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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Ultraschallsignals, gemäß Patentanspruch 1.
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STAND DER TECHNIK
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Aus der
DE 10 2010 028 829 A1 ist bekannt, dass die Aussendung eines Ultraschallsignals in den Freiraum durch eine Frequenzrampe erfolgen kann. Die Frequenzrampe wird in einem bestimmten Frequenzbereich mit einer Startfrequenz und einer Stoppfrequenz ausgesendet. Als nachteilig hat sich jedoch herausgestellt, dass das ausgesendete Ultraschallsignal informationsfrei ausgesendet wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ultraschallsignal bereitzustellen, welches wenigstens eine Information trägt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zur Erzeugung eines Ultraschallsignals gemäß des Patentanspruchs 1 sowie ein System zur Fernaktivierung wenigstens einer Funktion einer Empfangsvorrichtung gemäß des Patentanspruchs 4 vorgeschlagen. In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung aufgeführt. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils für sich oder in Kombination erfindungswesentlich sein. Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, gelten dabei selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System und umgekehrt.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das Ultraschallsignal in mehrere Zeitfenster unterteilt wird und jedes Zeitfenster ein Ultraschallteilsignal aufweist. Jedes Ultraschallteilsignal weist eine Anfangsfrequenz und eine Endfrequenz auf. Das Ultraschallteilsignal wird dabei im Wesentlichen linear von der Anfangsfrequenz bis zur Endfrequenz durchfahren. Dadurch weist das Ultraschallteilsignal eine Neigung auf. Für angrenzende Zeitfenster von Ultraschallteilsignal wird jeweils eine unterschiedliche Neigung gewählt. Zudem wird die Anfangsfrequenz des folgenden angrenzenden Zeitfensters gleich der Endfrequenz des vorhergehenden Zeitfensters gewählt. Dadurch ist eine charakteristische Kurve des Ultraschallsignals ausgebildet. Das Ultraschallsignal weist demnach eine Kurve auf, wobei die Form, d. h. die Charakteristik der Kurve, eindeutig einer Information zugeordnet werden kann. Damit können verschiedene eindeutige charakteristische Formen des Ultraschallsignals erzeugt werden. Durch die Aufteilung des gesamten Ultraschallsignals in Zeitfenstern, kann pro Zeitfenster ein Ultraschallteilsignal mit einer unterschiedlichen Neigung gewählt werden. Angrenzende Zeitfenster weisen demnach Ultraschallteilsignale auf, die eine unterschiedliche Neigung aufweisen. Die charakteristische Kurve des Ultraschallsignals kann einer bestimmten Information zugeordnet werden. Das Ultraschallsignal kann über eine Ultraschallvorrichtung ausgesendet werden, die gleichzeitig als Sende- und Empfangseinheit dienen kann. So kann die Eindeutigkeit der charakteristischen Kurve z. B. eine Information über die Ultraschallvorrichtung wiedergeben. Die charakteristische Kurve gleicht dementsprechend einem Profil eines Schlüssels, wobei das Profil eines Schlüssels eindeutig ist.
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Es ist vorteilhaft, dass das Zeitfenster in einem Bereich von 0,5 ms bis 2 ms liegt. Die Aussendung eines Ultraschallteilsignals in diesem Zeitbereich reicht dabei aus, damit ein Empfänger des Ultraschallteilsignals die Neigung des Ultraschallteilsignals eindeutig bestimmen kann. Die Vergrößerung des Zeitfensters auf über 2 ms ist dabei auch denkbar, so dass die Bestimmung der Neigung des Ultraschallteilsignals durch den Empfänger sicher und eindeutig bestimmbar ist. Generell gilt dabei, dass je größer das Zeitfenster für die Ultraschallteilsignale gewählt wird, desto länger wird das gesamte Ultraschallsignal, wobei die Zeit zur Ausbildung einer charakteristischen Kurve des Ultraschallsignals zunimmt. Je kleiner das Zeitfenster gewählt wird, desto kürzer ist die Zeit zur Ausbildung einer charakteristischen Kurve des Ultraschallsignals.
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Besonders vorteilhaft ist es, durch die charakteristische Kurve des Ultraschallsignals wenigstens eine Information übertragen wird. Dabei kann durch die Neigung des Ultraschallteilsignals die Information übertragen werden. Das Ultraschallteilsignal kann dabei eine positive oder negative Neigung aufweisen. Bei einer positiven Steigung ist die Anfangsfrequenz des Ultraschallteilsignals kleiner ist als die Endfrequenz. Bei einer negativen Steigung ist die Anfangsfrequenz des Ultraschallteilsignals größer als die Endfrequenz. Auch wird die Steigung maßgeblich von dem Zeitfenster bestimmt. Je kleiner das Zeitfenster desto größer ist die Neigung des Ultraschallteilsignals. Jeder Neigung kann ein Wert zugewiesen werden. Der Wert kann dementsprechend über die Neigung des Ultraschallteilsignals übertragen werden. Somit können über die charakteristische Kurve mehrere Werte übertragen werden. An der Stelle, wo die Endfrequenz eines Ultraschallteilsignals eines Zeitfensters auf die Anfangsfrequenz eines Ultraschallteilsignals eines folgenden Zeitfensters trifft kann ein Frequenzpunkt markiert werden. Dabei kann die charakteristische Kurve mehrere Frequenzpunkte aufweisen. Jeder Frequenzpunkt kann auf einer anderen Frequenz liegen. In einem Koordinatensystem können dann die Frequenzpunkte über die Zeit auf einer Abszisse und über die Frequenz auf einer Ordinate ausgelesen werden. Jedem Frequenzpunkt kann ein Wert zugeordnet werden. Damit können über die Neigung und/oder den Frequenzpunkt Informationen übertragen werden.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Anfangsfrequenz und/oder Endfrequenz in einem Bereich von 16 kHz bis 60 kHz liegt. Dazu eignen sich besonders dynamische und elektrostatische Lautsprecher, insbesondere ein Piezolautsprecher. Dabei können Membranen zum Einsatz kommen, wobei dadurch ein verbessertes Übertragungsverhalten erzeugt werden kann. Dementsprechend sind Ultraschallsignale über Piezolautsprecher erzeugbar, wobei die Piezolautsprecher kostengünstig herstellbar sind. Vorteilhafterweise können Ultraschallsignale ab einer Frequenz von 16 kHz von einem menschlichen Ohr wahrgenommen werden. Weiterhin ist der Vorteil von Ultraschallsignalen ab einer Frequenz von 16 kHz bis 60 kHz, dass eine Schallabsorption wesentlich geringer ist, als bei einer Aussendung von höheren Frequenzen.
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Es kann ferner vorteilhaft sein, dass die charakteristische Kurve des Ultraschallsignals von einer an einem Kraftfahrzeug angeordneten Ultraschallvorrichtung gesendet wird. Damit kann eine bereits vorhandene Ultraschallvorrichtung eines Kraftfahrzeugs genutzt werden. Diese Ultraschallvorrichtung des Kraftfahrzeugs könnte in einer am Kraftfahrzeug angeordneten PDC-Vorrichtung (Park Distance Control) sein. Vorteilhafterweise kann dadurch eine bereits vorhandene Ultraschallvorrichtung mit einer doppelten Funktion belegt werden. Dies kann zum einen in der Aussendung von einfachen Ultraschallsignalen zur Ermittlung einer Entfernung von Objekten in einem Freiraum bestehen oder der Nutzung von charakteristischen Ultraschallsignalen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren. Ein zusätzlicher Aufwand bei der Anordnung einer zweiten Ultraschallvorrichtung an einem Kraftfahrzeug kann dadurch unterbleiben. Das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei auf einem Steuergerät implementiert sein, das auch die PDC-Vorrichtung steuert. Damit kann ein computergesteuertes Programmprodukt, welches auf dem Steuergerät implementiert ist, zur Ausführung des Verfahrens dienen. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls durch ein System zur Fernaktivierung wenigstens einer Funktion einer Empfangsvorrichtung gelöst. Dabei ist ein Ultraschallsignal durch eine fahrzeugseitige Ultraschallvorrichtung eines Kraftfahrzeugs sendbar. Das Ultraschallsignal ist von der Empfangsvorrichtung empfangbar. An der Empfangsvorrichtung ist eine Rechnereinheit angeordnet, durch die das Ultraschallsignal auswertbar ist. Bei einer positiven Auswertung des Ultraschallsignals ist die Funktion der Empfangsvorrichtung ausführbar. An der Empfangsvorrichtung können verschiedene elektrische oder elektromechanische Komponenten angeordnet sein. So kann an der Empfangsvorrichtung z. B. ein Elektromotor angeordnet sein, der durch die Empfangsvorrichtung steuerbar ist. Die Auswertung des Ultraschallsignals kann dabei durch eine angeordnete Rechnereinheit an der Empfangsvorrichtung erfolgen. Die Ultraschallvorrichtung kann dabei zur Aussendung des Ultraschallsignals zur Fernaktivierung wenigstens einer Funktion der Empfangsvorrichtung ausgesendet werden und/oder zur Aussendung von Ultraschallsignalen zur Bestimmung von Entfernungen von Objekten in einem Freiraum. Damit das Ultraschallsignal zur Fernaktivierung wenigstens einer Funktion der Empfangsvorrichtung nutzbar ist, kann es eine charakteristische Kurve aufweisen, wobei die charakteristische Kurve nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1 erzeugt werden kann. Dadurch kann es ermöglicht werden, dass die Empfangsvorrichtung eindeutig zwischen Ultraschallsignalen zur Bestimmung von Entfernungen oder zur Fernaktivierung einer Funktion unterscheiden kann.
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Optional ist es denkbar, dass die Empfangsvorrichtung eine Sendevorrichtung aufweist, wobei bei einer positiven Auswertung des Ultraschallsignals als Funktion eine Aussendung eines zweiten Signals durch die Sendevorrichtung erfolgt. Durch das zweite Signal können Informationen übertragen werden. Für die Übertragung der Informationen kann das zweite Signal als Funksignal ausgestaltet sein. Auf diesem Funksignal können Informationen aufmoduliert werden. Hier können verschiedene Modulationsarten zum Einsatz kommen. Eine Frequenzmodulation ist dabei gegenüber einer Amplitudenmodulation gegenüber Störungen unempfindlicher. Die Empfangsvorrichtung und die Sendevorrichtung können in einem Modul ausgeführt sein. Die Sendevorrichtung und die Empfangsvorrichtung, d. h. das Modul aus Sendevorrichtung und Empfangsvorrichtung können vorteilhafterweise mit einer Rechnereinheit verbunden sein.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Sendevorrichtung eine zweite Ultraschallvorrichtung oder eine Ultrahochfrequenzvorrichtung ist. Mit der Ultraschallvorrichtung kann das zweite Signal als zweites Ultraschallsignal ausgesendet werden. Das zweite Ultraschallsignal kann mit einer charakteristischen Kurve gemäß dem Patentanspruch 1 übertragen werden. Durch die Ultrahochfrequenzvorrichtung können höhere Informationsdichten übertragen werden. Hier kann ein Trägersignal in einem Bereich von 890 MHz bis 915 MHz zum Einsatz kommen. Auf dieser Trägerfrequenz können die Informationen aufmoduliert werden. Die Sendevorrichtung kann dabei stationär an einem Gehäuse angeordnet sein, wobei das Gehäuse als z. B. Werbetafel ausgestaltet sein kann. Die Sendevorrichtung kann dann über das zweite Signal aktuelle Werbeangebote aussenden. Auch kann die Sendevorrichtung an einer Ampel angeordnet sein, so dass über das zweite Signal aktuelle Informationen über einen Verkehrsfluss über eine Länge einer Rotphase durch das zweite Signal informiert werden kann.
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Zudem ist es vorteilhaft, dass die Sendevorrichtung an einem zweiten Kraftfahrzeug angeordnet ist. Dadurch können Informationen zwischen dem Kraftfahrzeug und dem zweiten Kraftfahrzeug ausgetauscht werden. So können Informationen über eine aktuelle Geschwindigkeit oder auch Nutzerprofile ausgetauscht werden. Damit kann jeglicher Art von Information zwischen den Kraftfahrzeugen ausgetauscht werden. Auch kann die aktuelle Geschwindigkeit des zweiten Fahrzeugs an das Fahrzeug übermittelt werden, so dass ein Nutzer des Kraftfahrzeugs entscheiden kann, ob ein z. B. Überholmanöver sicher durchgeführt werden kann. Auch im Falle, dass ein vorausfahrendes zweites Kraftfahrzeug eine starke Bremsung vollzieht, kann dies dem dahinterfahrenden Kraftfahrzeug durch die Ultraschallvorrichtung mit einem zweiten Signal mitgeteilt werden.
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Weiterhin ist es denkbar, dass die Empfangsvorrichtung ein Gateway aufweist, wobei durch das Gateway ein Gatewaysignal an eine Auslösevorrichtung übermittelbar ist. Die Empfangsvorrichtung kann dabei ein Ultraschallsignal mit einer besonderen Kennung, z. B. über eine charakteristische Kurve, welche über ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 erzeugbar ist, auswerte. Die Auswertung kann dabei über eine Rechnereinheit erfolgen. Die Empfangsvorrichtung, das Gateway und die Rechnereinheit können dabei in einem Modul ausgeführt sein. Das Ultraschallsignal kann dabei eine Information tragen, wobei eine bestimmte Funktion des Gateways ausgeführt werden kann. Diese Funktion kann in einer Übermittlung des Gatewaysignals an die Auslösevorrichtung bestehen. So kann die Auslösevorrichtung z. B. eine Leuchte aufweisen, die über das Gatewaysignal steuerbar ist. Das Gatewaysignal kann dabei an die Auslösevorrichtung kabelgebunden oder drahtlos erfolgen. Weiterhin ist es denkbar, dass an der Auslösevorrichtung elektrische Komponenten, wie z. B. Elektromotoren oder Alarmsirenen angeordnet sind.
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Es ist vorteilhaft, dass die Auslösevorrichtung einen Türöffner aufweist, insbesondere einen Garagentüröffner aufweist. Da das Ultraschallsignal von einem Kraftfahrzeug aussendbar ist, kann über das Kraftfahrzeug eine Entriegelung einer Tür erfolgen. Dabei ist es denkbar, dass gleichzeitig eine Öffnung der Tür durch den Türöffner erfolgt. Der Türöffner, der insbesondere als Garagentüröffner ausgebildet sein kann, kann dabei einen Elektromotor aufweisen. Dieser Elektromotor kann über eine Mechanik dann die Tür öffnen.
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Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmalen jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer charakteristischen Kurve,
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2 eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Systems mit einem Kraftfahrzeug und einem stationären Element,
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3 eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Systems mit zwei Kraftfahrzeugen und
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4 eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Systems mit einem Kraftfahrzeug und einem Gateway.
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In 1 ist eine schematische Ansicht einer charakteristischen Kurve eines Ultraschallsignals 10 dargestellt. Das Ultraschallsignal 10 ist dabei in mehreren Zeitfenstern 12 und 12‘ aufgeteilt. Zum Zeitpunkt t = 0 wird von einer Anfangsfrequenz 16 ein Ultraschallteilsignal mit einer Neigung 14 bis zu einer Endfrequenz 18 durchfahren. Dabei kann die Anfangsfrequenz von der Endfrequenz unterschiedlich ausgewählt sein. In einem folgenden angrenzenden Zeitfenster 12‘ folgt die Durchfahrung eines weiteren Ultraschallteilsignals, wobei die Anfangsfrequenz des weiteren Ultraschallteilsignals 16 gleich der Endfrequenz des vorhergehenden Ultraschallteilsignals 18 in dem Zeitfenster 12 ist. Das weitere Ultraschallteilsignal wird bis zu einer Endfrequenz 18 durchfahren, wobei eine Neigung 14‘ ausgebildet ist. Die Neigung 14 und die Neigung 14‘ sind dabei unterschiedlich gewählt. An dem weiteren Zeitfenster 12‘ können weitere beliebige Zeitfenster 12 und 12‘ angeordnet werden, wodurch sich eine charakteristische Kurve des Ultraschallteilsignals 10 erzeugen lässt.
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In 2 ist schematisch das erfindungsgemäße System mit einem Kraftfahrzeug 20 und einer Empfangsvorrichtung 24, welche an einer stationären 23 angeordnet ist, dargestellt. Das Kraftfahrzeug 20 weist eine fahrzeugseitige Ultraschallvorrichtung 22 auf. Über die fahrzeugseitige Ultraschallvorrichtung 22 kann ein Ultraschallsignal 10 ausgesendet werden. Das Ultraschallsignal 10 kann von der Empfangsvorrichtung 24 empfangen werden. An der Empfangsvorrichtung 24 ist eine Rechnereinheit 26 angeordnet, welche das Ultraschallsignal 10 auswerten kann. Das Ultraschallsignal 10 kann gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Patentanspruch 1 eine charakteristische Kurve aufweisen. Diese charakteristische Kurve des Ultraschallsignals 10 kann von der Empfangsvorrichtung 24 empfangen werden und durch eine Rechnereinheit 26 ausgewertet werden. Durch die Auswertung kann dann durch eine Sendevorrichtung 28, welche an die Empfangsvorrichtung 24 und die Rechenreinheit 26 angeordnet ist, ein zweites Signal 30 ausgesendet werden. Das zweite Signal 30 kann dabei verschiedene Informationen tragen. Die Sendevorrichtung 28 kann eine Ultraschallvorrichtung oder eine Ultrahochfrequenzvorrichtung sein. Das zweite Signal kann dementsprechend ein Ultraschallsignal sein, welches durch die fahrzeugseitige Ultraschallvorrichtung 22 empfangbar ist.
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In 3 ist schematisch das erfindungsgemäße System mit einem ersten Kraftfahrzeug 20 und einem zweiten Kraftfahrzeug 21 dargestellt. Das erste Kraftfahrzeug 20 weist eine fahrzeugseitige Ultraschallvorrichtung 22 auf. Durch die fahrzeugseitige Ultraschallvorrichtung 22 kann ein Ultraschallsignal 10 ausgesendet werden. Das Ultraschallsignal 10 kann dabei über eine Empfangsvorrichtung 24, welche an dem zweiten Kraftfahrzeug 21 angeordnet ist, empfangen werden. An der Empfangsvorrichtung 24 ist eine Sendevorrichtung 28 und eine Rechnereinheit 26 verbunden. Durch die Rechnereinheit 26 kann das Ultraschallsignal 10 ausgewertet werden. Insbesondere kann das Ultraschallsignal eine charakteristische Kurve gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren aufweisen. Durch die Sendevorrichtung 18 kann ein zweites Signal durch das zweite Kraftfahrzeug 21 ausgesendet werden. Die Sendevorrichtung 18 kann dabei eine Ultraschallvorrichtung oder eine Ultrahochfrequenzvorrichtung sein. Im Falle, dass die Sendevorrichtung 18 eine Ultraschallvorrichtung ist, kann das zweite Signal ein Ultraschallsignal sein. Dieses Ultraschallsignal kann dabei ebenfalls eine charakteristische Kurve aufweisen. Die fahrzeugseitige Ultraschallvorrichtung 22 kann dabei das zweite Signal 30 empfangen und auswerten.
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In 4 ist das erfindungsgemäße System mit einem Kraftfahrzeug 20 und einem Gateway 32 dargestellt. An dem Gateway 34 ist eine Empfangsvorrichtung 24 angeordnet. Das Kraftfahrzeug kann über eine fahrzeugseitige Ultraschallvorrichtung 22 ein Ultraschallsignal 10 aussenden. Durch die Empfangsvorrichtung 24 ist das Ultraschallsignal 10 empfangbar. Das empfangene Ultraschallsignal 10 kann durch das Gateway 34 ausgewertet werden. Durch das Gateway 34 kann ein Gatewaysignal 36 oder 36‘ an eine Auslösevorrichtung 38 übermittelt werden. Die Übermittlung des Gatewaysignals hängt von der übermittelten Information durch das Ultraschallsignal 10 ab. Das Ultraschallsignal 10 kann dabei die Information tragen, dass die Auslösevorrichtung betätigt wird. In diesem Fall sendet das Gateway 34 ein Gatewaysignal 36 kabelgebunden an die Auslösevorrichtung 38. Die Übermittlung von dem Gateway 34 an die Auslösevorrichtung 38 kann über ein Gatewaysignal 36‘ erfolgen, welches drahtlos zu der Auslösevorrichtung 38 übermittelbar ist. Die Auslösevorrichtung kann einen Türöffner aufweisen, der an einer Garage angeordnet sein kann. Der Türöffner kann dabei ein Schloss entriegeln. Zudem kann über den Türöffner nicht nur das Schloss entriegelt werden, sondern auch eine Öffnung, z. B. einer Garagentür erfolgen. Damit kann eine in einem Kraftfahrzeug 20 eingebaute Ultraschallvorrichtung wirkungsvoll zur Öffnung z. B. der Garagentür genutzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010028829 A1 [0002]
