JPH0364654A - 内燃機関用ピストン - Google Patents
内燃機関用ピストンInfo
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- JPH0364654A JPH0364654A JP1196944A JP19694489A JPH0364654A JP H0364654 A JPH0364654 A JP H0364654A JP 1196944 A JP1196944 A JP 1196944A JP 19694489 A JP19694489 A JP 19694489A JP H0364654 A JPH0364654 A JP H0364654A
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- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 34
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 34
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 5
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical group [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000035936 sexual power Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2251/00—Material properties
- F05C2251/04—Thermal properties
- F05C2251/042—Expansivity
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、内燃機関用ピストンに関する。
〈従来の技術〉
従来の内燃機関用ピストンとして、従来、第８図（実開
昭５９−１２６１５８号公報参照）及び第９図（特開昭
６２−２５１４５７号公報参照）に示すようなものがあ
る。
昭５９−１２６１５８号公報参照）及び第９図（特開昭
６２−２５１４５７号公報参照）に示すようなものがあ
る。
第８図のものは、コンプレッションリング１０の一方の
合口端部の外周面１１と燃焼室側に面する側面１２とに
寄った隅部に、側面と外周面と合口端面１３とに開放さ
れた凹部１４を有し、他方の合口端部には前記凹部１４
に対向する位置に、装着状態で該凹部１４に収容されて
着座する凸部１５を有した構成である。
合口端部の外周面１１と燃焼室側に面する側面１２とに
寄った隅部に、側面と外周面と合口端面１３とに開放さ
れた凹部１４を有し、他方の合口端部には前記凹部１４
に対向する位置に、装着状態で該凹部１４に収容されて
着座する凸部１５を有した構成である。
又、第９図のものは、コンプレンジョンリング１６の合
口部１７の下端角部を下方に向けて拡開するような面取
り加工を施し、合口部１７の上方の隙間Ｃ１が下方の隙
間Ｃ４より狭くなるようにした構成である。
口部１７の下端角部を下方に向けて拡開するような面取
り加工を施し、合口部１７の上方の隙間Ｃ１が下方の隙
間Ｃ４より狭くなるようにした構成である。
これらのコンプレッションリング１０．１６の構成によ
ると、高負荷域においては、ブローバイガスによりオイ
ルを吹き下げることによって、オイル消費を減少させる
ことができると共に、エンジンブレーキ時等において燃
焼室内が負圧になった時に、オイルが燃焼室内に吸い上
げらさされることを防止してオイル消費を減少させるこ
とができる。
ると、高負荷域においては、ブローバイガスによりオイ
ルを吹き下げることによって、オイル消費を減少させる
ことができると共に、エンジンブレーキ時等において燃
焼室内が負圧になった時に、オイルが燃焼室内に吸い上
げらさされることを防止してオイル消費を減少させるこ
とができる。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、上述のような従来のコンプレッションリ
ング構造にあっては、夫々次のような問題点があった。
ング構造にあっては、夫々次のような問題点があった。
即ち、第８図に示したものの場合、合口形状が複雑であ
ると共に、凸部１５が薄肉であるため、加工に係るコス
トの上昇や合口部の折損等を生じ易い等耐久性の低下を
招くという問題点がある。
ると共に、凸部１５が薄肉であるため、加工に係るコス
トの上昇や合口部の折損等を生じ易い等耐久性の低下を
招くという問題点がある。
第９図に示したものの場合、やはり合口形状が複雑で、
加工に係るコストの上昇を招く。又、合口部１７にオイ
ルが滞留し易い構成であるため、ブローバイガスによる
オイルの吹き下げ効果の悪化を招き、オイル消費を減少
させる効果に劣るという問題点がある。尚、この問題点
に関しては本発明者らの実験で明らかにされた。
加工に係るコストの上昇を招く。又、合口部１７にオイ
ルが滞留し易い構成であるため、ブローバイガスによる
オイルの吹き下げ効果の悪化を招き、オイル消費を減少
させる効果に劣るという問題点がある。尚、この問題点
に関しては本発明者らの実験で明らかにされた。
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、コ
ンプレッションリングの合口部とトップランド部の形状
等の改良により、加工に係るコストの低減及び耐久性の
向上を図ると共に、オイル消費の減少効果を向上した内
燃機関用ピストンを提供することを目的とする。
ンプレッションリングの合口部とトップランド部の形状
等の改良により、加工に係るコストの低減及び耐久性の
向上を図ると共に、オイル消費の減少効果を向上した内
燃機関用ピストンを提供することを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉
このため、本発明の内燃機関用ピストンは、シリンダラ
イナ５間を摺動するコンプレッションリングとオイルリ
ングとを、ピストン冠面倒から該ピストンに形成された
リング溝に順次配置させ、前記コンプレッションリング
上部に形成されたトップランドと、該コンプレッション
リングと前記順にオイルリングとの間に形成されたセカ
ンドランドとを有する内燃機関用ピストンにおいて、前
記コンプレッションリングの合口形状をストレートし、
合口隙間を熱膨張により突き当たらない範囲で微小に形
成し、前記トップランド下端外周面の面取りを、前記セ
カンドランド上端外周面の面取りより小さく設定した構
成とする。
イナ５間を摺動するコンプレッションリングとオイルリ
ングとを、ピストン冠面倒から該ピストンに形成された
リング溝に順次配置させ、前記コンプレッションリング
上部に形成されたトップランドと、該コンプレッション
リングと前記順にオイルリングとの間に形成されたセカ
ンドランドとを有する内燃機関用ピストンにおいて、前
記コンプレッションリングの合口形状をストレートし、
合口隙間を熱膨張により突き当たらない範囲で微小に形
成し、前記トップランド下端外周面の面取りを、前記セ
カンドランド上端外周面の面取りより小さく設定した構
成とする。
〈作用〉
かかる構成においては、コンブレッシゴンリング合口通
路面積を最小にすることができ、負圧時のオイル消費低
減を図れる。
路面積を最小にすることができ、負圧時のオイル消費低
減を図れる。
そして、コンプレッションリングの合口形状がストレー
トで簡略化されると共に、薄肉部のない構成であるため
、加工に係るコストの低減を図れると共に、合口部の折
損等を防止でき、耐久性の向上を図れる。又、合口部に
オイルが滞留し難い構成であるため、高負荷時にブロー
バイガスによるオイルの吹き上げ効果の悪化を招くこと
がなく、オイル消費を減少させる効果の向上を図ること
ができる。
トで簡略化されると共に、薄肉部のない構成であるため
、加工に係るコストの低減を図れると共に、合口部の折
損等を防止でき、耐久性の向上を図れる。又、合口部に
オイルが滞留し難い構成であるため、高負荷時にブロー
バイガスによるオイルの吹き上げ効果の悪化を招くこと
がなく、オイル消費を減少させる効果の向上を図ること
ができる。
〈実施例〉
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図において、ピストン６には、コンプレッションリ
ング２とオイルリング４とが組み込まれている。即ち、
コンプレッションリング２はトップランドｌとセカンド
ランド３の間に設けられたトップリング溝２ａ内に、オ
イルリング４はセカンドランド３とピストンスカート肩
部４ｂとの間に設けられたオイルリング溝４ａ内に、夫
々装着されている。前記トップランド１の下面外周には
Ｃ０，１以下の極力小さい面取り１ａが、セカンドラン
ド３の上面外周には該セカンドランド３とシリンダライ
ナ５間に形成されたセカンドランド容積３ｂ内の圧力が
所定の値となるように設定された面取り３ａが、夫々加
工されている。
ング２とオイルリング４とが組み込まれている。即ち、
コンプレッションリング２はトップランドｌとセカンド
ランド３の間に設けられたトップリング溝２ａ内に、オ
イルリング４はセカンドランド３とピストンスカート肩
部４ｂとの間に設けられたオイルリング溝４ａ内に、夫
々装着されている。前記トップランド１の下面外周には
Ｃ０，１以下の極力小さい面取り１ａが、セカンドラン
ド３の上面外周には該セカンドランド３とシリンダライ
ナ５間に形成されたセカンドランド容積３ｂ内の圧力が
所定の値となるように設定された面取り３ａが、夫々加
工されている。
上記トップランド１の前記面取り１ａは、セカンドラン
ド３の前記面取り３ａより小さく設定される。
ド３の前記面取り３ａより小さく設定される。
前記コンブレッジタンリング２の合口部２Ａの形状は、
第２図に示すように、ストレートに形成され、合口隙間
Ｃはピストン６の実働時に熱膨張により突き当たらない
軛囲で微小に形成されている。
第２図に示すように、ストレートに形成され、合口隙間
Ｃはピストン６の実働時に熱膨張により突き当たらない
軛囲で微小に形成されている。
次に作用を説明する。
一般に、高負荷時のオイル消費と、エンジンブレーキ特
等燃焼室内の圧力が負圧の時のオイル消費と、コンプレ
ッションリング合口通路面積との関係は、第３図に示す
通りである。
等燃焼室内の圧力が負圧の時のオイル消費と、コンプレ
ッションリング合口通路面積との関係は、第３図に示す
通りである。
つまり、第４図（ａ）、 （ｂ）に示すように、高負荷
時のように燃焼圧力が高い場合、コンプレッションリン
グ２はリング溝２ａ下面に押し付けられるため、コンプ
レッションリング合口通路面積ＳＩが大きい程、ブロー
バイガス量が増し、オイルの吹き下げ効果が増すため、
オイル消費量は減少する。
時のように燃焼圧力が高い場合、コンプレッションリン
グ２はリング溝２ａ下面に押し付けられるため、コンプ
レッションリング合口通路面積ＳＩが大きい程、ブロー
バイガス量が増し、オイルの吹き下げ効果が増すため、
オイル消費量は減少する。
一方、負圧時は、第５図（ａ）、 （ｂ）に示すように
、負圧によりコンプレッションリング２がリング溝２ａ
上面に吸い上げられるため、コンプレッションリング合
口通路面積Ｓ２が小さい程、オイル上がりが防止できる
ため、オイル消費量は減少する。
、負圧によりコンプレッションリング２がリング溝２ａ
上面に吸い上げられるため、コンプレッションリング合
口通路面積Ｓ２が小さい程、オイル上がりが防止できる
ため、オイル消費量は減少する。
従って、コンプレッションリング２の合口部２Ａのみで
通路面積を変化させる場合、高負荷時と負圧時のオイル
消費低減を両立させる点は、第３図中のＥ点しか存在し
ない。
通路面積を変化させる場合、高負荷時と負圧時のオイル
消費低減を両立させる点は、第３図中のＥ点しか存在し
ない。
そこで、上記高負荷時と負圧時のオイル消費低減を両立
させるべく、コンブレラシランリング合口通路面積Ｓ、
を大きく、Ｓ２を小さくする必要がある。
させるべく、コンブレラシランリング合口通路面積Ｓ、
を大きく、Ｓ２を小さくする必要がある。
従って、第１図及び第２図に示した実施例においては、
コンプレッションリング２の合口隙間Ｃを実働時に熱膨
張により突き当たらない範囲で最小にしく例えば、ボア
径φ８３に対してＣ＝０．２閣）、かつ トップランド
１の下端外周の面取りｌａをＣ０，１以下の極力小さい
面取りとすることにより、コンプレッションリング合口
通路面積Ｓｔを最小にすることができ、負圧時のオイル
消費低減を図れる。
コンプレッションリング２の合口隙間Ｃを実働時に熱膨
張により突き当たらない範囲で最小にしく例えば、ボア
径φ８３に対してＣ＝０．２閣）、かつ トップランド
１の下端外周の面取りｌａをＣ０，１以下の極力小さい
面取りとすることにより、コンプレッションリング合口
通路面積Ｓｔを最小にすることができ、負圧時のオイル
消費低減を図れる。
一方、コンプレッションリング２の合口隙間Ｃとピスト
ンクリアランスＣ２による通路面積５１（＝Ｃ，ＸＣ）
に、セカンドランド３上面外周の面取りＣＩとコンプレ
ッションリング２の合口隙間Ｃによる通路面積Ｓｌ’
を加えることにより、コンプレッションリング合口通路
面積Ｓ１を大きくすることができ、高負荷時のオイル消
費低減を図れる。
ンクリアランスＣ２による通路面積５１（＝Ｃ，ＸＣ）
に、セカンドランド３上面外周の面取りＣＩとコンプレ
ッションリング２の合口隙間Ｃによる通路面積Ｓｌ’
を加えることにより、コンプレッションリング合口通路
面積Ｓ１を大きくすることができ、高負荷時のオイル消
費低減を図れる。
尚、上記セカンドランド３の上面外周の面取りＣＩ（３
ａ）の大きさは、第６図に示したグラフ（自技会、昭和
６３年春季講演会「２本すング構成のシール性能」第２
１２頁参照）から、セカンドランド容積３ｂ内の圧力が
０．１８Ｍ Ｐ ａ以上になるように決定する。
ａ）の大きさは、第６図に示したグラフ（自技会、昭和
６３年春季講演会「２本すング構成のシール性能」第２
１２頁参照）から、セカンドランド容積３ｂ内の圧力が
０．１８Ｍ Ｐ ａ以上になるように決定する。
つまり、以下の関係式が成立することが必要である。
（１）コンプレッションリング通路面積；Ｓ１□（２）
セカンドランド容積：Ｖ、２ かかる（１）と（２）の関係式は、第６図から直線Ｇの
関数を求めることで、次のようになる。
セカンドランド容積：Ｖ、２ かかる（１）と（２）の関係式は、第６図から直線Ｇの
関数を求めることで、次のようになる。
■１□ ≦８３２ＯＳ 、□−４４９
ＳＩ□ ≧（Ｖ、□ ＋４４９） ／８３２０そして、
本実施例においては、 ＳＩｚ ＝Ｓ＋ ’ ＋Ｓ＋ ”であるから、；＋
３ 、 ｌ≧（（Ｖ、！＋４４９）／８３２０ ） −
３，−・・（３）ここで、ＳＩ”は負圧時のオイル消費
低減により決定し、上記（３）式が成立するようにセカ
ンドランド３の上面外周の面取りＣＩ （３ａ）の大
きさを設定すれば良い。
本実施例においては、 ＳＩｚ ＝Ｓ＋ ’ ＋Ｓ＋ ”であるから、；＋
３ 、 ｌ≧（（Ｖ、！＋４４９）／８３２０ ） −
３，−・・（３）ここで、ＳＩ”は負圧時のオイル消費
低減により決定し、上記（３）式が成立するようにセカ
ンドランド３の上面外周の面取りＣＩ （３ａ）の大
きさを設定すれば良い。
かかる構成によると、コンプレッションリング２の合口
形状がストレートで簡略化されると共に、薄肉部のない
構成であるため、加工に係るコストの低減を図れると共
に、合口部２Ａの折損等を防止でき、耐久性の向上を図
れる。又、合口部２Ａにオイルが滞留し難い構成である
ため、ブローバイガスによるオイルの吹き上げ効果の悪
化を招くことがなく、オイル消費を減少させる効果の向
上を図ることができる。
形状がストレートで簡略化されると共に、薄肉部のない
構成であるため、加工に係るコストの低減を図れると共
に、合口部２Ａの折損等を防止でき、耐久性の向上を図
れる。又、合口部２Ａにオイルが滞留し難い構成である
ため、ブローバイガスによるオイルの吹き上げ効果の悪
化を招くことがなく、オイル消費を減少させる効果の向
上を図ることができる。
尚、本実施例における負圧時と高負荷時のオイル消費量
低減を両立できるゾーンは、第７図に示した斜線ゾーン
であり、広い範囲で存在させることが可能となる。
低減を両立できるゾーンは、第７図に示した斜線ゾーン
であり、広い範囲で存在させることが可能となる。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明に係る内燃機関用ピストン
によると、コンプレッションリングの合口形状をストレ
ートとし、合口隙間を熱膨張により突き当たらない範囲
で微小に形成し、かつトップランド下端外周面の面取り
を、セカンドランド上端外周面の面取りより小さく設定
するようにしたから、コンプレッションリングの加工コ
ストの低減と、耐久性の向上を図りつつ、高負荷時並び
にエンジンブレーキ等の燃焼室内圧力が負圧時のオイル
消費を低減することができるという利点がある。
によると、コンプレッションリングの合口形状をストレ
ートとし、合口隙間を熱膨張により突き当たらない範囲
で微小に形成し、かつトップランド下端外周面の面取り
を、セカンドランド上端外周面の面取りより小さく設定
するようにしたから、コンプレッションリングの加工コ
ストの低減と、耐久性の向上を図りつつ、高負荷時並び
にエンジンブレーキ等の燃焼室内圧力が負圧時のオイル
消費を低減することができるという利点がある。
Claims (1)
- シリンダライナ内壁を摺動するコンプレッションリング
とオイルリングとを、ピストン冠面側から該ピストンに
形成されたリング溝に順次配置させ、前記コンプレッシ
ョンリング上部に形成されたトップランドと、該コンプ
レッションリングと前記オイルリングとの間に形成され
たセカンドランドとを有する内燃機関用ピストンにおい
て、前記コンプレッションリングの合口形状をストレー
トとし、合口隙間を熱膨張により突き当たらない範囲で
微小に形成し、前記トップランド下端外周面の面取りを
、前記セカンドランド上端外周面の面取りより小さく設
定したことを特徴とする内燃機関用ピストン。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1196944A JPH0364654A (ja) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | 内燃機関用ピストン |
| US07/557,081 US5035210A (en) | 1989-07-31 | 1990-07-25 | Piston assembly of internal combustion engine |
| DE90308443T DE69001467T2 (de) | 1989-07-31 | 1990-07-31 | Kolbenzusammenbau für eine Brennkraftmaschine. |
| EP90308443A EP0411913B2 (en) | 1989-07-31 | 1990-07-31 | Piston assembly of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1196944A JPH0364654A (ja) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | 内燃機関用ピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0364654A true JPH0364654A (ja) | 1991-03-20 |
Family
ID=16366255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1196944A Pending JPH0364654A (ja) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | 内燃機関用ピストン |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5035210A (ja) |
| EP (1) | EP0411913B2 (ja) |
| JP (1) | JPH0364654A (ja) |
| DE (1) | DE69001467T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10864339B2 (en) | 2013-10-29 | 2020-12-15 | Indian Ocean Medical Inc. | Airway tube |
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| JPH09280053A (ja) * | 1996-04-16 | 1997-10-28 | Kioritz Corp | ２サイクルエンジン |
| AT4877U1 (de) * | 2000-08-24 | 2001-12-27 | Avl List Gmbh | Kolben für eine viertakt-brennkraftmaschine |
| DE10311155A1 (de) * | 2003-03-14 | 2004-09-23 | Gapi Technische Produkte Gmbh | Dichtring und Dichtringanordnung |
| US6935220B2 (en) * | 2003-05-30 | 2005-08-30 | Bendix Commercial Vehicle Systems, Llc | Contoured piston |
| US10753310B2 (en) | 2012-02-10 | 2020-08-25 | Tenneco Inc. | Piston with enhanced cooling gallery |
| CN105518356B (zh) * | 2013-08-07 | 2017-12-22 | 费德罗-莫格尔公司 | 活塞环 |
| JP6695663B2 (ja) * | 2015-07-09 | 2020-05-20 | 株式会社リケン | 内燃機関用のピストンリング |
| US10030604B2 (en) | 2016-07-29 | 2018-07-24 | Caterpillar Inc. | Piston top land structure |
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| US3862480A (en) * | 1971-11-05 | 1975-01-28 | Int Harvester Co | Ring manufacture, productive of face contact seal |
| US4079661A (en) * | 1976-06-04 | 1978-03-21 | Caterpillar Tractor Co. | Piston construction |
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| US4848212A (en) * | 1986-04-24 | 1989-07-18 | Mazda Motor Corporation | Internal combustion engine piston with two compression rings having reduced oil consumption |
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-
1989
- 1989-07-31 JP JP1196944A patent/JPH0364654A/ja active Pending
-
1990
- 1990-07-25 US US07/557,081 patent/US5035210A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-07-31 EP EP90308443A patent/EP0411913B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-07-31 DE DE90308443T patent/DE69001467T2/de not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US10864339B2 (en) | 2013-10-29 | 2020-12-15 | Indian Ocean Medical Inc. | Airway tube |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0411913A1 (en) | 1991-02-06 |
| DE69001467T2 (de) | 1993-11-11 |
| EP0411913B1 (en) | 1993-04-28 |
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| US5035210A (en) | 1991-07-30 |
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