EP2480760A2 - Reibrohranker - Google Patents

Reibrohranker

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EP2480760A2
EP2480760A2 EP10744652A EP10744652A EP2480760A2 EP 2480760 A2 EP2480760 A2 EP 2480760A2 EP 10744652 A EP10744652 A EP 10744652A EP 10744652 A EP10744652 A EP 10744652A EP 2480760 A2 EP2480760 A2 EP 2480760A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
tube
outer part
radius
inner part
anchor according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10744652A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Hosp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Epiroc Drilling Tools AB
Original Assignee
Atlas Copco Mai GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Atlas Copco Mai GmbH filed Critical Atlas Copco Mai GmbH
Publication of EP2480760A2 publication Critical patent/EP2480760A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
    • E21D21/0026—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts
    • E21D21/004—Bolts held in the borehole by friction all along their length, without additional fixing means
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D20/00—Setting anchoring-bolts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
    • E21D21/0026—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts
    • E21D21/0073—Anchoring-bolts having an inflatable sleeve, e.g. hollow sleeve expanded by a fluid

Definitions

  • the invention relates to a friction tube anchor having the features of the introductory part of claim 1.
  • Such Reibrohranker brand name of Atlas Copco "Swellex" are known.
  • the known friction tube anchors are rock anchors having a longitudinally inwardly folded tube which is inserted into a wellbore and expanded by increasing the pressure inside the folded tube so that the outer surface of the tube abuts the inner surface of the wellbore and thus fixes the anchor in the borehole (positive fit).
  • the known Reibrohranker have a cross-sectional shape, which is shown in Fig. 1.
  • the inwardly folded part of the tube has a shape that is substantially concentric with the (circular) shape of the outer part of the tube.
  • an undercut due to the narrow gap at the beginning (root) of the inwardly folded part of the tube and the extension of the inwardly folded part an undercut. This undercut is problematic in several ways.
  • the invention has for its object to propose an improved cross-sectional shape for Reibrohranker, which has advantages over the known Reibrohrankern.
  • Fig. 1 shows the cross-sectional shape of a known Reibrohrankers (not expanded state)
  • Fig. 2 shows the cross-sectional shape of a Reibrohrankers invention (not expanded state).
  • the tube 1 shown in Fig. 1 in the unexpanded state of a known Reibrohrankers is a tube 1, which is produced by roll forming and which has a longitudinal weld 13.
  • the outer part 3 of the tube 1 is formed in cross-section substantially circular.
  • the inwardly folded, inner part 5 of the tube 1 is formed in cross-section substantially circular and approximately concentric with the outer part 3.
  • the weld 13 of the mouth 7 (gap) of the inwardly folded part 5 is diametrically opposite.
  • the tube 1 shown in FIG. 2 for inventive Reibrohranker has a different from the cross-sectional shape of FIG. 1 cross-sectional shape of the inwardly folded part 5 on the one hand and the position of the longitudinal weld 13 on the other.
  • the inwardly folded part 5 is no longer formed as in the known tube 1 is substantially concentric with the outer part 3 of the tube 1, but deviates from this shape to the center, ie to the plane of symmetry 11 of the tube 1 out.
  • lateral regions 9 of the inwardly folded part 5 subsequent to the mouth 7, which may also be wider than in the known tube 1, less strongly concave, lateral regions 9 of the inwardly folded part 5.
  • areas of the inner part, the in the known tube (Fig. 1) have undercuts, not present.
  • the shape of the inwardly folded part 5 in the transition regions 4 from the outer part 3 of the tube 1 in the inner part 5 results in larger radii of curvature (R3).
  • the weld 13 is laterally offset from the plane of symmetry 11 of the cross-sectional shape of the tube 1, so that the weld 13 is no longer located where the inner part 5 rests against the outer part 3 of the tube 1.
  • the radius R1 of the lateral wall portions 9 of the inwardly folded portion 5 of the tube 1 is greater than the radius R2 of the outer part 3 of the tube 1.
  • the radius of curvature R1 of the lateral wall portions 9 of the inner Part 5 of the tube 1 in the range between at least 250% and 350%, in particular at least 280%, of the radius R2 of the outer part 3 of the tube 1 amount.
  • the largest distance A of the inner sides 19 of the lateral wall portions 9 of the inner part of each other at most equal to 120% to 160% of the width B of the mouth or the gap 7.
  • the largest distance A of the inner sides of the 19th at most equal to 140% of the width B of the gap 7.
  • the radius of curvature R3 in the transition regions 4 from the outer part 3 in the inner part 5 of the tube 1 is greater than in the known tube (Fig. 1).
  • the radius R3 of the curvature of the wall of the tube 1 in the region 4 of the gap 7, where the outer part 3 merges into the inner part 5 of the tube 1 at least equal to 20% to 40%, preferably at least equal to 30%, the radius R2 of the outer part 3 of the tube first
  • the radius R4 in the region of the bottom 15 of the inner part 5 of the tube 1 at least equal to 15% to 35%, preferably at least equal to 25% of the radius R2 of the outer part 3 of Tube 1 is.
  • the distance A of the inner surfaces 19 of the lateral wall portions 9 of the inner portion 5 from each other 9 mm and the mouth 7 has a width of 6.5 ⁇ 0.5 mm.
  • the radius R2 of the outer part 3 of the tube 1 is 14 mm in the exemplary embodiment.
  • the radius R1, with which the lateral wall parts 9 of the inner part 5 are curved, is 39 mm in the example.
  • the radius with which the transition regions 4 are curved from the outer part 3 into the inner part 5, that is, the areas on both sides of the mouth 7 and the gap 7 is in the embodiment 4 ⁇ 0.5 mm.
  • the inner part 5 of the tube 1 in the bottom region 15 can be curved with a radius R4 of 3.5 mm.
  • a tube 1 of a Reibrohrankers has an outer part 3 and an inwardly folded inner part 5 and extending in the longitudinal direction of the tube 1 gap 7, where the outer part 3 merges into the inner part 5 of the tube 1.
  • the lateral wall portions 9 of the inner part 5 are formed flat and have a shape in which the free space between the outer part 3 and the inner part 5 is substantially lenticular as in known tubes.
  • the bottom 15 of the inner part 5 abuts the outer part 3 of the tube 1 and the weld 13 is laterally offset relative to the plane of symmetry 11 as the area where the bottom 15 abuts the outer part 3 of the tube 1.
  • the radii of curvature R3 in the region of the transitions 4 from the outer part 3 of the tube 1 in the inner part 5 of the tube 1 are larger than in known tubes of this type.

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Abstract

Ein Rohr (1 ) eines Reibrohrankers besitzt einen äußeren Teil (3) und einen nach innen gefalteten inneren Teil (5) und einen in Längsrichtung des Rohres (1) verlaufenden Spalt (7), wo der äußere Teil (3) in den inneren Teil (5) des Rohres (1) übergeht. Die seitlichen Wandbereiche (9) des inneren Teils (5) sind flach ausgebildet und haben eine Formgebung, bei welcher der Freiraum zwischen dem äußeren Teil (3) und dem inneren Teil (5) wie bei bekannten Rohren im Wesentlichen linsenförmig ist. Überdies liegt der Boden (15) des inneren Teils (5) am äußeren Teil (3) des Rohres (1) an und die Schweißnaht (13) ist gegenüber der Symmetrieebene (11) als dem Bereich, wo der Boden (15) am äußeren Teil (3) des Rohres (1) anliegt, seitlich versetzt angeordnet. Schließlich sind die Krümmungsradien (R3) im Bereich der Übergänge (4) vom äußeren Teil (3) des Rohres (1) in den inneren Teil (5) des Rohres (1) größer als bei bekannten Rohren dieser Gattung ausgebildet.

Description

Reibrohranker
Die Erfindung betrifft einen Reibrohranker mit den Merkmalen des einleitenden Teils von Anspruch 1.
Derartige Reibrohranker (Markenbezeichnung der Atlas Copco "Swellex") sind bekannt. Beispielsweise kann auf die US 4,459,067 A, WO 2005/073510 A, WO 2005/119009 A, WO 2006/066288 A und WO 2008/019409 A verwiesen werden. Die bekannten Reibrohranker sind Gebirgsanker (Felsanker), die ein in Längsrichtung nach innen gefaltetes Rohr aufweisen, das in ein Bohrloch eingebracht und durch Erhöhen des Druckes im Inneren des gefalteten Rohres aufgeweitet wird, so dass sich die Außenfläche des Rohres an die Innenfläche des Bohrloches anlegt und den Anker so (formschlüssig) im Bohrloch festlegt.
Die bekannten Reibrohranker haben eine Querschnittsform, die in Fig. 1 wiedergegeben ist. Bei dieser bekannten Querschnittsform hat der nach innen gefaltete Teil des Rohres eine Form, die im Wesentlichen konzentrisch zur (kreisförmigen) Form des äußeren Teils des Rohres ist. Des Weiteren ergibt sich durch den schmalen Spalt am Beginn (Wurzel) des nach innen gefalteten Teils des Rohres und der Erweiterung des nach innen gefalteten Teils eine Hinterschneidung. Diese Hinterschneidung ist in mehrfacher Hinsicht problematisch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Querschnittsform für Reibrohranker vorzuschlagen, die gegenüber den bekannten Reibrohrankern Vorteile besitzt.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einem Reibrohranker der die Merkmale von Anspruch 1 aufweist. Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Da bei dem erfindungsgemäßen Reibrohranker eine Querschnittsform gewählt ist, bei welcher der nach innen geformte Teil des Rohres nicht konzentrisch zum äußeren Teil des Rohres verläuft, sondern von dieser konzentrischen Form nach innen abweicht, ergibt sich eine flachere Formgebung der Seitenbereiche des nach innen gefalteten Teils des Rohres. So sind hinterschnittene Bereiche vermieden und es ergeben sich vorteilhafte, neue Eigenschaften des erfindungsgemäßen Reibrohrankers. Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles. Es zeigt:
Fig. 1 die Querschnittsform eines bekannten Reibrohrankers (nicht aufgeweiteter Zustand) und
Fig. 2 die Querschnittsform eines erfindungsgemäßen Reibrohrankers (nicht aufgeweiteter Zustand).
Das in Fig. 1 im nicht ausgeweiteten Zustand gezeigte Rohr 1 eines bekannten Reibrohrankers ist ein Rohr 1 , das durch Rollformen hergestellt ist und das eine Längsschweißnaht 13 besitzt. Der äußere Teil 3 des Rohres 1 ist im Querschnitt im Wesentlichen kreisrund ausgebildet. Auch der nach innen gefaltete, innere Teil 5 des Rohres 1 ist im Querschnitt im Wesentlichen kreisrund und annähernd konzentrisch zum äußeren Teil 3 ausgebildet. Dabei liegt die Schweißnaht 13 der Mündung 7 (Spalt) des nach innen gefalteten Teils 5 diametral gegenüber.
Durch die in Fig. 1 gezeigte und zuvor beschriebene Form des Querschnittes des Rohres 1 von bekannten Reibrohrankern, den dieses im nicht aufgeweiteten, also in dem Zustand hat, in den es in ein Bohrloch eingeführt wird, bevor es aufgeweitet wird, ergeben sich im Anschluss an die Mündung 7 hinterschnittene Bereiche des nach innen gefalteten Teils 5. Diese hinterschnittenen Bereiche haben sich als problematisch erwiesen.
Das in Fig. 2 gezeigte Rohr 1 für erfindungsgemäße Reibrohranker besitzt eine von der Querschnittsform der Fig. 1 abweichende Querschnittsform des nach innen gefalteten Teils 5 einerseits und der Lage der Längsschweißnaht 13 andererseits.
Der nach innen gefaltete Teil 5 ist nicht mehr so wie bei dem bekannten Rohr 1 im Wesentlichen konzentrisch zu dem äußeren Teil 3 des Rohres 1 ausgebildet, sondern weicht von dieser Form zur Mitte, also zur Symmetrieebene 11 des Rohres 1 hin, ab. Dadurch ergeben sich im Anschluss an die Mündung 7, die auch breiter als bei dem bekannten Rohr 1 ausgebildet sein kann, weniger stark konkav gekrümmte, seitliche Bereiche 9 des nach innen gefalteten Teils 5. Dies hat zur Folge, dass Bereiche des inneren Teils, die beim bekannten Rohr (Fig. 1 ) Hinterschneidungen aufweisen, nicht vorliegen. Zusätzlich ergibt die Form des nach innen gefalteten Teils 5 in den Übergangsbereichen 4 vom äußeren Teil 3 des Rohres 1 in den inneren Teil 5 größere Krümmungsradien (R3).
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Rohr 1 des erfindungsgemäßen Reibrohrankers liegt der Boden 15 des inneren Teils 5, also der Bereich, der der Mündung 7 (Spalt) des nach innen gefalteten Teils 5 gegenüberliegt, von innen her an der Innenfläche 17 des äußeren Teils 3 an.
Überdies ist die Schweißnaht 13 zur Symmetrieebene 11 der Querschnittsform des Rohres 1 seitlich versetzt, so dass die Schweißnaht 13 nicht mehr dort angeordnet ist, wo der innere Teil 5 am äußeren Teil 3 des Rohres 1 anliegt.
Bei dem Rohr 1 eines erfindungsgemäßen Reibrohrankers ist der Radius R1 der seitlichen Wandbereiche 9 des nach innen gefalteten Teils 5 des Rohres 1 größer als der Radius R2 des äußeren Teils 3 des Rohres 1. In der Praxis kann der Krümmungsradius R1 der seitlichen Wandbereiche 9 des inneren Teils 5 des Rohres 1 im Bereich zwischen wenigstens 250% und 350%, insbesondere wenigstens 280%, des Radius R2 des äußeren Teils 3 des Rohres 1 betragen.
Bei dem Rohr 1 des erfindungsgemäßen Reibrohrankers ist der größte Abstand A der Innenseiten 19 der seitlichen Wandbereiche 9 des inneren Teils voneinander höchstens gleich 120% bis 160% der Breite B der Mündung bzw. des Spaltes 7. Bevorzugt ist der größte Abstand A der Innenseiten 19 höchstens gleich 140% der Breite B des Spaltes 7.
Bei dem Rohr 1 des erfindungsgemäßen Reibrohrankers ist, wie bereits erwähnt, der Krümmungsradius R3 in den Übergangsbereichen 4 vom äußeren Teil 3 in den inneren Teil 5 des Rohres 1 größer als bei dem bekannten Rohr (Fig. 1 ). In einer Ausführungsform ist der Radius R3 der Krümmung der Wand des Rohres 1 im Bereich 4 des Spaltes 7, wo der äußere Teil 3 in den inneren Teil 5 des Rohres 1 übergeht, wenigstens gleich 20% bis 40%, vorzugsweise wenigstens gleich 30%, des Radius R2 des äußeren Teils 3 des Rohres 1.
Bei dem Rohr 1 des erfindungsgemäßen Reibrohrankers kann auch vorgesehen sein, dass der Radius R4 im Bereich des Bodens 15 des inneren Teils 5 des Rohres 1 wenigstens gleich 15% bis 35%, vorzugsweise wenigstens gleich 25%, des Radius R2 des äußeren Teils 3 des Rohres 1 ist.
In einer beispielhaften Ausführungsform trägt der Abstand A der Innenflächen 19 der seitlichen Wandteile 9 des inneren Teils 5 voneinander 9 mm und die Mündung 7 hat eine Breite von 6,5 ± 0,5 mm. Der Radius R2 des äußeren Teils 3 des Rohres 1 beträgt im Ausführungsbeispiel 14 mm. Der Radius R1 , mit dem die seitlichen Wandteile 9 des inneren Teils 5 gekrümmt sind, beträgt im Beispiel 39 mm. Der Radius, mit dem die Übergangsbereiche 4 vom äußeren Teil 3 in den inneren Teil 5 gekrümmt sind, also die Bereiche beidseits der Mündung 7 bzw. des Spaltes 7 beträgt im Ausführungsbeispiel 4 ± 0,5 mm. Schließlich kann der innere Teil 5 des Rohres 1 im Bodenbereich 15 mit einem Radius R4 von 3,5 mm gekrümmt sein. Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt beschrieben werden:
Ein Rohr 1 eines Reibrohrankers besitzt einen äußeren Teil 3 und einen nach innen gefalteten inneren Teil 5 und einen in Längsrichtung des Rohres 1 verlaufenden Spalt 7, wo der äußere Teil 3 in den inneren Teil 5 des Rohres 1 übergeht. Die seitlichen Wandbereiche 9 des inneren Teils 5 sind flach ausgebildet und haben eine Formgebung, bei welcher der Freiraum zwischen dem äußeren Teil 3 und dem inneren Teil 5 wie bei bekannten Rohren im Wesentlichen linsenförmig ist. Überdies liegt der Boden 15 des inneren Teils 5 am äußeren Teil 3 des Rohres 1 an und die Schweißnaht 13 ist gegenüber der Symmetrieebene 11 als dem Bereich, wo der Boden 15 am äußeren Teil 3 des Rohres 1 anliegt, seitlich versetzt angeordnet. Schließlich sind die Krümmungsradien R3 im Bereich der Übergänge 4 vom äußeren Teil 3 des Rohres 1 in den inneren Teil 5 des Rohres 1 größer als bei bekannten Rohren dieser Gattung ausgebildet.

Claims

Ansprüche:
Reibrohranker mit einem aufweitbaren Rohr (1 ), das in Längsrichtung nach innen gefaltet ist und einen äußeren Teil (3) mit im Wesentlichen kreisrunder Querschnittsform sowie einen innerhalb des äußeren Teils (3) angeordneten inneren Teil (5) aufweist, und mit einem in Längsrichtung des Rohres (1 ) verlaufenden Spalt (7), wobei der äußere Teil (3) des Rohres (1 ) im Bereich des Spaltes (7) in den inneren Teil (5) des Rohres (1 ) übergeht, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Wandbereiche (9) des inneren Teils (5) von einer zum äußeren Teil (3) des Rohres (1 ) konzentrischen Form zur Längssymmetrieebene (11 ) des Rohres (1 ) hin abweichend verlaufen.
Anker nach Anspruch 1 , wobei das Rohr (1 ) ein längsgeschweißtes Rohr (1 ) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnaht (13) im äußeren Teil (3) des Rohres (1 ) gegenüber der Längssymmetrieebene (11 ) des Rohres (1 ) seitlich versetzt angeordnet ist.
Anker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Spalt (7) gegenüberliegende Boden (15) des inneren Teils (5) des Rohres (1 ) an der Innenfläche (17) des äußeren Teils (3) des Rohres (1 ) anliegt.
Anker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (15) in der Längssymmetrieebene (11 ) des Rohres (1 ) am äußeren Teil (3) des Rohres (1 ) anliegt.
Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Wandbereiche (9) des inneren Teils (5) des Rohres (1 ) mit einem Krümmungsradius (R1 ), der größer ist als der Radius (R2) des äußeren Teils (3) des Rohres (1 ), gekrümmt sind.
Anker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius (R1 ) der seitlichen Wandbereiche (9) des inneren Teils (5) des Rohres (1 ) wenigstens gleich 250% bis 350% des Radius (R2) des äußeren Teils (3) des Rohres (1 ) ist.
Anker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius (R1 ) der seitlichen Wandbereiche (9) des inneren Teils (5) des Rohres (1 ) wenigstens gleich 280% des Radius (R2) des äußeren Teils (3) des Rohres (1 ) ist.
Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der größte Abstand (A) der Innenseiten (19) der seitlichen Wandbereiche (9) des inneren Teils (5) des Rohres (1 ) voneinander höchstens gleich 120% bis 160% der Breite (B) des Spaltes (7) ist.
9. Anker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der größte Abstand (A) der Innenseiten (19) der seitlichen Wandbereiche (9) voneinander höchstens gleich
140% der Breite (B) des Spaltes (7) ist.
10. Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (R3) der Krümmung der Wand des Rohres (1 ) im Bereich des Spaltes (7), wo der äußere Teil (3) in den inneren Teil (5) des Rohres (1 ) übergeht, wenigstens gleich
20% bis 40% des Radius (R2) des äußeren Teils (3) des Rohres (1 ) ist.
11. Anker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (R3) der Krümmung der Wand des Rohres (1 ) im Bereich des Spaltes (7), wo der äußere Teil (3) in den inneren Teil (5) des Rohres (1 ) übergeht, wenigstens gleich 35% des
Radius (R2) des äußeren Teils (3) des Rohres (1 ) ist.
12. Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (R4) im Bereich des Bodens (15) des inneren Teils (5) des Rohres (1 ) wenigstens gleich 15% bis 35% des Radius (R2) des äußeren Teils (3) des Rohres
(1 ) ist.
13. Anker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (R4) im Bereich des Bodens (15) des inneren Teils (5) des Rohres (1 ) wenigstens gleich 25% des Radius (R2) des äußeren Teils (3) des Rohres (1 ) ist.
EP10744652A 2009-09-24 2010-07-01 Reibrohranker Withdrawn EP2480760A2 (de)

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KR (1) KR20120081162A (de)
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