DE102008049976A1 - Suspension strut bearing for use with shock strut, particularly for motor vehicle, has upper bearing disk, lower bearing disk and multiple rolling members supported between bearing disks - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Federbeinlager mit einer oberen Lagerscheibe, mit einer unteren Lagerscheibe, und mit einer Anzahl von zwischen den Lagerscheiben gelagerten Wälzkörpern, wobei die untere Lagerscheibe eine zentrale Öffnung zur Durchführung einer Kolbenstange und die obere Lagerscheibe in einem Zentralbereich eine etwa ringförmige Auflagefläche zur Abstützung der durchgeführten Kolbenstange aufweist. Weiter betrifft die Erfindung ein mit einem derartigen Federbeinlager ausgestattetes Federbein.The The invention relates to a suspension strut bearing with an upper bearing disk, with a lower bearing washer, and with a number of between the bearing disks mounted rolling elements, wherein the lower bearing disc has a central opening for passage a piston rod and the upper bearing disc in a central area an approximately annular support surface for support having performed the piston rod. Next concerns the invention equipped with such a strut bearing Strut.
Ein vorbeschriebenes Federbeinlager dient zur drehbaren Abstützung eines Federbeins, insbesondere an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs. Die obere Lagerscheibe stützt sich hierbei karosserieseitig ab. Die untere Lagerscheibe lagert beispielsweise über einen Federteller eine mechanische Schraubenfeder des Federbeins. Die Kolbenstange eines Stoßdämpfers des Federbeins tritt durch die untere Lagerscheibe hindurch und ist an der oberen Lagerscheibe gegengelagert.One above-described strut bearing is used for rotatable support a shock absorber, in particular on a body of a motor vehicle. The upper bearing plate is supported on the body side from. The lower bearing plate, for example, over a spring plate a mechanical coil spring of the strut. The piston rod of a shock absorber of the strut passes through the lower bearing disc and is on the upper bearing disc against stored.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Federbeinlager
in verschiedensten Ausführungen sind aus dem Stand der
Technik bekannt. In der Regel sind hierbei die Lagerscheiben aus
einem gegebenenfalls gehärteten Blech gefertigt. Beispielhaft
sei hierzu auf die
Aus
der
Aus
der
Ein Federbeinlager der eingangs genannten Art wird an ein Federbein montiert, wozu die obere Lagerscheibe gegebenenfalls über eine Abstandsbuchse mittels eines Halterings an der Kolbenstange befestigt wird, und wobei sich die untere Lagerscheibe gegen den Federteller und somit gegen die mechanische Feder abstützt. Insofern nimmt das Federbeinlager sowohl Feder- als auch Stoßdämpferkräfte auf. Dabei werden die Federkräfte über die untere Lagerscheibe durch das Lager in die Karosserie geleitet, während die Stoßdämpferkräfte über die obere Lagerscheibe gehen. Die Stoßdämpferkräfte eines Federbeins wirken sowohl in einer Druck- als auch in einer Zugrichtung, so dass die obere Lagerscheibe auf Biegung in beide Richtungen beansprucht wird. Aus diesem Grund ist die obere Lagerscheibe steif und mit einer hohen Biegewechselfestigkeit auszugestalten.One Strut bearing of the type mentioned is to a strut mounted, including the upper bearing plate, if necessary over a spacer sleeve secured by a retaining ring on the piston rod is, and where the lower bearing disc against the spring plate and thus supported against the mechanical spring. insofar the suspension strut bearing absorbs both spring and shock absorber forces. The spring forces on the lower bearing disc passed through the bearing into the body while the Shock absorber forces over the upper bearing disc walk. The shock absorber forces of a strut act both in a compressive and a tensile direction, so that the upper bearing disk is subjected to bending in both directions becomes. For this reason, the upper bearing disc is stiff and with to design a high bending fatigue strength.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Federbeinlager der eingangs genannten Art anzugeben, welches gegenüber einem Federbeinlager des Standes der Technik bei einer vergleichbaren mechanischen Belastbarkeit eine Reduzierung des Kosten- bzw. Materialeinsatzes zeigt. Eine weitere Aufgabe ist es, ein entsprechendes Federbein anzugeben.task The invention is a suspension strut bearing of the aforementioned Specify type, which compared to a suspension strut of the State of the art with a comparable mechanical strength shows a reduction in cost or material usage. A Another object is to provide a corresponding strut.
Lösung der AufgabeSolution of the task
Die erstgenannte Aufgabe wird für ein Federbeinlager der vorbeschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die obere Lagerscheibe aus einem Blech gefertigt ist, welches zumindest im Zentralbereich profilversteift ist.The the former object is for a strut bearing of the above Art solved according to the invention that the upper bearing disc is made of a metal sheet, which at least profile-stiffened in the central area.
Gemäß heutigem Stand der Technik verwendet die Fachwelt für die obere Lagerscheibe eines Federbeinlagers der eingangs genannten Art, an der sich die Kolbenstange abstützt, dickes Bandmaterial, um die benötigte Steifigkeit und Biegewechselfestigkeit zu erzielen. Seit über 20 Jahren wird die notwendige Belastbarkeit der oberen Lagerscheibe durch eine empirische Ermittlung der hierzu erforderlichen Dicke des Bandmaterials eingestellt. Von diesem Ansatz wendet sich die Erfindung nun ab. Durch umfangreiche Untersuchungen wurde festgestellt, dass es durch eine Profilierung im Zentralbereich der oberen Lagerscheibe gelingt, die für die auftretende Biegewechselbeanspruchung erforderliche Steifigkeit bei verringerter Materialstärke zu erzielen, wobei die auftretenden Spannungen die zulässigen Materialwerte nicht überschreiten. Es hat sich hierbei überraschend gezeigt, dass eine aus Blech gefertigte, den auftretenden Belastungen gewachsene obere Lagerscheibe mit Profilierung im Zentralbereich geschaffen werden kann, deren Materialdicke gegenüber einer ver gleichbaren Belastungen standhaltenden oberen Lagerscheibe aus flachem Bandmaterial um mindestens 30% reduzierbar ist.As per today's Prior art uses the art for the upper Bearing of a suspension strut bearing of the type mentioned, to the piston rod is supported, thick band material to the required stiffness and bending fatigue strength too achieve. For over 20 years, the necessary resilience the upper bearing disc by an empirical determination of this required thickness of the strip material set. From this approach The invention now turns. Through extensive investigations was determined by profiling in the central area the upper bearing plate succeeds for the occurring Bend change stress required stiffness at reduced Material thickness, the occurring stresses do not exceed the permissible material values. It has surprisingly been found here that one Sheet metal manufactured, the occurring loads grown upper Bearing disk with profiling be created in the central area can, whose material thickness compared to a comparable Load-bearing upper bearing washer made of flat strip material can be reduced by at least 30%.
Die Erfindung erschließt insofern für die obere Lagerscheibe des vorbeschriebenen Federbeinlagers den Einsatz eines dünneren Bleches. Das bisher eingesetzte, massive und dicke Bandmaterial ist aufgrund des erhöhten Materialeinsatzes teuer und weist zudem ein relativ hohes Gewicht auf.The invention opens up insofar for the above re bearing disc of the above shock absorber bearing the use of a thinner sheet metal. The previously used, massive and thick strip material is expensive due to the increased use of materials and also has a relatively high weight.
Die Erfindung bietet insofern den großen Vorteil, sowohl die Kosten als auch das Gewicht eines Federbeinlagers deutlich zu senken, ohne dass es zu einer Einbuße der mechanischen Festigkeit, insbesondere der erforderlichen Biegewechselfestigkeit kommt. Für die obere Lagerscheibe kann anstelle eines vergleichsweise dicken Bandmaterials ein dünneres Blech verwendet werden, welches zur Erzielung der notwendigen Biegewechselfestigkeit zumindest im Zentralbereich, d. h. im Bereich, in dem die Kolbenstange gegengelagert ist, profilversteift ist.The Invention offers the great advantage, both the Significantly lower the cost and weight of a strut mount, without causing a loss of mechanical strength, in particular the required bending fatigue strength comes. For the upper bearing plate can instead of a comparatively thick strip material a thinner sheet can be used, which is to achieve the necessary fatigue strength at least in the central area, d. H. in the area in which the piston rod is counter-mounted, profilversteift is.
Die Profilversteifung kann hierbei in bekannter Art und Weise durch eine spanlose Bearbeitung, insbesondere durch eine Kalt- und/oder Warmverformung, wie beispielsweise Prägen oder Ziehen, erzielt werden. Mit anderen Worten kann die obere Lagerscheibe als ein Umformteil kostengünstig hergestellt werden. Die Lagerscheibe kann zusätzlich insbesondere im Bereich einer Laufbahn für Wälzkörper gehärtet, gegebenenfalls randschichtgehärtet sein.The Profile stiffening can in this case in a known manner a non-cutting machining, in particular by a cold and / or Hot deformation, such as embossing or drawing, be achieved. In other words, the upper bearing disc as a forming part can be produced inexpensively. The bearing disc In addition, especially in the field of a career hardened for rolling elements, optionally be surface hardened.
Das Federbeinlager kann insbesondere als ein separates Bauteil ausgeführt sein, wobei die Lagerscheiben einschließlich eventueller Abstützelemente gegebenenfalls über eine Kappe oder dergleichen beweglich aneinander gehalten sind. Die Außendurchmesser der Lagerscheiben eines solchen Kompaktlagers sind dabei deutlich kleiner als 100 mm, insbesondere kleiner als 50 mm.The Suspension strut bearing can be designed in particular as a separate component be including the bearing washers including eventual Supporting elements optionally via a cap or the like are movably held together. The outside diameter The bearing discs of such a compact bearing are clear smaller than 100 mm, in particular smaller than 50 mm.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, die obere Lagerscheibe in einer deckelartigen Kappe mit einer axial herabgezogenen Schürze aufzunehmen, wobei der Übergangsbereich zur Schürze im We sentlichen sphärisch abgerundet ist und wobei die Innenkontur der Kappe der oberen Lagerscheibe angeformt ist. Durch die Anpassung der Innenkontur der Kappe an die Form der oberen Lagerscheibe kann insgesamt eine gleich bleibende Außenkontur des Federbeinlagers erzielt werden. In den weiteren Komponenten zur karosserieseitigen Abstützung, wie insbesondere dem Gummipuffer, brauchen keine Anpassungen an die profilierte Struktur der oberen Lagerscheibe zu erfolgen. Die profilierte Struktur der oberen Lagerscheibe wird über die entsprechend komplementär geformte Innenkontur der Kappe aufgenommen.According to one advantageous development of the invention, it is provided that upper bearing disc in a cap-like cap with an axial absorbed apron, the transition area rounded to the apron in essen- tially spherical is and wherein the inner contour of the cap of the upper bearing disc is formed. By adjusting the inner contour of the cap the shape of the upper bearing disc can be a constant overall Outline of the suspension strut bearing can be achieved. In the other components for body-side support, especially the rubber buffer, do not need any adjustments take the profiled structure of the upper bearing disc. The profiled structure of the upper bearing disk is over the corresponding complementary shaped inner contour of the Cap added.
Über die axial herabgezogene Schürze der Kappe kann zugleich die untere Lagerscheibe drehbar geführt werden, so dass das Federbeinlager als einheitliches Bauelement erscheint. Ist der Übergangsbereich zur axial herabgezogenen Schürze im Wesentlichen sphärisch abgerundet, kann sich das Federbeinlager im eingebauten Zustand leicht durch eine Verkippung an die Umgebungskonstruktion anpassen. Dadurch ist die Lastverteilung im Federbeinlager günstiger.about the apron of the cap pulled down axially can at the same time the lower bearing disk are rotatably guided, so that the strut bearing appears as a unitary component. Is the transition area to the axially drawn apron substantially spherical Rounded off, the suspension strut bearing can be installed easily adapted to the surrounding structure by tilting. As a result, the load distribution in the strut bearing is cheaper.
Für die Führung der unteren Lagerscheibe bietet es sich an, die Schürze in axialer Richtung bis über die untere Lagerscheibe zu verlängern. Dies ermöglicht dort die Ausgestaltung entsprechender Mittel, wodurch die untere Lagerscheibe drehbar mit der Schürze und damit der oberen Lagerscheibe angebunden ist.For it is advisable to guide the lower bearing disc the apron in the axial direction to over the lower To extend bearing disc. This allows there the embodiment of corresponding means, whereby the lower bearing disc rotatable with the skirt and thus the upper bearing disc is connected.
Zweckmäßigerweise umfasst die obere Lagerscheibe eine durchprofilierte (rollierte) Laufbahn für die Wälzkörper, wobei die Innenkontur der Kappe der dann balligen Außenkontur der durchprofilierten Laufbahn angeformt ist. Insofern wird die Laufbahn kostengünstig durch einen vergleichsweise einfachen Umformprozess in die obere Lagerscheibe eingebracht. Die aufgrund des verwendeten dünnen Blechs hierdurch entstehende ballige Außenkontur der durchprofilierten Laufbahn wird in einer entsprechend komplementär ausgestalteten Vertiefung der Kappe aufgenommen.Conveniently, the upper bearing disc comprises a profiled (rolled) Raceway for the rolling elements, wherein the Inner contour of the cap then crowned outer contour of the formed by profiled raceway. In this respect, the career becomes cost-effective by a relatively simple forming process in the upper Bearing disc introduced. The due to the thin sheet used This resulting spherical outer contour of profiled by Career is in a suitably complementary designed Recess of the cap added.
In einer weiteren zweckdienlichen Ausgestaltung ist auch die untere Lagerscheibe als Umformteil aus einem Blech gebildet, wobei auch die untere Lagerscheibe eine durchprofilierte (rollierte) Laufbahn für die Wälzkörper umfasst.In Another expedient embodiment is also the lower Bearing disk formed as a formed part of a metal sheet, and also the lower bearing disc has a profiled (rolled) raceway for the rolling elements.
Vorteilhafterweise ist die untere Lagerscheibe von einer tellerförmigen Rippe eines hohlzylindrischen Abstützelements aufgenommen, wobei die Innenkontur der Rippe der unteren Lagerscheibe angeformt ist. Insbesondere weist die Innenkontur der Rippe eine entsprechende Vertiefung auf, in der der die ballige Außenkontur der durchprofilierten Laufbahn der unteren Lagerscheibe aufgenommen ist.advantageously, is the lower bearing disc of a plate-shaped rib a hollow cylindrical support member, wherein the inner contour of the rib of the lower bearing disc is formed. In particular, the inner contour of the rib has a corresponding Deepening, in which the spherical outer contour of the taken by profiled raceway of the lower bearing disc is.
Ein solches Abstützelement erlaubt die geometrische Anpassung zur Kopplung an ein Federbein, insbesondere an einen vorhandenen Federteller. Eine Anpassung der unteren Laufscheibe als solcher ist hierbei nicht erforderlich.One Such support allows the geometric adjustment for coupling to a shock absorber, in particular to an existing one Spring plate. An adaptation of the lower running disk as such is not required here.
Sowohl die Kappe als auch das Abstützelement sind bevorzugt aus Kunststoff gefertigt. Insbesondere sind diese durch Spritzguss hergestellt.Either the cap as well as the support element are preferably made Made of plastic. In particular, these are produced by injection molding.
Weiter bevorzugt kann das Abstützelement einen axial nach unten verlängerten Bund aufweisen, der sich gegen die durchgeführte Kolbenstange des Federbeins abstützt. Hierdurch wird eine verbesserte Führung bzw. Ausrichtung des Federbeinlagers gegenüber der Kolbenstange erreicht.Further Preferably, the support element can be an axially downwards have extended the federal government against the performed Piston rod of the shock absorber is supported. This will be a improved guidance or alignment of the suspension strut bearing achieved with respect to the piston rod.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Federbeinlagers beträgt der Außendurchmesser der Lagerscheiben weniger als 50 mm. Das Federbeinlager unterscheidet sich insofern deutlich von größeren Federbeinlagern, deren Lagerscheiben gewöhnlich Außendurchmesser von über 100 mm aufweisen und insbesondere Teil der Federbeinkonstruktion sind.In a preferred embodiment of the Fe derbone bearing, the outer diameter of the bearing washers is less than 50 mm. The suspension strut bearing differs significantly from larger strut bearings, the bearing discs usually have outer diameter of about 100 mm and in particular part of the strut structure.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Innenrand der ringförmigen Auflagefläche der oberen Lagerscheibe axial hochgezogen und hierdurch der Zentralbereich profilversteift. Durch die ringförmige Umbiegung des Innenrands in axialer Richtung wird die notwendige Biegewechselfestigkeit der aus Blech gefertigten oberen Lagerscheibe erzielt.In a preferred embodiment, the inner edge of the annular Support surface of the upper bearing plate pulled axially and thereby the profile of the central area is stiffened. Through the annular bend the inner edge in the axial direction is the necessary bending fatigue strength made of sheet metal upper bearing washer achieved.
Die Biegewechselfestigkeit der oberen Lagerscheibe kann weiter erhöht werden, wenn der axial hochgezogene Innenrand zu einem insbesondere gerundeten Mehrkant geformt wird. Mit anderen Worten wird eine bloße ringförmige Ausgestaltung verlassen und der Innenrand in radialer Richtung zusätzlich verformt, so dass ein Mehrkant entsteht. Beispielsweise kann in Aufsicht eine sternförmige Struktur des Innenrands ausgeformt sein.The Bending fatigue strength of the upper bearing disc can be further increased be when the axially raised inner edge to a particular rounded Is formed polygonal. In other words, it becomes a mere leave annular configuration and the inner edge in radial direction additionally deformed, so that a polygon arises. For example, in supervision, a star-shaped Structure of the inner edge to be formed.
In einer anderen oder zusätzlichen Ausgestaltung ist die ringförmige Auflagefläche der oberen Lagerscheibe durch eine Umbördelung einer axial hochgezogenen Innenwand gebildet und hierdurch der Zentralbereich profilversteift. Durch die Umbördelung entsteht eine zusätzliche Versteifung, was wiederum die Biegewechselfestigkeit im Bereich der Auflagefläche für die Kolbenstange erhöht. Beispielsweise ist die axial hochgezogene Innenwand zusätzlich nach innen, zum Zentrum einrolliert, und der einrollierte Teil wiederum in radialer Richtung nach außen gezogen, wodurch die Auflagefläche für die Kolbenstange gebildet ist.In another or additional embodiment is the annular Support surface of the upper bearing disc by a bead formed an axially raised inner wall and thereby the central area profilversteift. The beading creates an additional Stiffening, which in turn the bending fatigue in the range increased the support surface for the piston rod. For example, the axially raised inner wall is additional inside, rolled up to the center, and the rolled-up part in turn pulled outward in the radial direction, whereby the support surface is formed for the piston rod.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung zur Schaffung der notwendigen Biegefestigkeit im Zentralbereich sieht vor, in die ringförmige Auflagefläche eine Anzahl von der unteren Lagerscheibe abgewandten, balligen Eintiefungen einzuformen und hierdurch den Zentralbereich profilzuversteifen. Zu einer gleichförmigen Lastverteilung sind die Eintiefungen bezüglich der Mitten- oder Drehachse des Lagers rotationssymmetrisch angeordnet.A further advantageous embodiment for creating the necessary Bending strength in the central area provides, in the annular Bearing surface a number of the lower bearing disc Forming away, spherical indentations and thereby the Profile reinforcement of central area. To a uniform Load balancing is the deepening of the center or rotational axis of the bearing arranged rotationally symmetrical.
Vorteilhafterweise erstrecken sich die Profilversteifungen des Zentralbereichs axial in eine zentrale Ausnehmung der Kappe. Hierdurch ist die obere Lagerscheibe zusätzlich an der Kappe geführt bzw. diese sicher gehalten. Zweckmäßigerweise fluchtet dabei das obere Ende der vorgenommenen Profilversteifung mit der Oberseite der aufgesetzten Kappe. Hierdurch wird nach oben eine gleichmäßige Auflagefläche für das Federbeinlager geschaffen.advantageously, The profile stiffeners of the central area extend axially in a central recess of the cap. This is the upper bearing disc additionally guided on the cap or this safe held. Appropriately, it is aligned upper end of the made profile stiffening with the top the attached cap. This will make up a uniform Support surface created for the suspension strut bearing.
Die zweitgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Federbein, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Stoßdämpfer, einer mechanischen Feder und mit einem Federbeinlager der vorbeschriebenen Art, wobei sich die Feder an einem von der unteren Lagerscheibe gegengelagerten Federteller abstützt, und wobei die Kolbenstange des Stoßdämpfers durch die untere Lagerscheibe geführt ist und sich an der oberen Lagerscheibe abstützt.The second object is achieved according to the invention by a strut, in particular for a motor vehicle, with a shock absorber, a mechanical spring and with a strut bearing of the type described above, wherein the spring on one of the lower bearing disc opposite Spring plate is supported, and wherein the piston rod of the shock absorber passed through the lower bearing disc and attached to the supported upper bearing disc.
Ein solches Federbein dient der Stoßdämpfung eines Laufrads gegenüber der Karosserie und ermöglicht eine gute Schwingungsdämpfung von Radschwingungen. Die für das Federbeinlager beschriebenen Vorteile können hierbei sinngemäß auf das Federbein einschließlich des Lagers übertragen werden.One Such strut serves the shock absorption of a Impeller over the body and allows a good vibration damping of wheel vibrations. The for the suspension strut bearing described advantages hereby mutatis mutandis to the strut including of the warehouse.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:embodiments The invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Showing:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description the drawing
In
Das
Federbein
Das
Federbeinlager
Zwischen
der oberen Lagerscheibe
Aus
Aus
Der Übergangsbereich
Aus
Um
die für das Federbeinlager
Aus
der dreidimensionalen Darstellung der oberen Lagerscheibe
In
Man
erkennt, dass zur Ausbildung der Profilversteifung im Zentralbereich
Die
genaue Ausgestaltung des Mehrkants
In
Durch
die Einbringung der Eintiefungen
Aus
Allen
drei dargestellten Ausführungsvarianten der oberen Lagerscheiben
- 11
- Federbeinstrut
- 2, 2', 2''2, 2 ', 2' '
- FederbeinlagerStrut mounts
- 33
- Halteringretaining ring
- 44
- Gummipufferrubber buffers
- 55
- Karosseriebody
- 66
- Drehachseaxis of rotation
- 88th
- Stoßdämpfershock absorber
- 1010
- Kolbenstangepiston rod
- 1111
- Manschettecuff
- 1313
- Schraubenfedercoil spring
- 1414
- Federtellerspring plate
- 15, 15', 15''15 15 ', 15' '
- obere Lagerscheibeupper bearing disk
- 1616
- untere Lagerscheibelower bearing disk
- 1818
- Wälzkörperrolling elements
- 2020
- Abstützelementsupporting
- 2121
- BundFederation
- 2222
- Ripperib
- 2424
- Kappecap
- 2525
- Schürzeapron
- 2626
- zentrale Öffnungcentral opening
- 2727
- ringförmiger Randannular edge
- 2828
- ÜbergangsbereichTransition area
- 2929
- Laufbahncareer
- 3030
- Laufbahncareer
- 3131
- ballige Außenkonturcrowned outer contour
- 3232
- ballige Außenkonturcrowned outer contour
- 3535
- ZentralbereichCentral area
- 3737
- Innenwandinner wall
- 3838
- Umbördelungbeading
- 4040
- Auflageflächebearing surface
- 4242
- Innenrandinner edge
- 4444
- Mehrkantpolygon
- 4646
- Eintiefungenindentations
- 4747
- Erhebungensurveys
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - DE 4129513 A [0003, 0005] - DE 4129513 A [0003, 0005]
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Publications (1)
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