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Die
Erfindung betrifft einen Walzenkörper für eine
Segmentwalze, die insbesondere zur Bodenbearbeitung eingesetzt wird.
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Segmentwalzen
im Sinne der Erfindung besitzen zumindest zwei Segmente, die insbesondere den
Walzenkörper bilden, wobei diese Segmente nebeneinander
angeordnet sind. Diese Segmente, beispielsweise Walzenringe, Bodenverdichtungsringe oder
Packerringe genannt, besitzen regelmäßig einen
ringförmigen Aufbau.
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Segmentwalzen
haben gegenüber glatten Walzen den Vorteil, dass sie den
Boden nur im Bereich der Segmente verdichten und damit eine tiefer reichende
Verdichtung erzielen als glatte Walzen.
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Segmentwalzen
dienen in der Regel als Stütz- bzw. Nachlaufgerät
zu komplexen Bodenbearbeitungs-Kombinationen. Solche Kombinationen werden
in unterschiedlichen Arbeitsbreiten hergestellt und verlangen naturgemäß eine
in der Arbeitsbreite der Kombination angepasste Arbeitsbreite der Walze
bzw. des Walzenkörpers.
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Der
notwendige Abstand der Walzringe untereinander kann sich in Abhängigkeit
von der Anwendung der Kombination unterscheiden. So müssen
die Walzringe bei Kombinationen zur Stoppelbearbeitung weiter auseinander
stehen als bei Kombinationen zur Saatbettbereitung.
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Beim
Einsatz in der Saatbettbereitung dient der von den Segmenten verdichtete
Bodenstreifen als Saatbett. Durch die Verdichtung des unter dem Saatkorn
liegenden Bodenstreifens ist der kapillare Anschluss des Saatkorns
an das Bodenwasser und damit das schnelle Keimen und Wachsen gesichert.
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Eine
aus Walzringen und Distanzstücken aufgebaute Segmentwalze
schafft grundsätzlich die Möglichkeit, bei der
ersten Montage eine Anpassung sowohl an den benötigten
Abstand der Walzringe als auch an die Arbeitsbreite vorzunehmen.
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Walzen
haben grundsätzlich die Aufgabe, lockeren Boden zu verdichten
und unterliegen naturgemäß einem großen
Rollwiderstand, der von der antreibenden Zugmaschine überwunden
werden muss. Da das Aufbringen der Zugkraft durch die Zugmaschinenräder
insbesondere bei lockerem Boden mit schlechtem Wirkungsgrad und
damit hohem Energiebedarf verbunden ist, ist eine Lösung
bekannt, bei der Walzen mit einem von der Zugmaschine zu betreibenden
Drehantrieb ausgestattet sind.
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Walzen
können insbesondere bei feuchtem Boden durch Erdanhang
verstopfen. Dies kann zum Stillstand und damit zum Verlust der Funktionsfähigkeit
führen. Der Verstopfungsgefahr kann durch entsprechende
konstruktive Vorkehrungen entgegengewirkt werden. Die wichtigste
Methode besteht darin, den Innenraum des Walzenkörpers
so nach außen hin abzuschließen, dass keine Erde
eindringen kann.
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Aus
der
DE 195 38 584
A1 ist eine Bodenwalze bekannt, die aus mehreren rohrförmigen
Teilsegmenten besteht, die an ihren Stirnseiten miteinander verschweißt
sind und dadurch einen starren Walzenmantel (Grundkörper)
bilden. Die Teilsegmente besitzen jeweils keilförmige Erhebungen,
die den Walzenmantel nach außen hin überragen
und umlaufend auf diesem angeordnet sind. An den Stirnseiten des
Walzenmantels sind über Platten die Lagerzapfen angeordnet.
An der Innenseite des Walzenmantels sind Stabilisierungsstreben
angeschweißt.
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Diese
Lösung besitzt den Nachteil, dass nachträglich
keine Veränderung der Baugrößen, insbesondere
der Breite der Bodenwalze ermöglicht ist. Außerdem
ist die Reparatur der Bodenwalze beispielsweise bei einem Defekt
eines der Teilsegmente sehr aufwändig und uneffektiv.
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Aus
der
DE 33 24 157 C2 ist
ein walzenförmiges Bodenbearbeitungsgerät bekannt,
bei dem ein als Balken ausgebildeter Zentralrahmen mit einer Achse
ausgerüstet ist, die ein oder beidseitig mit anflanschbaren
ringförmigen Elementen korrespondierende Flansche aufweist.
Diese ringförmigen Elemente sind Packerringe und können
an der Achse oder einem anderen Packerring durch stabförmige Distanzstücke
angeflanscht werden. Nachteilig bei dieser Lösung ist die
durch den gewählten Aufbau bedingte schwer zu realisierende
Stabilität, insbesondere bei mehreren ringförmigen
Elementen. Außerdem ist eine Verschmutzung der Zwischenräume zwischen
den ringförmigen Elementen unvermeidlich.
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Es
existieren mehrere Lösungen, bei denen Walzensegmente verschiedenster
Art auf einem Tragrohr befestigt sind. (
DE 39 18 751 A1 ,
DE 89 15 811 U1 ,
DE 195 17 184 A1 ,
DE 195 38 585 A1 ,
DE 195 40 933 A1 ,
DE 102 15 477 A1 ,
DE 10 2006 022 536
A1 ,
DE
10 2006 022 537 A1 ,
DE 197 07 004 B4 ) Allen Lösungen
ist gemeinsam, dass die Montage der Segmente durch Aufschieben auf
das Rohr insbesondere im Reparaturfall, in dem die Segmente auf dem
Tragrohr nur sehr schwergängig verschiebbar sind, sehr
mühsam und zeitaufwendig ist. Dies ist insbesondere dann
von Bedeutung, wenn die Segmente aus Gummi bestehende Hohlkörper
und deswegen sehr anfällig gegen Beschädigung
durch Steine sind.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Walzenkörper für eine
Segmentwalze bereit zu stellen, der einen stabilen und konstruktiv
einfachen Aufbau besitzt, sich einfach demontieren lässt
und der sich insbesondere bezüglich der Breite leicht variieren
lässt. Außerdem soll ein wirksamer Schutz gegen
Verschmutzung des Innenraums des Walzenkörpers gegeben
sein.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruch 1 gelöst.
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Erfindungswesentlich
ist, dass das Distanzstück einen hohlen stabförmigen
Aufbau besitzt, zumindest ein Zugelement vorhanden ist, welches
an den Endstücken lösbar befestigt ist, und die
Endstücke, die Walzringe und die Distanzstücke
miteinander zumindest kraftschlüssig und lösbar
verbunden sind, wobei die Walzringe und die Distanzstücke
einen hohlen Grundkörper bilden und der Grundkörper in
radialer Richtung eine geschlossene Kontur aufweist.
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Dabei
können im Sinne der Erfindung die Walzringe und die Distanzstücke
einzeln, bestimmte Gruppen, ggf. segmentweise, d. h. insbesondere mehrere
Walzringe und Distanzstücke, oder alle, kraftschlüssig
und lösbar durch übliche Verbindungselemente,
beispielsweise Schraubverbindungen, miteinander verbunden sein.
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Alternativ
oder zusätzlich kann diese kraftschlüssige und
lösbare Verbindung durch zumindest ein Zugelement, beispielsweise
einen Gewindestab als Zugstange, realisiert werden.
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Der
erfindungsgemäße Aufbau des Walzenkörpers
und die Verwendung von nur lösbaren Verbindungen ermöglicht
es grundsätzlich, bei der jeder, d. h. nicht nur bei der
ersten Montage eine Anpassung sowohl an den benötigten
Abstand der Walzringe als auch an die Arbeitsbreite vorzunehmen.
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Damit
ist im Reparaturfall außerdem ein Auswechseln des defekten
Bauteils schnell und einfach, d. h. auch beim Nutzer der Segmentwalze,
ermöglicht.
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Außerdem
ist neben der Reparatur auch ein Umbau des Walzengrundkörpers
grundsätzlich ermöglicht.
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Neben
unterschiedlichen Längen der Distanzstücke können
auch unterschiedliche Walzringe, d. h. insbesondere unterschiedlich
bezüglich Form, Dimensionierung, Werkstoff und/oder Verwendung, vorgehalten
und für einen Umbau verwendet werden.
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Damit
ist durch dieses Baukastensystem ein nachhaltiger Zusatzeffekt ermöglicht;
die Variationsbreite für die Verwendung des Walzenkörpers
stark erweitert.
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Als
lösbare Verbindung ist eine Schraubverbindung (Gewinde-Mutter)
bevorzugt, wobei andere bekannte Verbindungsarten ebenso eine Verwendung
im Sinne der Erfindung finden können.
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Die
Bauteile: Distanzstück und Endstück, sollen möglichst
eine geschlossene Kontur besitzen, um insbesondere mit den Walzenringen
einen hohlen und schmutzdicht abgeschlossenen Raum bilden zu können.
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Die
Unteransprüche 2 bis 8 geben weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung gemäß Anspruch 1 wieder, ohne diese
zu begrenzen.
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Bevorzugt
ist, dass das Distanzstück einen rohrförmigen
oder kastenförmigen Aufbau besitzt. Das Distanzstück
soll möglichst vollständig oder zumindest teilweise
im Innern hohl sein, um gegenüber einem Vollstab oder Würfel
leichter und stabiler zu sein. Bezüglich der äußeren
Kontur des Distanzstücks ist somit nicht nur die klassische
Rohrform umfasst.
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Bevorzugt
ist außerdem, dass zwischen dem Walzring und dem Distanzstück
eine formschlüssige Verbindung besteht. Damit kann die
Stabilität des Walzenkörpers erhöht und
die Montage erleichtert werden.
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Die
Merkmale des Unteranspruchs 8 beinhalten eine Lösung, bei
der die Walze zum Zwecke der Reduzierung des Rollwiderstandes mittels
eines an sich bekannten Drehantriebes angetrieben wird. Dabei ist
mindestens ein Walzenring und oder mindestens ein Distanzstück
drehfest mit dem Abtrieb einer Antriebseinheit verbunden. Mittels
dieser Antriebseinheit kann auch auf mindestens einer Seite die
Lagerung des Walzenkörpers realisiert werden.
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Die
Montage des erfindungsgemäßen Walzenkörpers
kann grundsätzlich in folgenden Schritten erfolgen:
- a.) Auswahl der auf eine bestimmte Anwendung angepassten
Breite des Grundkörpers, Form und Dimension des Walzen-Ringes,
Dimensionierung der Distanzstücke sowie Art der lösbaren
Verbindung,
- b.) Anordnung der Bauteile zum axialen Spannen, gruppenweise
oder aller, ggf. unter Nutzung von Zentrierhilfen und
- c.) Axiales Verspannen aller Bauteile, ggf. vorheriges Verspannen
einzelner Bauteile zu Gruppen und/oder Gesamtzentrierung, und Befestigung zumindest
eines Zugelementes an den Endstücken.
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Die
Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher
erläutert, ohne damit alle Einsatzmöglichkeiten
der Erfindung abschließend dargestellt zu haben.
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Die
Figuren zeigen:
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1a eine
teilweise Seitenansicht und im Schnitt des erfindungsgemäßen
Walzenkörpers nach dem axialen Verspannen,
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1b eine
Ansicht der Stirnseite des erfindungsgemäßen Walzenkörpers
gemäß 1a,
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2a eine
Seitenansicht einer Ausführungsform des Walzen-Ringes 1,
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2b eine
Ansicht der Stirnseite, teilweise im Schnitt des Walzen-Ringes 1 gemäß 2a,
und
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3a eine
Seitenansicht einer Ausführungsform des Endstückes 4,
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3b eine
Ansicht der Stirnseite des Endstückes 4, im Schnitt,
gemäß 3a.
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1 zeigt eine teilweise Seitenansicht und im
Schnitt des erfindungsgemäßen Walzenkörpers 5 nach
dem axialen Verspannen mittels der Zugelemente 3.
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In 1a sind
in einer teilweisen Ansicht eines Walzenkörpers 5 neun
der Walzen-Ringe 1 und neun der Distanzstücke 2 dargestellt,
wobei jeweils zwischen zwei Walz- Ringen 1 ein Distanzstück 2 angeordnet
ist. (Der Walzenkörpers 5 kann insgesamt beispielsweise
elf Walzen-Ringe 1, zehn Distanzstücke 2 sowie
zwei Endstücke 4 besitzen.) Die Distanzstücke 2 besitzen
jeweils einen hohlen stabförmigen Aufbau, hier einen rohrförmigen
Aufbau. Die Distanzstücke 2, mit denen der Abstand
der anliegenden beiden Walzen-Ringe 1 bestimmbar ist, sind
hier alle gleichlang; können jedoch auch differieren.
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Am äußersten
Walzen-Ring 1.1 ist eines der beiden Endstücke 4 angeordnet,
wobei in 1a nur ein Endstück 4 dargestellt
ist. Dabei liegt das Endstück 4 formschlüssig
am Walzen-Ringe 1.1, dort an Aufnahme 1.4 des
Innenringes 1.3 an. Der Bodenbereich aller Walzringe 1 und
der Distanzstücke 2 besteht jeweils aus einem
unelastischen Material, hier bevorzugt aus Stahl, oder anderen diesbezüglich vergleichbaren
Materialien, wie Verbundwerkstoffen mit einer vergleichbaren Steifigkeit
zu Stahl, um insbesondere ein starres Gebilde durch Verspannen zu erreichen.
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Die
sechs Zugelemente 3, wobei in der Schnittdarstellung gemäß 1a nur
drei Zugelemente 3 ersichtlich sind, sind am Endstück 4 lösbar befestigt.
Zu diesem Zweck ist zumindest an beiden Enden der stabförmigen
Zugelemente 3 ein Gewindeabschnitt vorhanden, welcher in
Einbaulage durch entsprechende Bohrungen des Endstückes 4 ragt.
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Die
lösbare Verbindung ist hier durch eine Schraubverbindung
(Gewinde-Mutter) realisiert, wobei andere bekannte Verbindungsarten
ebenso eine Verwendung im Sinne der Erfindung finden können.
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Die
beiden Endstücke 4, die Walzringe 1 und die
Distanzstücke 2 sind durch das Verspannen, unter
Nutzung der Zugelemente 3, miteinander zumindest kraftschlüssig
und lösbar verbunden, wobei die Walzringe 1 und
die Distanzstücke 2 einen hohlen Grundkörper
bilden und der Grundkörper in radialer Richtung eine geschlossene
Kontur aufweist.
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Die
Walzenringe 1 besitzen im Bodenbereich zwei Aufnahme 1.4 für
das axiale formschlüssige Verbinden mit zwei Distanzstücken 2 oder
dem Endstück 4 und einem Distanzstück 2.
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Die
Distanzstücke 2 besitzen, hier rohrförmig,
in radialer Richtung eine geschlossene Oberfläche (Kontur),
d. h. es sind keine Bohrungen oder andere Öffnungen vorhanden.
Damit ist gesichert, dass die Walzringe 1 und die Distanzstücke 2 einen
holen Grundkörper bilden und der Grundkörper in
radialer Richtung eine geschlossene Kontur aufweist.
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In 1b ist
eine Ansicht der Stirnseite des erfindungsgemäßen
Walzenkörpers gemäß 1a dargestellt.
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Am äußersten
Walzen-Ringe 1.2 ist eines der beiden Endstücke 4 mit
Lagerstück 6 angeordnet. Das Lagerstück 6,
in Art und Weise in bekannter Bauform, weist jeweils eine Lageraufnahme
für einen Lagerzapfen auf.
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Die
sechs Zugelemente 3 ragen durch das Endstück 4 und
sind am Endstück 4 lösbar befestigt. Das
Endstück 4 besitzt nach dem Einbau des Walzenkörpers 5 in
eine Segmentwalze eine geschlossene Oberfläche (Kontur),
so dass die Endstücke 4, die Walzringe 1 und
die Distanzstücke 2 einen hohlen und schmutzdicht
abgeschlossenen Raum bilden.
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2a zeigt
eine Seitenansicht einer Ausführungsform des Walzen-Ringes 1.
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Der
Walzen-Ring 1 besitzt einen umlaufenden Außenring 1.2 einen
umlaufenden Innenring 1.3, die durch Speichen 1.5,
hier sechs Speichen, fest miteinander verbunden sind.
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Im
Bereich des Innenringes 1.3 befindet sich jeweils auf einer
Seite des Walzen-Ringes 1 eine Aufnahme 1.4 (der
insgesamt zwei Aufnahmen 1.4, die symmetrisch zueinander
angeordnet sind).
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Die
Walzenringe 1 besitzen somit im Bodenbereich des Innenringes 1.3 zwei
Aufnahme 1.4 für das axiale formschlüssige
Verbinden mit zwei Distanzstücken 2 oder dem Endstück 4 und
einem Distanzstück 2.
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2b zeigt
eine Ansicht der Stirnseite, teilweise im Schnitt des Walzen-Ringes 1 gemäß 2a.
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In
dem Teil der Ansicht der Stirnseite des Walzen-Ringes 1 sind
auf den beiden Flanken 1.21 und 1.22 des keilförmigen
Außenringes 1.2 versetzt zueinander Stollen 1.23 angeordnet.
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In
dem Teil der Ansicht der Stirnseite des Walzen-Ringes 1 im
Schnitt sind beiden Flanken 1.21 und 1.22 des
keilförmigen Außenringes 1.2 ersichtlich.
Der Außenring 1.2 ist durch die Speiche 1.5 mit dem
Innenring 1.3 verbunden.
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3a zeigt
eine Seitenansicht einer Ausführungsform des Endstückes 4.
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Das
symmetrische Endstück 4 besitzt eine zentrale
Bohrung 4.1 als Aufnahme für das Lager (in 3 nicht dargestellt). Außerdem
sind Bohrungen 4.2, hier sechs Bohrungen 4.2,
vorhanden, die der Durchführung der Enden der Zugelemente 3 (in 3 nicht dargestellt) zum Verspannen dienen.
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3b zeigt
eine Ansicht der Stirnseite des Endstückes 4,
im Schnitt, gemäß 3a.
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Im
Bereich der Außenkante des Endstückes 4 ist
eine umlaufende Aufnahme 4.3 angeordnet, die als Gegenstück
zur Aufnahme 1.4 des Walzenringes 1 dient und
ein formschlüssiges Verbinden ermöglicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19538584
A1 [0010]
- - DE 3324157 C2 [0012]
- - DE 3918751 A1 [0013]
- - DE 8915811 U1 [0013]
- - DE 19517184 A1 [0013]
- - DE 19538585 A1 [0013]
- - DE 19540933 A1 [0013]
- - DE 10215477 A1 [0013]
- - DE 102006022536 A1 [0013]
- - DE 102006022537 A1 [0013]
- - DE 19707004 B4 [0013]