CN102712989A - 带有曲轴箱的内燃机以及用于制造曲轴箱的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及带有曲轴箱的内燃机，该曲轴箱具有至少一个为容纳活塞而设置的汽缸，所述汽缸的内侧设有构成用于活塞的工作面的涂层，其中，所述涂层具有大量的孔隙，并且，孔隙的平均尺寸和/或孔隙面积份额在所述汽缸的长度上变化。

Description

带有曲轴箱的内燃机以及用于制造曲轴箱的方法
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的带有曲轴箱的内燃机以及一种按照权利要求2的特征的用于制造曲轴箱的方法。
背景技术
用于内燃机的曲轴箱目前主要是在压铸工艺中由轻金属材料制成。在此通常采用铝硅合金。为了能够在压铸工艺中对这种合金进行加工，而限于采用亚共晶铝硅合金。采用铝硅合金，能够在压铸工艺中非常低成本地和大批量地生产曲轴箱。
压铸制成的汽缸表面不能够持久地承受活塞/活塞环-汽缸系统中的摩擦应力载荷。一方面，压铸制成的曲轴箱具有相对较高的多孔性。另一方面，亚共晶铝硅合金表面的摩擦应力承载性能由于其相对较小的强度、相对较高的延展性以及其过于小的耐磨强度而不适合作为汽缸工作面。因此，为获得足够的耐用度，经常采用灰铸铁衬套，该衬套被置于轻金属曲轴箱的汽缸中。
作为另一选择方案，已知这样的轻金属曲轴箱，其汽缸工作面用合适的表面材料加以涂层。US 5,908,670、WO 9749497、EP 568315B1、US 5,626,674以及US 5,380,564介绍了相应的涂层工艺，其中，首先借助于高压流体射流对汽缸工作面进行粗糙化处理，接着以熔化的金属滴或者合金滴的形式，例如，通过电弧线材喷涂方法往粗糙化处理的汽缸的内表面上敷设涂层。
此外，题为“Thermal spraying of cylinder bores with the PlasmaTransferred Wire Arc process”，作者为K.Bobzin、F. Ernst、K.Richardt、T.Schlaefer、C.Verpoort、G. Flores，刊登在Surface andCoating Technology，第202卷，第18期，2008年6月15日，第4438-4443页的文章；以及另一篇题为“Thermal Spraying of Cylinder Bores withthe PTWA Internal Coating System”，作者为K.Bobzin等人，刊登在Proceedings of the ASME Internal Combustion Engine Division Fall2007 Technical Conference，ICEF07，2007年10月14-17日，Charleston，South Carolina，USA的文章都属于相关的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种带有至少一个汽缸的内燃机曲轴箱，该汽缸的工作面有涂层，其中，该工作面应具备高的抗摩擦能力。
所述目的通过权利要求1或者2的特征来实现，可从各从属权利要求中获得本发明的一些有利的设计方案和改进方案。
本发明的出发点是带有曲轴箱的内燃机，该曲轴箱具有至少一个为容纳活塞而设置的汽缸，汽缸的内侧设有构成用于活塞的工作面的涂层。
本发明的核心在于，涂层具有大量的孔隙，其中，孔隙的平均尺寸和/或孔隙面积份额在汽缸的长度上变化。
例如，以如下方式“设定”平均孔隙尺寸和孔隙面积份额可能是有意义的，即，使平均孔隙尺寸以及孔隙面积份额从汽缸底端向着汽缸顶端的方向减小。所说“汽缸顶端”是指其上安装汽缸盖的那个端部。汽缸底端是指背离汽缸盖的端部。
或者，作为另一选择，以如下方式设定孔隙的尺寸和孔隙面积份额可能是有利的，即，使它们在汽缸的中间区域内最大并且向着顶端和底端的方向减小。
或者，作为另一选择，可设置如下：使孔隙面积份额从汽缸顶端向着汽缸底端的方向增大，并且，平均孔隙尺寸在汽缸的长度上基本恒定。
或者，作为另一选择，可设置如下：使孔隙面积份额在汽缸的中间区域内最小并且朝汽缸两端方向增大，并且，平均孔隙尺寸在汽缸的长度上基本恒定。
根据本发明，制造用于内燃机的具有至少一个汽缸的曲轴箱的方法特别是包括以下步骤：
-在压铸工艺中，由轻金属材料例如由铝硅合金浇铸曲轴箱。对此特别可考虑亚共晶铝硅合金。
-接下来对所述至少一个汽缸的内侧进行精车。
-然后对经过精车的内侧进行粗糙化处理。
-最后往经过粗糙化处理的内侧上敷设涂层，该涂层构成用于置入汽缸内的活塞的工作面。根据本发明如此敷设该涂层，即，形成带有大量孔隙的涂层，其中，平均孔隙尺寸和/或孔隙面积份额在汽缸的长度上变化。
对于在摩擦学上有利的表面涂层的构造设计，具有决定性意义的是喷射到经粗糙化处理的汽缸内侧上的金属滴或者合金滴的尺寸。
该液滴尺寸应该处在0.5μm与500μm之间的范围内，优选在0.5μm与150μm之间的范围内，以便实现尽可能精细分布的孔隙。
产生的这些孔隙更可能是圆的或者椭圆的或细长的形状。从孔隙的长宽比大于例如4∶1起，被称为长孔隙。孔隙的长宽比小于例如4∶1，则被称为圆孔隙。孔隙用来“储”油，并且在马达运行中构成“微压室(Mikrodruckkammern)”。
“孔隙面积份额”在金相的横断面磨片(Querschliff)中加以确定。所说“孔隙面积份额”的概念可以理解为在横断面磨片中所求得的全部包含于一个评估面积(计算面积)中的孔隙面积之和相对于整个评估面积的比例。
长孔隙相对于圆孔隙的比例通过孔隙内部的压力分布而决定性地确定了摩擦学性能。例如当长孔隙相对于圆孔隙的比例在0.01和2.5之间的范围内时，则可获得最优的摩擦特性。
孔隙面积份额、孔隙尺寸以及孔隙分布在气缸的长度上如此地适配摩擦系统的相应要求，即，使得在所有的运行状态中都拥有最优的润滑条件或者磨损性能。平均孔隙尺寸在内燃机运行中对于活塞环和汽缸工作面之间的润滑油膜的承载能力的确定非常重要。
必须如此选择涂层材料，即，使得能够在混合摩擦区中，特别是在汽缸底端或者顶端的区域中(下面的和上面的死点)得到足够的耐磨性。作为涂层材料，可以考虑例如非合金钢，特别是FeC-材料，特别是材料FeC0.8。
经精车的汽缸表面的粗糙度，也就是在粗糙化处理之前，可以在例如Rz＝2μm-25μm的范围内。
对经过精车的汽缸内侧的粗糙化处理可以通过机械和/或化学的方式来进行。例如，可以考虑对经过精车的汽缸内侧进行切削加工。作为选择或者补充，经精车的汽缸内侧也可以被喷砂或喷刚玉。另外，还可考虑通过用流体特别是用乳浊液和/或悬浮液进行高压喷射来实现粗糙化处理。
通过粗糙化处理，在汽缸表面产生了微小(微观)的侧凹。若汽缸表面的粗糙度在粗糙化工序之后处在Rz＝30μm-200μm范围内，这被证明为特别有利。
在通过这种方式预处理的汽缸表面上，接下来敷设在摩擦学上合适的材料作为汽缸工作面。该敷设可通过例如电弧线材喷涂方法来进行，其中，熔化成液态的金属滴或者合金滴借助于流体射流以非常高的速度被抛射到经粗糙化处理的汽缸表面，由此产生具有大量孔隙的工作面层。
在敷设涂层之后，通过机械的珩磨工艺对该涂层进行最终加工。
对于涂层的耐磨性(也就是耐磨强度)来说，首先，涂层中氧化物的含量是决定性的。紧接喷涂之后在由液态过渡到固态时的氧化物生成，可通过改变用于喷涂金属滴或者合金滴所采用的载体气体的组份配比而有针对性地加以控制。作为载体气体，可以采用富含氮的空气。汽缸工作面的硬度变化曲线可以相应于在汽缸的长度上变化的硬度分布特征来设定，其中，该硬度可优选在300HV到700HV之间的硬度范围内。
在敷设熔化成液态的金属滴或者合金滴时所产生的圆的以及长的孔隙在汽缸表面构成了一种包括不相互连接的空穴的系统。为了使这些空穴能够起到微压室的作用，并且在内燃机的工作循环过程中供应足够的油，如已经提及的那样，在敷设涂层之后进行精细结构化珩磨作为最终加工是必需的。
为保证工作表面具备良好的承载能力以及保证良好的油供应，工作表面的Rpk应该处在：
-0.05μm-2μm之间的范围内，
-优选在0.05μm-1.5μm之间的范围内，
-并且特别优选在0.05μm-1.1μm之间的范围内。
汽缸工作面的Rvk应该在0.5μm-15μm之间的范围内，优选在1μm-10μm之间的范围内。
此外，重要的是，粗糙度特征值V0在0.1μm-16μm之间的范围内，优选在0.1μm-11μm之间的范围内。
粗糙度特征值Rk应该在0.05μm-5μm之间的范围内，优选在0.05μm-3μm之间的范围内，并且特别优选在0.1μm-2μm之间的范围内。
只有这些粗糙度特征值的有益组合才确保珩磨后的汽缸表面具有最佳的摩擦特性。
根据本发明所敷设的涂层与传统的过共晶铝硅材料相比，具有明显改善的耐磨强度。
在传统的汽缸中是被置入灰铸铁衬套，与该汽缸相比，由于敷设的涂层基本上不具有自身的刚性并且配合于汽缸基质的结构，所以可注意到有较小的汽缸翘曲变形。从另一方面来说，这点又能够降低活塞环的压紧力，从而最终导致摩擦损耗的减小。涂层中固有的微压室引起了更高的流体动力学上的摩擦份额比例，这同样对损耗性摩擦起积极的作用。
根据本发明的涂层相对于目前经常使用的灰铸铁衬套具有非常高的抗腐蚀性，并且，即使是在很高的燃烧温度以及酸性介质情况下，会基于改善的导热而从汽缸表面导入冷介质中。
固有的微压室与灰铸铁衬套相比，在取得同样润滑效果的情况下能够实现更为精细的表面组织结构，并从而实现摩擦优势。
由此，轻金属压铸件与Fe涂层的组合能够实现成本优势。因为可免用至今为止一直使用的灰铸铁衬套，所以还获得了重量优势以及更高的耐磨强度。
附图说明
下面结合附图更为详细地介绍本发明。唯一的附图1以示意图示出了根据本发明的涂层的表面性质。
具体实施方式
图1以展开图示意性地示出了内燃机的被珩磨光滑的汽缸表面(工作面)。该工作面更可能具有“长孔隙”以及“圆孔隙”。从孔隙的长/宽比(x1∶x2)大于4∶1起，在这里称之为长孔隙，低于此比例则被称为圆孔隙。
孔隙面积份额在金相的横断面磨片中确定。孔隙面积份额由全部孔隙面积之和与整个评估面积A的比例算出。近似地，一个孔隙的孔隙面积可以当作“矩形”来考虑，也就是孔隙面积≈x1＊x2。

Claims (15)

1.带有曲轴箱的内燃机，该曲轴箱具有至少一个为容纳活塞而设置的汽缸，所述汽缸的内侧设有构成用于活塞的工作面的涂层，其特征在于，所述涂层具有大量的孔隙，其中，孔隙的平均尺寸和/或孔隙面积份额在所述汽缸的长度上变化。
2.制造用于内燃机的具有至少一个汽缸的曲轴箱的方法，包括以下步骤：
-在压力加工工艺中，由轻金属材料特别是由铝硅合金浇铸所述曲轴箱，
-精车所述汽缸的内侧，
-对经过精车的所述内侧进行粗糙化处理，
-在经过粗糙化处理的所述内侧上敷设构成用于活塞的工作面的涂层，
其特征在于，制作出带有大量孔隙的涂层，其中，孔隙的平均尺寸和/或孔隙面积份额在汽缸的长度上变化。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述粗糙化处理以机械的和/或化学的方法进行。
4.如权利要求2或3之任一项所述的方法，其特征在于，所述粗糙化处理通过以下方式实现：
-通过切削加工，或
-通过喷砂或者喷刚玉，或
-通过用流体特别是用乳浊液和/或悬浊液进行高压喷射。
5.如权利要求2至4之任一项所述的方法，其特征在于，所述汽缸的经过粗糙化处理的内侧具有Rz＝30μm-200μm的表面粗糙度或在Rz＝30μm-200μm范围内的表面粗糙度。
6.如权利要求2至5之任一项所述的方法，其特征在于，所述涂层通过喷涂熔化成液态的液滴而被敷设，特别是通过电弧线材喷涂方法。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述熔化成液态的液滴借助于载体气体被抛射到所述汽缸的经过粗糙化处理的内侧上，其中，所述载体气体主要由富含氮的空气构成。
8.如权利要求1所述的内燃机或者如权利要求1至7之任一项所述的方法，其特征在于，所述涂层是涉及一种铁基涂层，特别是涉及一种由非合金钢组成的涂层，特别是涉及一种FeC-涂层，特别是涉及一种FeC0.8-涂层。
9.如权利要求1所述的内燃机或者如权利要求2至8之任一项所述的方法，其特征在于，所述涂层的、参与决定该涂层的硬度的氧化物含量在所述汽缸的长度上变化，并且是处在300HV与700HV之间的范围内。
10.如权利要求1所述的内燃机或者如权利要求2到9之任一项所述的方法，其特征在于，所述工作面通过机械的珩磨工艺而被最终加工或者是被珩磨的。
11.如权利要求1所述的内燃机或者如权利要求10所述的方法，其特征在于，经珩磨的所述工作面具有处在下述范围内的粗糙度：
●Rpk在0.05μm-2μm之间的范围中，和/或
●Rvk在范围＝0.5μm-15μm内，和/或
●V0在0.1μm-16μm之间的范围中，和/或
●Rk在0.05μm-5μm之间的范围中。
12.如权利要求1所述的内燃机或者如权利要求2至11之任一项所述的方法，其特征在于，所述汽缸具有靠近汽缸盖的顶端和靠近油槽的底端，其中，孔隙的尺寸以及孔隙面积份额从所述底端向所述顶端的方向减小。
13.如权利要求1所述的内燃机或者如权利要求2至11之任一项所述的方法，其特征在于，所述汽缸具有靠近汽缸盖的顶端和靠近油槽的底端以及处于这两端之间的中间区域，其中，孔隙的尺寸和孔隙面积份额在所述中间区域内最大并且朝所述顶端和所述底端方向减小。
14.如权利要求1所述的内燃机或者如权利要求2至11之任一项所述的方法，其特征在于，孔隙面积份额从汽缸顶端向汽缸底端的方向增大，并且，平均孔隙尺寸在所述汽缸的长度上基本恒定。
15.如权利要求1所述的内燃机或者如权利要求2至11之任一项所述的方法，其特征在于，孔隙面积份额在汽缸的中间区域内最小并且朝汽缸两端方向增大，并且，平均孔隙尺寸在所述汽缸的长度上基本恒定。
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WO (1) WO2011044979A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105658837A (zh) * 2013-08-26 2016-06-08 宝马股份公司 用于涂覆气缸壁的设备
CN107178430A (zh) * 2016-03-09 2017-09-19 福特汽车公司 具有可变涂层的汽缸孔
CN109195736A (zh) * 2016-05-31 2019-01-11 大众汽车有限公司 气缸、用于对气缸进行最后加工的方法、往复式活塞系统和往复式活塞系统的使用

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8701259B2 (en) * 2010-11-30 2014-04-22 GM Global Technology Operations LLC Main shaft remanufacturing
BR112013023661A2 (pt) * 2011-03-14 2016-12-13 Volvo Technology Corp motor de combustão, cilindro para um motor de combustão, e revestimento de cilindro para um motor de combustão
DE102012009030A1 (de) * 2012-05-05 2013-11-07 Mahle International Gmbh Anordnung aus einem Kolben und einem Kurbelgehäuse für einen Verbrennungsmotor
DE102013200055B3 (de) * 2013-01-04 2014-05-08 Ford-Werke Gmbh Verfahren zum thermischen Beschichten einer Oberfläche
DE102013200054A1 (de) 2013-01-04 2014-07-10 Ford-Werke Gmbh Verfahren zum thermischen Beschichten einer Oberfläche
DE102013109043A1 (de) 2013-03-25 2014-09-25 Mag Ias Gmbh Gleitfläche
BR102013018952B1 (pt) * 2013-07-24 2021-10-26 Mahle Metal Leve S/A Conjunto de deslizamento
DE102013223011A1 (de) * 2013-11-12 2015-05-13 Ford-Werke Gmbh Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Oberfläche eines tribologischen Systems
DE102014008922A1 (de) * 2014-06-17 2015-12-17 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zum Behandeln einer Oberfläche
US20170234264A1 (en) * 2014-10-17 2017-08-17 KS Koblenschidmt GmbH Coating for Components of Internal Combustion Engines
US10138840B2 (en) 2015-02-20 2018-11-27 Ford Global Technologies, Llc PTWA coating on pistons and/or cylinder heads and/or cylinder bores
DE102015219702A1 (de) 2015-10-12 2017-04-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hubkolbenmaschine
DE102022105774A1 (de) 2022-03-11 2023-09-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Bearbeiten eines Kurbelgehäuses sowie Kurbelgehäuse

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3749072A (en) * 1969-07-30 1973-07-31 Chromium Corp Internal combustion engine cylinder liners
DE19508687A1 (de) * 1994-04-08 1995-10-12 Ford Werke Ag Beschichtungsverfahren für Motorzylinder von Kraftfahrzeugen
CN1441078A (zh) * 2002-02-27 2003-09-10 苏舍美特科公司 内燃机气缸工作表面的表面层以及施加该表面层的方法
US20060278071A1 (en) * 2004-01-20 2006-12-14 Johannes Leweux Internal combustion engine
FR2924365A1 (fr) * 2007-12-03 2009-06-05 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de fabrication d'un revetement comportant des pores aptes a retenir un lubrifiant et piece comportant un tel revetement

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3657078A (en) 1969-07-30 1972-04-18 Chromium Corp Of America Method of producing cylinder liners with different degrees of roughness in high and low pressure areas
US3620137A (en) * 1969-10-06 1971-11-16 Ramsey Corp Piston sleeve
US4068645A (en) * 1973-04-16 1978-01-17 Comalco Aluminium (Bell Bay) Limited Aluminum-silicon alloys, cylinder blocks and bores, and method of making same
US5080056A (en) * 1991-05-17 1992-01-14 General Motors Corporation Thermally sprayed aluminum-bronze coatings on aluminum engine bores
JP2586986B2 (ja) * 1992-04-28 1997-03-05 プログレツシイヴ ブラ−ステイング システムズ インコ−ポレイテツド 金属表面にブラストする装置と方法
US5380564A (en) * 1992-04-28 1995-01-10 Progressive Blasting Systems, Inc. High pressure water jet method of blasting low density metallic surfaces
EP0858519B1 (de) * 1995-10-31 2000-05-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum herstellen einer gleitfläche auf einem metallischen werkstück
WO1997049497A1 (en) * 1996-06-24 1997-12-31 Tafa, Incorporated Apparatus for rotary spraying a metallic coating
US5691004A (en) * 1996-07-11 1997-11-25 Ford Global Technologies, Inc. Method of treating light metal cylinder bore walls to receive thermal sprayed metal coatings
DE19840117C2 (de) * 1998-09-03 2001-08-16 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Oberflächenbearbeitung der Innenseite von Zylinderbohrungen
CN1293225C (zh) * 1998-12-18 2007-01-03 大众汽车有限公司 内腔表面的热喷涂方法和实施该方法的装置
AT4434U1 (de) * 2000-07-13 2001-07-25 Avl List Gmbh Laufbuchse für eine hubkolbenmaschine sowie verfahren zu deren herstellung
JP3821219B2 (ja) * 2002-03-27 2006-09-13 日本ピストンリング株式会社 内周面に表面処理皮膜を有するシリンダライナ及びその加工方法
DE10308422B3 (de) 2003-02-27 2004-07-15 Daimlerchrysler Ag Gleitfläche und Verfahren zur Herstellung einer Gleitfläche
US20050016489A1 (en) * 2003-07-23 2005-01-27 Endicott Mark Thomas Method of producing coated engine components
JP2005307857A (ja) * 2004-04-21 2005-11-04 Toyota Motor Corp シリンダブロック及びその製造方法
US7104240B1 (en) * 2005-09-08 2006-09-12 Deere & Company Internal combustion engine with localized lubrication control of combustion cylinders
DE502006007980D1 (de) * 2006-12-12 2010-11-11 Nagel Masch Werkzeug Verfahren zur Feinbearbeitung zylindrischer Innenflächen von Bohrungen sowie Feinbearbeitungsanlage hierfür
JP4935450B2 (ja) * 2007-03-26 2012-05-23 トヨタ自動車株式会社 溶射被膜とその形成方法、溶射材料線材およびシリンダブロック
DE102008058452A1 (de) * 2008-08-05 2010-02-11 Gühring Ohg Verfahren und Werkzeug zur Erzeugung einer Oberfläche vorbestimmter Rauheit
JP5651922B2 (ja) * 2009-03-04 2015-01-14 日産自動車株式会社 シリンダブロック及び溶射皮膜形成方法
US20120227699A1 (en) * 2011-03-08 2012-09-13 GM Global Technology Operations LLC Linerless engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3749072A (en) * 1969-07-30 1973-07-31 Chromium Corp Internal combustion engine cylinder liners
DE19508687A1 (de) * 1994-04-08 1995-10-12 Ford Werke Ag Beschichtungsverfahren für Motorzylinder von Kraftfahrzeugen
CN1441078A (zh) * 2002-02-27 2003-09-10 苏舍美特科公司 内燃机气缸工作表面的表面层以及施加该表面层的方法
US20060278071A1 (en) * 2004-01-20 2006-12-14 Johannes Leweux Internal combustion engine
FR2924365A1 (fr) * 2007-12-03 2009-06-05 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de fabrication d'un revetement comportant des pores aptes a retenir un lubrifiant et piece comportant un tel revetement

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周斌等: "《内燃机工程学基础》", 30 September 2009, 西南交通大学出版社 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105658837A (zh) * 2013-08-26 2016-06-08 宝马股份公司 用于涂覆气缸壁的设备
CN105658837B (zh) * 2013-08-26 2018-02-23 宝马股份公司 用于涂覆气缸壁的设备
US10421088B2 (en) 2013-08-26 2019-09-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Device for coating cylinder walls
CN107178430A (zh) * 2016-03-09 2017-09-19 福特汽车公司 具有可变涂层的汽缸孔
US10746128B2 (en) 2016-03-09 2020-08-18 Ford Motor Company Cylinder bore having variable coating
CN107178430B (zh) * 2016-03-09 2021-07-06 福特汽车公司 具有可变涂层的汽缸孔
CN109195736A (zh) * 2016-05-31 2019-01-11 大众汽车有限公司 气缸、用于对气缸进行最后加工的方法、往复式活塞系统和往复式活塞系统的使用

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Publication number Publication date
DE102009049323B4 (de) 2011-11-10
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WO2011044979A1 (de) 2011-04-21
EP2488676A1 (de) 2012-08-22
US20120216771A1 (en) 2012-08-30
DE102009049323A1 (de) 2011-06-01

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