/oder zur Sicherung einer Anschlussverbindung eines elektrischen Kabels an eine Leiterplatte im Gehäuse des elektrischen Moduls, wobei das elektrische Kabel mit der Leiterplatte wenigstens mittelbar kontaktiert ist, und es ist vorgesehen, auf einer ersten Seite der Leiterplatte ein Schutzelement anzuordnen, dass eine Öffnung in der Leiterplatte umrandet, wobei das elektrische Kabel durch die Öffnung geführt ist und innerhalb des Schutzelementes eine Kontaktierung mit der Leiterplatte aufweist, und wobei das Schutzelement einen Aufnahmeraum umschließt, der mit einer Vergussmasse gefüllt ist. Die weiteren Merkmale und zugehörigen Vorteile, die vorstehend in Zusammenhang mit der Anordnung zum Schutz und/oder zur Sicherung der Anschlussverbindung beschrieben sind, finden auf das elektrische Modul ebenfalls Berücksichtigung, sodass das elektrische Modul die entsprechenden Merkmale der Anordnung ebenfalls aufweisen kann.
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BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Beleuchtungseinrichtung mit einer Anordnung zum Schutz und/oder zur Sicherung einer Anschlussverbindung mit einem Schutzelement, das in nicht montierter Weise fliegend über der Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist,
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2 eine perspektivische Ansicht der Beleuchtungseinrichtung gemäß 1 in einer Schnittdarstellung, wobei das Schutzelement auf der Leiterplatte der Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist,
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3a eine erste perspektivische Ansicht des Schutzelementes und
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3b eine zweite perspektivische Ansicht des Schutzelementes.
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Die 1 und 2 zeigen eine Beleuchtungseinrichtung 1 in einer jeweils perspektivischen Ansicht, und in 1 ist die Beleuchtungseinrichtung 1 mit einer entnommenen Deckelscheibe dargestellt, und in 2 ist zusätzlich zur entnommenen Deckelscheibe die Beleuchtungseinrichtung 1 geschnitten dargestellt. Die Leuchtmittel sind auf der Leiterplatte 11 aufgenommen, jedoch nicht explizit gekennzeichnet.
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Die Beleuchtungseinrichtung 1 weist ein Gehäuse 12 auf, und im Gehäuse 12 ist eine Leiterplatte 11 aufgenommen. Zur Stromversorgung der Beleuchtungseinrichtung 1 ist ein elektrisches Kabel 10 vorgesehen, das an die Leiterplatte 11 herangeführt und mit dieser kontaktiert ist. Die Leiterplatte 11 weist hierfür eine Öffnung 14 auf, durch die das elektrische Kabel 10 hindurchgeführt ist. Auf der Oberseite der Leiterplatte 11 sind Kontaktelemente 16 benachbart zur Öffnung 14 angeordnet, und die Leiter des elektrischen Kabels 10 sind mit den Kontaktelementen 16 kontaktiert.
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In 1 ist in einer schwebenden Anordnung über der Leiterplatte 11 ein Schutzelement 13 gezeigt, das auf der Leiterplatte 11 aufgesetzt und positioniert werden kann, wie in 2 gezeigt.
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Das Schutzelement 13 sitzt so auf der Leiterplatte 11 auf, dass sich die Öffnung 14 und die Kontaktelemente 16 in einem innenliegenden Aufnahmeraum 15 des Schutzelementes 13 befinden. Unterhalb der Öffnung 14 erstreckt sich ein Kabeleintrittsbereich 19, und der Kabeleintrittsbereich 19 ist oberseitig begrenzt mit der Leiterplatte 11 und unterseitig ist der Kabeleintrittsbereich 19 von einem umschließenden Abschnitt 12a des Gehäuses 12 begrenzt. Wird der Aufnahmeraum 15 des Schutzelementes 13 mit einer Vergussmasse aufgefüllt, gelangt die Vergussmasse auch durch die Öffnung 14 in den Kabeleintrittsbereich 19 und füllt diesen aus. Dadurch umschließt die Vergussmasse auch das elektrische Kabel 10, sodass das elektrische Kabel 10 und vorteilhafterweise auch ein Zugentlastungsmittel 22, beispielhaft dargestellt als Kabelbinder, mit der Vergussmasse umschlossen wird. Dadurch entsteht eine besonders vorteilhafte Zugentlastung des Kabels 10.
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Ein weiterer Abschnitt des Schutzelementes 13, der sich benachbart zum Aufnahmeraum 15 erstreckt und außerhalb der den Aufnahmeraum umschließenden Wandung 13a des Schutzelementes 13 ausgebildet ist, bildet eine Sicherungskammer 18. Eine auf der Leiterplatte 11 angeordnete elektrische Sicherung 17 befindet sich dabei innerhalb der Sicherungskammer 18 und ist vor Feuchtigkeit, Verunreinigungen und mechanischen Einwirkungen geschützt. Durch die Trennung des Aufnahmeraums 15 zur Aufnahme der Vergussmasse und der Sicherungskammer 18 zur Anordnung der Sicherung 17 wird sichergestellt, dass auch bei einem Vergießen des elektrischen Kabels 10 die Sicherungskammer 18 mit Luft gefüllt bleibt, was zum sicheren Betrieb der elektrischen Sicherung 17, beispielsweise ausgeführt als Schmelzsicherung, erforderlich ist.
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Die 3a und 3b zeigen von einer Oberseite und von einer Unterseite das Schutzelement 13, das im Wesentlichen ausgebildet ist aus einer Wandung 13a des Schutzelementes 13, die einen Aufnahmeraum 15 umschließt. Ein Teilungssteg 20 erstreckt sich diametral durch den Aufnahmeraum 15 und kann beispielsweise zwei Pole des Kabels 10 voneinander trennen, sodass zwei Seitenbereiche des Aufnahmeraums 15 gebildet werden, in denen die Kontaktelemente 16 aufnehmbar sind.
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Die Unterseite des Schutzelementes 13 zeigt Rastmittel 21, mit denen das Schutzelement 13 auf der Leiterplatte 11 positioniert werden kann. Weiterhin ist die Sicherungskammer 18 von der Unterseite sichtbar, die eine Einhausung der elektrischen Sicherung 17 auf der Leiterplatte 11 ermöglicht. Insbesondere dann, wenn das Schutzelement 13 mit der Unterseite auf der Leiterplatte 11 aufsitzt, wird die elektrische Sicherung 17 im Wesentlichen dicht abgeschlossen von der Sicherungskammer 18.
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Das Schutzelement 13 ist vorzugsweise als Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet und damit elektrisch nicht leitend. Die umlaufende Wandung 13a des Schutzelementes 13 weist eine im Wesentlichen Unterseite auf, mit der das Schutzelement 13 auf der Oberfläche der Leiterplatte 11 im Wesentlichen plan aufsitzen kann.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen miteinander erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Beleuchtungseinrichtung
- 10
- elektrisches Kabel
- 11
- Leiterplatte
- 12
- Gehäuse
- 12a
- Abschnitt des Gehäuses
- 13
- Schutzelement
- 13a
- Wandung des Schutzelementes
- 14
- Öffnung
- 15
- Aufnahmeraum
- 16
- Kontaktelement
- 17
- elektrische Sicherung
- 18
- Sicherungskammer
- 19
- Kabeleintrittsbereich
- 20
- Teilungssteg
- 21
- Rastmittel
- 22
- Zugentlastungsmittel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011000736 A1 [0002]
