DE19533455A1 - Zahnradschaltgetriebe - Google Patents
ZahnradschaltgetriebeInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
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Description
Die Erfindung betrifft ein Zahnradschaltgetriebe mit
den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Solche Zahnradgetriebe, bestehend aus einem auf einer
Welle angeordneten und von dieser angetriebenem Zahnrad
und einem im wesentlichen rechtwinklig zu diesem
ausgerichteten Tellerrad, sind aus dem Maschinenbau
bekannt (vgl. Werkzeugmaschinen, Würzburg 1975, S. 34
Kegelrad-Planrad).
Aufgabe der Erfindung ist es, ein derartiges Getriebe
zu einem vielseitig einsetzbaren Zahnradschaltgetriebe
fortzuentwickeln, mit dem andere Getriebearten, wie zum
Bei spiel Keilriementriebe an Maschinen oder
Kettentriebe an Fahrrädern ersetzt werden können.
Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des
Anspruchs 1 genannten Merkmalen gelöst. Fortbildungen
und vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den
weiteren Ansprüchen umfaßt.
Erfindungsgemäß weist das Tellerrad bei einem Getriebe
der eingangs genannten Art wenigstens zwei
konzentrische Zahnkränze auf und das angetriebene
Zahnrad ist auf der Welle axial verschiebbar
angeordnet, wobei sein Zahnkranz wahlweise mit den
Zahnkränzen des Tellerrads in Eingriff bringbar ist.
Hierdurch wird es möglich, so viele verschiedene
Übersetzungen wählen zu können, wie Zahnkränze auf dem
Tellerrad vorhanden sind.
Nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung weist
die Welle in einem Abstand von dem ersten Zahnrad
mindestens ein zweites, parallel angeordnetes Zahnrad
auf, das von einem im wesentlichen rechtwinklig zu
diesem angeordneten zweiten Tellerrad angetrieben wird.
Auch das zweite Zahnrad kann axial verschiebbar auf der
Welle angeordnet sein, wobei das zweite Tellerrad
wenigstens zwei konzentrische Zahnkränze aufweist und
daß das zweite Zahnrad wahlweise mit den Zahnkränzen
des zweiten Tellerrads in Eingriff bringbar ist.
Hierdurch ist es möglich, die Zahl der Übersetzungen um
die Zahl der Zahnkränze des zweiten Tellerrads zu
vervielfachen. Nach einer anderen Ausführung ist die
Welle geteilt und die Teilstücke greifen als Keilwelle
ineinander, wobei das erste Zahnrad axial verschiebbar
auf einem Teilstück der Keilwelle und das zweite
Zahnrad fest auf dem anderen Teilstück der Keilwelle
angeordnet ist. Hier kann auch das Teilstück der
Keilwelle mit dem zweiten Zahnrad axial verschiebbar
sein und das zweite Tellerrad weist wenigstens zwei
konzentrische Zahnkränze auf, wobei das zweite Zahnrad
wahlweise mit den Zahnkränzen des zweiten Tellerrads in
Eingriff bringbar ist.
Vorteilhafterweise weisen die Zahnkränze wenigstens
eines Zahnrads und eines Tellerrads eine
Kegelradverzahnung auf.
Die Welle des erfindungsgemäßen Getriebes ist um einen
Betrag relativ zu dem Tellerrad schräg verstellbar oder
abhebbar, der die Verzahnungen von Tellerrad und
Zahnrad außer Eingriff bringt. Hierfür ist sie mit
einer Kupplung zu ihrer Schrägstellung oder zum Abheben
und einer Gangschaltung zur Axialverschiebung des
Zahnrads verbunden.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist das
Tellerrad axial unverschiebbar gelagert, es ist ein
relativ zu dem Tellerrad starres Gehäuse oder starrer
Rahmen vorhanden, die Welle ist an einem von dem
Tellerrad entfernten Bereich horizontal drehbar
gelagert, eine Feder zwischen dem Gehäuse und dem
Rahmen und der Welle oder einem mit dieser verbundenen
Teil drückt oder zieht diese in Richtung des Tellerrads
und die Kupplung besteht aus einem an einem mit der
Welle verbundenen Teil schwenkbar gelagertem Hebel, mit
dessen Hilfe ein Bolzen oder dergleichen entgegen der
Federkraft auf das Tellerrad preßbar ist, wodurch die
Welle mit den mit ihr verbundenen Teilen von dem
Tellerrad abgehoben wird. Die Welle, das Zahnrad, die
Kupplung und die Gangschaltung bilden eine Baueinheit.
Das Zahnrad ist drehbar in einem axial auf der Welle
verschiebbaren Lagerbock gelagert, der auf seiner dem
Tellerrad entgegengesetzten Seite einen Führungszapfen
aufweist, der Führungszapfen in einer umlaufenden Nut
einer Kurvenwalze der Gangschaltung geführt ist, wobei
die Kurvenwalze im wesentlichen parallel zu der Welle
ausgerichtet ist und Rastpunkte aufweist, die dem
Abstand der Zahnkränze des Tellerrads entsprechen und
mit einer biegsamen Welle zu einem Drehgriff verbunden
ist. Der Kurvenwalze ist ein Rastabschnitt oder eine
Rastscheibe zugeordnet, die vor der Axialverschiebung
des Lagerbocks den Hebel zum Auskuppeln des Zahnrads
betätigt.
Beispielsweise ist das erste Tellerrad mit der Nabe
eines Antriebsrads eines Fahrrads verbunden, das zweite
Tellerrad ist an der Tretkurbel des Fahrrads
angeordnet, das Gehäuse oder der Rahmen ist starr am
Fahrradrahmen angeordnet, die Welle mit den mit ihr
verbundenen Teilen ist horizontal schwenkbar am
Fahrradrahmen angeordnet und die biegsame Welle führt
zu einem Drehgriff an der Lenkstange des Fahrrads.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen
beispielhaft näher beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten
Ausführungsform eines Zahnradschaltgetriebes;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten
Ausführungsform eines Zahnradschaltgetriebes;
Fig. 3 und 4 ein Zahnradschaltgetriebe mit
Gangschaltung und Kupplung.
Das Zahnradschaltgetriebe gemäß Fig. 1 besteht aus
einer von einem Tellerrad 2 über ein drehfest auf ihr
angeordnetes Zahnrad 3 angetriebenen Welle 1, auf der
in einem Abstand ein zweites Zahnrad 5 drehfest
angeordnet ist, das seinerseits ein zweites Tellerrad 6
antreibt. Das zweite Tellerrad 6 weist mehrere
konzentrische Zahnkränze 7 auf und das zweite Zahnrad 5
ist axial verschiebbar mit den verschiedenen
Zahnkränzen 7 in Eingriff bringbar. Die axiale
Verschiebung kann dadurch erfolgen, daß das Zahnrad 5
starr auf der Welle 1 angeordnet ist und diese als
Keilwelle ausgeführt ist, so daß das Teilstück mit dem
Zahnrad 5 verschiebbar ist, oder das Zahnrad ist in
einem auf der Welle axial verschiebbaren Lagerbock
angeordnet, in dem es drehbar gelagert ist. Für die
Verschiebung des Zahnrades 5 ist zu beachten, daß die
Welle 1 jeweils mindestens um einen Betrag von dem
Tellerrad 6 abgehoben werden muß, der ausreicht, die
Zahnkränze von Zahnrad 5 und Tellerrad 6 außer Eingriff
zu bringen, um das Zahnrad nach erfolgter Verschiebung
wieder mit einem neuen Zahnkranz 7 in Eingriff zu
bringen. Entsprechend sind die Zahnkränze 7, deren
Abstand und das Zahnrad 5 zu dimensionieren. Die
Schaltung ergibt soviel Übersetzungen, bzw. Gänge, wie
Zahnkränze 7 auf dem zweiten Tellerrad 6 vorhanden
sind. Die Zahnkränze der Tellerräder und der Zahnräder
weisen eine Kegelradverzahnung auf.
Die Ausführung gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der
gemäß Fig. 1 nur dadurch, daß neben dem auf der oder
mit der Welle 8 verschiebbaren zweiten Zahnrad 12, das
ein Tellerrad 13 mit mehreren konzentrischen
Zahnkränzen 14 antreibt, auch das erste Zahnrad 10 auf
der oder mit der Welle 8 verschiebbar angeordnet ist
und mit mehreren Zahnkränzen 11 des ersten Tellerrads
in Eingriff bringbar ist. Das für die Verschiebung der
Zahnräder 10 und 12 nötige Außereingriffbringen kann
hier beispielsweise durch eine Schrägstellung der Welle
8 erfolgen. Hier ergibt sich die Zahl der
Übersetzungen, bzw. Gänge, durch Multiplikation der
Zahlen der Zahnkränze 11, 14 auf den beiden
Tellerrädern 9, 13.
Fig. 3 und 4 zeigen eine Draufsicht und eine
Vorderansicht eines Zahnradschaltgetriebes mit
Gangschaltung und einer Kupplung für das In- und
Außereingriffbringen seiner Zahnkränze. Das Zahnrad 23,
das drehbar in einem Lagerbock 26, jedoch drehfest auf
einer angetriebenen Welle 25 gelagert ist, kämmt
jeweils mit einem von mehreren konzentrischen
Zahnkränzen 20 eines Tellerrads 19. Das Tellerrad 19
ist drehfest mit einer Nabe 15 eines Fahrradhinterrads
verbunden, die mittels eines Kugellagers 16 um einen
Bolzen 17 eines Ausfallendes 18 dreht.
An dem Ausfallende ist mittels einer Mutter 18′ ein
starres Gehäuse 21 montiert, das mit Rahmenteilen 22,
22′ des Fahrrads verschweißt ist. An diesem starren
Gehäuse 21 ist weiter vorne ein zweites, nach außen
schwenkbares Gehäuse 28 angelenkt, wobei auch die Welle
25 um den Anlenkpunkt 27 schwenkbar gelagert ist.
Dieses Gehäuse 28 dient zum Abheben des Zahnrads 23 von
dem Tellerrad 19, damit seine Axialverschiebung mittels
des Lagerbocks 26 vorgenommen werden kann. Hierfür
weist der Lagerbock 26 auf seiner dem Tellerrad 19
abgewandten Seite eine Führungsnase 31 auf, die in
einer Längsnut 28′ des Gehäuses 28 geführt ist und mit
ihrer Spitze in eine umlaufende Nut 30 einer
Kurvenwalze 29 eingreift.
Die Kurvenwalze 29 ist parallel zu der Welle 25 drehbar
zwischen zwei nach außen gerichteten Lappen 28′′ des
Gehäuses 28 gelagert. Die umlaufende Nut 30 der
Kurvenwalze ist so ausgelegt, daß im Abstand der
Zahnkränze des Tellerrads 19 Rastsitze vorhanden sind,
wobei hier jeweils 4 auf zwei gegenüberliegenden Seiten
der Kurvenwalze 29 vorhanden sind. Die Kurvenwalze 29
ist mit einer biegsamen Welle 34 verbunden, die zu
einem Drehgriff führt, mit dem die biegsame Welle 34
und mit ihr die Kurvenwalze gedreht werden kann. An
ihrem hinteren Ende, das in der gedachten axialen
Verlängerung des Ausfallendes 18 weist die Kurvenwalze
29 einen Rastabschnitt mit zwei Rastvertiefungen 32
auf, die in einer Linie mit den beiden Reihen von
Rastsitzen auf der Kurvenwalze 29 liegen. Diese
Rastvertiefungen 32 sind in etwa v-förmig und nehmen
ein Ende eines Bolzens 33 auf, der mit seinem anderen
Ende an der Mutter 18′ des Ausfallendes 18 anliegt. Der
Bolzen 33 ist in Führungsbohrungen des schwenkbaren 28
und des starren Gehäuses 21 axial beweglich geführt.
Parallel zu dem Bolzen 33 ist zwischen den beiden
Gehäusen 21, 28 eine Zugfeder unter Vorspannung
eingesetzt, die das bewegliche Gehäuse 28 in Richtung
auf das starre Gehäuse 21 zieht, so daß die Zahnkränze
des Zahnrads 23 und des Tellerrads 19 miteinander in
Eingriff kommen können.
In der gezeigten Position kämmen der Zahnkranz des
Zahnrads 23 und der innerste Zahnkranz des Tellerrads
19 miteinander. Dies ist die kleinste Übersetzung, bzw.
der kleinste Gang. Ist eine größere Übersetzung
erwünscht, so wird über den Drehgriff und die biegsame
Welle 34 die Kurvenwalze 29 gedreht. Durch diese
Drehung wird die Führungsnase 31 des Lagerbocks 26 des
Zahnrades 23 entlang der umlaufenden Nut 30 geführt,
wodurch der Lagerbock 26 mit dem Zahnrad 23 axial nach
vorne verschoben wird. Sogleich nach Beginn der
Drehbewegung der Kurvenwalze 29 wird das eine
Bolzenende 33′ entlang der Flanke der v-förmigen
Rastvertiefung 32 geführt und drückt, da sein anderes
Ende auf der Mutter 18′ fest aufliegt, die Kurvenwalze
29 mit dem Gehäuse 28 und somit mit der Welle 25 und
dem Zahnrad 23 entgegen der Zugkraft der Feder 34 nach
außen, so daß die miteinander kämmenden Zahnkränze
außer Eingriff kommen. Das Zahnrad kann so weiterbewegt
werden, ohne daß es zu Beschädigungen kommt. Ist eine
halbe Umdrehung der Kurvenwalze 29 nahezu vollzogen,
rutscht der Bolzen 33 entlang der Flanke der
gegenüberliegenden Rastvertiefung 32′ nach innen und
die Feder 34 zieht das Gehäuse 28 mit dem Lagerbock 26
und dem Zahnrad 23 auf der Welle 25 in Eingriff mit
einem anderen Zahnkranz 20 des Tellerrads 19.
Claims (12)
1. Zahnradschaltgetriebe bestehend aus mindestens
einem auf einer Welle angeordneten und von dieser
angetriebenem Zahnrad und einem im wesentlichen
rechtwinklig zu diesem ausgerichteten Tellerrad,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Tellerrad (6, 13, 19) wenigstens zwei
konzentrische Zahnkränze (7, 14, 20) aufweist,
und daß das angetriebene Zahnrad (5, 12, 23) auf der
Welle (1, 8, 25) axial verschiebbar angeordnet ist,
wobei sein Zahnkranz wahlweise mit den Zahnkränzen des
Tellerrads in Eingriff bringbar ist.
2. Zahnradschaltgetriebe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Welle (1, 8) in einem Abstand von dem ersten
Zahnrad (5, 12) mindestens ein zweites, parallel
angeordnetes Zahnrad (3, 10) aufweist,
und daß das zweite Zahnrad (3, 10) von einem im
wesentlichen rechtwinklig zu diesem angeordneten
zweiten Tellerrad (2, 9) angetrieben wird.
3. Zahnradschaltgetriebe nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Zahnrad (10) axial verschiebbar auf der Welle (8) angeordnet ist,
daß das zweite Tellerrad (10) wenigstens zwei konzentrische Zahnkränze (11) aufweist,
und daß das zweite Zahnrad wahlweise mit den Zahnkränzen des zweiten Tellerrads in Eingriff bringbar ist.
daß das zweite Zahnrad (10) axial verschiebbar auf der Welle (8) angeordnet ist,
daß das zweite Tellerrad (10) wenigstens zwei konzentrische Zahnkränze (11) aufweist,
und daß das zweite Zahnrad wahlweise mit den Zahnkränzen des zweiten Tellerrads in Eingriff bringbar ist.
4. Zahnradschaltgetriebe nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Welle geteilt ist und die Teilstücke als
Keilwelle ineinandergreifen,
daß das erste Zahnrad axial verschiebbar auf einem
Teilstück der Keilwelle und das zweite Zahnrad fest auf
dem anderen Teilstück der Keilwelle angeordnet ist.
5. Zahnradschaltgetriebe nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Teilstück der Keilwelle mit dem zweiten Zahnrad axial verschiebbar ist,
daß das zweite Tellerrad wenigstens zwei konzentrische Zahnkränze aufweist,
und daß das zweite Zahnrad wahlweise mit den Zahnkränzen des zweiten Tellerrads in Eingriff bringbar ist.
daß das Teilstück der Keilwelle mit dem zweiten Zahnrad axial verschiebbar ist,
daß das zweite Tellerrad wenigstens zwei konzentrische Zahnkränze aufweist,
und daß das zweite Zahnrad wahlweise mit den Zahnkränzen des zweiten Tellerrads in Eingriff bringbar ist.
6. Zahnradschaltgetriebe nach einem der vorhergehenden
Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zahnkränze wenigstens eines Zahnrads und eines
Tellerrads eine Kegelradverzahnung aufweisen.
7. Zahnradschaltgetriebe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Welle um einen Betrag relativ zu dem Tellerrad
schräg verstellbar oder abhebbar ist, der die
Verzahnungen von Tellerrad und Zahnrad außer Eingriff
bringt.
8. Zahnradschaltgetriebe nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Welle mit einer Kupplung zu ihrer
Schrägstellung oder zum Abheben und einer Gangschaltung
zur Axialverschiebung des Zahnrads verbunden ist.
9. Zahnradschaltgetriebe nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Tellerrad axial unverschiebbar gelagert ist,
daß ein relativ zu dem Tellerrad starres Gehäuse (21) oder starrer Rahmen vorhanden ist,
daß die Welle (25) an einem von dem Tellerrad (19) entfernten Bereich horizontal drehbar gelagert ist,
daß eine Feder (34) zwischen dem Gehäuse (21) oder dem Rahmen und der Welle (25) oder einem mit dieser verbundenen Teil diese in Richtung des Tellerrads (19) drückt oder zieht,
daß die Kupplung aus einem an einem mit der Welle verbundenen Teil schwenkbar gelagertem Hebel besteht, mit dessen Hilfe ein Bolzen (33) oder dergleichen entgegen der Federkraft auf das Gehäuse (21) oder ein mit dem Tellerrad verbundenes Teil (18′) preßbar ist, wodurch die Welle (25) mit den mit ihr verbundenen Teilen von dem Tellerrad abgehoben wird.
daß das Tellerrad axial unverschiebbar gelagert ist,
daß ein relativ zu dem Tellerrad starres Gehäuse (21) oder starrer Rahmen vorhanden ist,
daß die Welle (25) an einem von dem Tellerrad (19) entfernten Bereich horizontal drehbar gelagert ist,
daß eine Feder (34) zwischen dem Gehäuse (21) oder dem Rahmen und der Welle (25) oder einem mit dieser verbundenen Teil diese in Richtung des Tellerrads (19) drückt oder zieht,
daß die Kupplung aus einem an einem mit der Welle verbundenen Teil schwenkbar gelagertem Hebel besteht, mit dessen Hilfe ein Bolzen (33) oder dergleichen entgegen der Federkraft auf das Gehäuse (21) oder ein mit dem Tellerrad verbundenes Teil (18′) preßbar ist, wodurch die Welle (25) mit den mit ihr verbundenen Teilen von dem Tellerrad abgehoben wird.
10. Zahnradschaltgetriebe nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Welle, das Zahnrad, die Kupplung und die Gangschaltung eine Baueinheit bilden,
daß das Zahnrad (23) drehbar in einem axial auf der Welle verschiebbaren Lagerbock (26) gelagert ist,
daß der Lagerbock (26) auf seiner dem Tellerrad (19) entgegengesetzten Seite einen Führungszapfen (31) aufweist,
daß der Führungszapfen (31) in einer umlaufenden Nut einer Kurvenwalze (29) der Gangschaltung geführt ist,
daß die Kurvenwalze (29) im wesentlichen parallel zu der Welle (25) ausgerichtet ist und Rastpunkte aufweist, die dem Abstand der Zahnkränze des Tellerrads entsprechen,
und daß die Kurvenwalze (29) mit einer biegsamen Welle (34) zu einem Drehgriff verbunden ist.
daß die Welle, das Zahnrad, die Kupplung und die Gangschaltung eine Baueinheit bilden,
daß das Zahnrad (23) drehbar in einem axial auf der Welle verschiebbaren Lagerbock (26) gelagert ist,
daß der Lagerbock (26) auf seiner dem Tellerrad (19) entgegengesetzten Seite einen Führungszapfen (31) aufweist,
daß der Führungszapfen (31) in einer umlaufenden Nut einer Kurvenwalze (29) der Gangschaltung geführt ist,
daß die Kurvenwalze (29) im wesentlichen parallel zu der Welle (25) ausgerichtet ist und Rastpunkte aufweist, die dem Abstand der Zahnkränze des Tellerrads entsprechen,
und daß die Kurvenwalze (29) mit einer biegsamen Welle (34) zu einem Drehgriff verbunden ist.
11. Zahnradschaltgetriebe nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kurvenwalze (29) ein Rastabschnitt (32) oder
eine Rastscheibe zugeordnet ist, die vor der
Axialverschiebung des Lagerbocks den Hebel zum
Auskuppeln des Zahnrads betätigt.
12. Zahnradschaltgetriebe nach Anspruch 10 und 2 oder
3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Tellerrad mit der Nabe eines Antriebsrads eines Fahrrads verbunden ist,
daß das zweite Tellerrad an der Tretkurbel des Fahrrads angeordnet ist,
daß das Gehäuse oder der Rahmen starr am Fahrradrahmen angeordnet ist,
daß die Welle mit den mit ihr verbundenen Teilen horizontal schwenkbar am Fahrradrahmen angeordnet ist,
und daß die biegsame Welle zu einem Drehgriff an der Lenkstange des Fahrrads führt.
daß das erste Tellerrad mit der Nabe eines Antriebsrads eines Fahrrads verbunden ist,
daß das zweite Tellerrad an der Tretkurbel des Fahrrads angeordnet ist,
daß das Gehäuse oder der Rahmen starr am Fahrradrahmen angeordnet ist,
daß die Welle mit den mit ihr verbundenen Teilen horizontal schwenkbar am Fahrradrahmen angeordnet ist,
und daß die biegsame Welle zu einem Drehgriff an der Lenkstange des Fahrrads führt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995133455 DE19533455A1 (de) | 1995-09-09 | 1995-09-09 | Zahnradschaltgetriebe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995133455 DE19533455A1 (de) | 1995-09-09 | 1995-09-09 | Zahnradschaltgetriebe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19533455A1 true DE19533455A1 (de) | 1997-03-13 |
Family
ID=7771759
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995133455 Withdrawn DE19533455A1 (de) | 1995-09-09 | 1995-09-09 | Zahnradschaltgetriebe |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19533455A1 (de) |
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- 1995-09-09 DE DE1995133455 patent/DE19533455A1/de not_active Withdrawn
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