DD201936A5

DD201936A5 - DEVICE FOR CONVERTING A TURNING MOVEMENT INTO A LINEAR MOTION

Info

Publication number: DD201936A5
Application number: DD82236738A
Authority: DD
Inventors: Bo Granbom
Original assignee: Bo Granbom
Priority date: 1981-01-15
Filing date: 1982-01-14
Publication date: 1983-08-17
Also published as: GB2091375A; FI814212L; AU7914881A; DK6282A; DE3151647A1; ZA818871B; FR2497902A1; ES271001Y; ES271001U; NL8200012A; IT8219102A0; JPS57137758A; NO820110L; BE891712A; IT1149459B; SE8100206L; SE436788B

Abstract

Die Erfindung bezweckt, ein Klemmen oder Festfressen der Vorrichtung bei unbeabsichtigtem und abweichendem Bewegungsablauf zu vermeiden. Die Vorrichtung besteht aus einem rohrfoermigen Koerper, dessen Innenseite mit Spiralnuten versehen ist, und einer relativ zum rohrfoermigen Koerper verschiebbaren Stange, die mit ungetriebenen drehbar gelagerten Raedern versehen ist, die vorgesehen sind, ueber ein den Spiralnuten entsprechendes Spiralprofil in die Spiralnuten des Koerpers einzugreifen. Die Stange wird relativ zum rohrfoermigen Koerper verschoben, wenn die Stange und der Koerper relativ zueinander gedreht werden. Ein Mittel ist gemaess der Erfindung in staendigem Eingriff mit den Raedern angeordnet, um deren gegenseitige Drehung zu synchronisieren. Das Mittel besteht aus einem zentralen, in Zahnkraenze der Raeder eingreifenden, frei drehbaren Zahnrad oder aus einem biegsamen Band, d. auf d. Ausenseite mit d. Spiralprofil versehen ist,wobeidas Band rund um d.Raeder laeuft,u.von diesen in Eingriff mit den Spiralnuten gebracht wird.The invention aims to avoid jamming or seizure of the device in case of unintentional and deviating movement. The device consists of a tubular body, the inside of which is provided with spiral grooves, and a rod which is displaceable relative to the tubular body and provided with non-rotatably rotatably mounted wheels, which are intended to engage in the spiral grooves of the body via a spiral profile corresponding to the spiral grooves. The rod is displaced relative to the tubular body as the rod and body are rotated relative to each other. A means is according to the invention in constant engagement with the wheels arranged to synchronize their mutual rotation. The means consists of a central, in toothed teeth of the wheels engaging, freely rotatable gear or a flexible band, d. on d. Outside with d. Spiral profile is provided, wherein the band runs around d.Raeder, and. Of these is brought into engagement with the spiral grooves.

Description

Berlin, den 19,4,1982 ν AP F 16 Η/235 738/5Berlin, 19.4.1982 ν AP F 16 Η / 235 738/5

60 270/2760 270/27

Vorrichtung zur Umwandlung einer drehenden Bewegung in eine lineare BewegungDevice for converting a rotary movement into a linear movement

der Erfindungthe invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, um eine drehende Bewegung in eine lineare umzuwandeln,The present invention relates to a device for converting a rotating movement into a linear one.

Chara ktg ri stik_xjdst*^>ek_an_nten techη 1 scheη LösuηgsηChara ktg ri stik _x jdst * ^> ek_an_nten techη 1 s cheη solutio s η

Bei den bekannten Vorrichtungen wird zur Umwandlung einer drehenden Bewegung in eine lineare Bewegung das Schraube-Mutter-Prinzip angewendet oder die Vorrichtungen sind mit einer Kugelrnutterschraube versehen» Die erste Vorrichtung ist in ihrer Anwendung auf Grund der starken Reibung und der damit verbundenen Wärmeentwicklung begrenzt. Bei der letzteren Vorrichtung bewirkt deren Konstruktion, daß die lineare Bewegung im Verhältnis zur Drehbewegung relativ groß wird, d. h., es besteht begrenzte Möglichkeit, die übersetzung zu ändern»In the known devices, the screw-nut principle is used to convert a rotary movement into a linear movement, or the devices are provided with a ball-nut. The first device is limited in its application due to the strong friction and the associated heat generation. In the latter device, the construction thereof causes the linear motion to become relatively large in proportion to the rotational movement, that is, the linear motion. h., there is limited possibility to change the translation »

Eine bekannte Vorrichtung zur Vermeidung dieser Probleme wendet Räder an, die in einem ersten Teil, das in einem .zweiten zyiinderförmigen, mit Gewinde versehenen Teil verschiebbar ist, in Beziehung zueinander frei drehbar angeordnet sind. Diese Räder sind mit parallelen Rippen rund um die Peripherie versehen, die mit den Gewinden des zweiten Teiles zusammenwirken» Durch Drehen des einen Teiles werden die Räder veranlaßt, auf der Innenseite des Zylinders zu rollen, wobei sie den Gewinden'folgen und damit das erste Teil verschieben. Da die Rippen geschlossenenOne known device for avoiding these problems employs wheels which are freely rotatably disposed in relation to each other in a first part which is slidable in a second zygoidal threaded part. These wheels are provided with parallel ribs around the periphery, which cooperate with the threads of the second part. By turning one part, the wheels are caused to roll on the inside of the cylinder, following the threads and thus the first part move. Because the ribs closed

19.4.1982 AP F 15 H/236 738/5 - 2 - 60 270/2719.4.1982 AP F 15 H / 236 738/5 - 2 - 60 270/27

Kreisen folgen, o, h,„ cia jeae Rippe in einer eigenen Eoene liegt, ist es notwendig, daß die Achse des betreffenden Rades einen Winkel geneigt ist, der dem Steigungswinkel des Gewindes entspricht. Dies bedeutet, daß es sehr schwer ist, bei der Herstellung die bereits sehr hohen Toleranzforderungen zu erfüllen, um eine zufriedenstellende Funktion der Vorrichtung zu erhalten.If circles follow, o, h, "cia jeae rib lies in a separate Eoene, it is necessary that the axis of the wheel in question is inclined at an angle which corresponds to the pitch angle of the thread. This means that it is very difficult to meet in manufacturing the already very high tolerance requirements in order to obtain a satisfactory function of the device.

Um die Radachsen nicht winklig stellen zu müssen, gibt es auch bekannte Vorrichtungen mit Rädern, die ein den.inneren Gewinden des Zylinders entsprechendes Spiralprofil haben, Bei diesen Vorrichtungen besteht jedoch weiterhin das Problem, daß die Räder yon den Gewinden des Zylinders genau geführt und angetrieben werden und die ganze Zeit gegen die Gewinde anliegen und in sie eingreifen müssen. Sobald eine Schrägstellung in Beziehung zu den Zylindergewinden eintritt, oder ein Rad sich von den Gewinden abhebt und dadurch verschiedene Radgeschwindigkeiten verursacht, frißt sich die Vorrichtung unvermeidbar fest.To the wheel axles do not have to make an angle, there are also known devices with wheels that have a den.inneren threads of the cylinder corresponding spiral profile, In these devices, however, there is still the problem that the wheels yon the threads of the cylinder accurately guided and driven and have to rest against the threads all the time and intervene in them. As soon as an inclination occurs in relation to the cylinder threads, or a wheel lifts off the threads and thereby causes different wheel speeds, the device inevitably eats firmly.

Ziel der_ jEjrf induηq Aim of the _JEjrf induηq

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer wirtschaftlich herstellbaren und einsetzbaren sowie hohe Gebrauchswerteigenschaften aufweisenden Vorrichtung zur"Umwandlung einer drehenden Bewegung in eine lineare Bewegung.The aim of the invention is the provision of an economically producible and usable device, which has high utility value properties, for converting a rotating movement into a linear movement.

des Wesens der Erfindungthe essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Umwandlung einer drehenden Bewegung in eine lineare Bewegung zu schaffen, bei der ein Klemmen oder FestfressenThe invention has for its object to provide a device for converting a rotary motion into a linear movement, in which a jamming or seizing

/4h /JO 0 19.4,1982/ 4h / JO 0 19.4.1982

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der Vorrichtung bei unbeabsichtigtem und abweichendem Bewegungsverlauf vermieden wird.the device is avoided in unintentional and deviant movement course.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe nunmehr dadurch gelöst, daß für die Drehung der Räder in Beziehung zueinander synchronisierende Mittel vorgesehen sind, welche in ständigem Eingriff mit den Rädern stehen. Dabei ist es möglich, daß das jeweilige Rad einen Zahnkranz aufweist, und daß das Mittel aus einem zentralen, frei drehbaren, in Zahnkränze der Räder eingreifenden Zahnrad besteht. Des weiteren kann aber auch vorgesehen sein, daß das Mittel aus einem._biegsamen Band besteht, das auf der Außenseite mit Spiralprofilen versehen ist, und um Räder läuft, von denen es in Eingriff mit den Spiralnuten gebracht wird, und daß die Räder mit Ansätzen versehen sind, die das Band führen und die Axialkräfte zwischen dem Band und den Rädern aufnehmen.According to the invention the object is now achieved in that are provided for the rotation of the wheels in relation to each other synchronizing means which are in constant engagement with the wheels. It is possible that the respective wheel has a sprocket, and that the means consists of a central, freely rotatable, engaging in sprockets of the wheels gear. Furthermore, it can also be provided that the means consists of ein._biegsamen belt, which is provided on the outside with spiral profiles, and wheels running, of which it is brought into engagement with the spiral grooves, and that the wheels provided with lugs that guide the belt and absorb the axial forces between the belt and the wheels.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn zwei Räder angeordnet sind, die diametral auf beiden Seiten der Stange liegen, und das Band über die Räder zu langschmaler elliptischer Form gestreckt ist» Zweckmäßig ist in diesem Zusammenhang auch, daß die Ansätze von längs der.Peripherie der Räder angeordneten Rücken mit quer zur Radachse sich erstreckenden Seiten gebildet sind, und im Band den Rücken entsprechende Nuten angeordnet sind.Furthermore, it is advantageous if two wheels are arranged, which lie diametrically on both sides of the rod, and the band is stretched over the wheels to a long narrow elliptical shape. "It is also useful in this context that the lugs of along der.Peripherie the wheels arranged backs are formed with transverse to the wheel axis extending sides, and arranged in the band back corresponding grooves.

ie Iie I

Die Erfindung wird nachstehend in Form von Beispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben« In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will now be described in more detail by way of example and with reference to the accompanying drawings, in which:

C 19.4.1932C 19.4.1932

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Fig, 1: einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ;Fig. 1: a longitudinal section through the device according to the invention;

Fig«. 2: in vergrößertem Maßstab einen Teil der Vorrichtung; Fig, 3: einen Querschnitt des in Fig, 2 gezeigten Teiles;Fig. " FIG. 2 shows a part of the device on an enlarged scale; FIG. Fig. 3: a cross section of the part shown in Fig. 2;

Fig. 4 und 5: Ansichten, die den in Fig. 2 und 3 gezeigten entsprechen, aber eine andere Ausführungsform des genannten Teiles zeigen.Figs. 4 and 5 are views corresponding to those shown in Figs. 2 and 3, but showing another embodiment of said part.

Die Vorrichtung besteht aus einer äußeren feststehenden zylinder"?örmigen Hülse 1 und einer darin drehbar angeordneten Hülse 2. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel lagert die Hülse 2 in der Hülse 1 in zwei Kugel- oder Rollenlagern 3» An dem einen, geschlossenen Ende der Hülse 1 ist eine Montageöse 4 angeordnet. Die Drehbewegung der inneren Hülse 2 wird mittels eines Induktionstriotors bewirkt, dessen Rotor 5, schematisch angedeutet, mit der Hülse 2 fest verbunden ist, und dessen Stator 6 mit Wicklungen an der Hülse 1 befestigt ist.The device consists of an outer stationary cylinder-shaped sleeve 1 and a sleeve 2 rotatably disposed therein. In the embodiment shown, the sleeve 2 is supported in the sleeve 1 in two ball or roller bearings 3 at the one, closed end of the sleeve 1 an assembly eyelet 4 is arranged, and the rotational movement of the inner sleeve 2 is effected by means of an induction triode whose rotor 5 is fixedly connected to the sleeve 2 and whose stator 6 is secured to the sleeve 1 by windings.

Die innere Hülse 2 ist mit gewindeförrnig verlaufenden Nuten 7 auf ihrer Innenseite versehen. Eine mit einem später zu beschreibenden Antriebsmittel versehene Stange 8 erstreckt sich undrehbar, aber hin und her beweglich durch das offene Ende der Hülse 2 und durch eine auf der äußeren Hülse 1 befestigte Muffe 9. Das außerhalb der Hülsen 1; 2 befindliche Ende der Stange 8 ist mit einer Montagehülse versehen.The inner sleeve 2 is provided with thread-shaped grooves 7 on its inner side. A rod 8 provided with a drive means to be described later extends non-rotatably but reciprocally through the open end of the sleeve 2 and through a sleeve 9 fixed on the outer sleeve 1. The outside of the sleeves 1; 2 located end of the rod 8 is provided with a mounting sleeve.

/ ί Ο / 1 H Η 19,4.1982/ ί Ο / 1 H Η 19.4.1982

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Das auf der Stange 8 angeordnete Antriebsmittel besteht aus einer Mitnehrnerplatte 11 und einem Mitnehmer 12, der an der Platte Il mittels zweier diametral um die Stange S angeordneter Achsen 13 festgelegt ist, Dede dieser Achsen 13 trägt ein frei drehbares Rad 14, das jeweils mit peripheren parallelen Flanschen oder Ansätzen 15 versehen ist, deren Seiten in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in einer Ebene quer zur Drehachse liegen. An den Enden des jeweiligen Rades 14 sind Stützlager 16 angeordnet. Ober den Rädern 14 ist ein endloses Band 17 angeordnet, das so verläuft, wie es in Fig. 3 näher dargestellt ist. Dieses Band 17 ist auf der Innenseite mit den Flanschen oder Ansätzen 15 entsprechenden Nuten oder Ausnehmungen versehen, wodurch das Band 17 auf den Rädern 14 geführt wird. Das Band 17 hat ferner auf der Außenseite ein Spiralprofil, das den gewindeförmig verlaufenden Nuten 7 der innerten Hülse 2 entspricht. Das Band 17 wird von den Rädern 14 in zwei diametral gegenüberliegenden Bereichen zum Eingriff in die Spiralnuten 7 der Hülse 2 gepreßt. Bei Drehung der inneren Hüfee 2 in Beziehung zur Stange 8, wie auch der äußeren Hülse 1, wird das Band 17, zwischen die Hülse 2 und die Räder 14 gepreßt, gegen die Innenseite der Hülse 2 in Eingriff mit deren Gewindenuten 7 rollen« Das Band 17 "klettert" dabei längs der Hülse 2, und durch das Zusammenwirken der Ausnehmungen mit den Ansätzen 15 der Räder 14 belastet das Band 17 die .Räder 14 mit einer Axialkraft, die die Stange 8_; je nach der Drehrichtung der Hülse 2, in einer bestimmten Richtung verschiebt. Durch die diametrale Lage der Räder 14 wird die Stange 8 die ganze Zeit in der Hülse 2 geführt.» Das die Stange 8 antreibende Spiralprofil ist in diesem Fall auf dem endlosen Band 17 angeordnet, das in diesem Fall in zwei Be-The arranged on the rod 8 drive means consists of a Mitnehrnerplatte 11 and a driver 12 which is fixed to the plate Il by means of two diametrically arranged around the rod S axes 13, Dede of these axles 13 carries a freely rotatable wheel 14, each with peripheral parallel flanges or lugs 15 is provided, the sides of which lie in the embodiment shown in a plane transverse to the axis of rotation. At the ends of the respective wheel 14 support bearings 16 are arranged. Above the wheels 14 an endless belt 17 is arranged, which runs as shown in Fig. 3 in more detail. This band 17 is provided on the inside with the flanges or lugs 15 corresponding grooves or recesses, whereby the band 17 is guided on the wheels 14. The band 17 also has on the outside a spiral profile, which corresponds to the thread-shaped grooves 7 of the inner sleeve 2. The belt 17 is pressed by the wheels 14 in two diametrically opposed areas for engagement in the spiral grooves 7 of the sleeve 2. Upon rotation of the inner hoop 2 in relation to the rod 8, as well as the outer sleeve 1, the belt 17, pressed between the sleeve 2 and the wheels 14, against the inside of the sleeve 2 in engagement with the thread grooves 7 roll «The band 17 "climbs" along the sleeve 2, and by the interaction of the recesses with the lugs 15 of the wheels 14, the belt 17 loads the wheels 14 with an axial force that the rod 8 _; depending on the direction of rotation of the sleeve 2, shifts in a certain direction. Due to the diametrical position of the wheels 14, the rod 8 is guided in the sleeve 2 all the time. "In this case, the spiral profile driving the rod 8 is arranged on the endless belt 17, which in this case is arranged in two sections.

3 19.4.19823 19.4.1982

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reichen in die Gewinde der Hülse eingreift, was bedeutet, daß beide Eingriffsbereiche des Spiralprofiles sich die ganze Zeit mit derselben Geschwindigkeit bewegen. Dies bedeutet seinerseits, daß, auch wenn das Band 17 bei unsymmetrischer Belastung oder falscher Dimensionierung sich an einem der Räder 14 von der Innenseite der Hülse 2 abhebt, oder an Rädern 14 bzw. der Mitnehmerplatts 11 oder dem Mitnehmer 12 ein schräggerichtetes Moment auftritt, das Band 17, und damit das Spiralprofil, in diesem Bereich gleichwohl weiterhin dieselbe Geschwindigkeit wie in dem anderen Bereich hat, die unaefähr der Geschwindigkeit der Innenseite der Hülse 2 entspricht.rich in the threads of the sleeve engages, which means that both engagement portions of the spiral profile to move all the time at the same speed. This in turn means that, even if the belt 17 stands out from the inside of the sleeve 2 on one of the wheels 14 in the case of asymmetrical loading or incorrect dimensioning, or on wheels 14 or the driver plate 11 or the driver 12 a skewed moment occurs Band 17, and thus the spiral profile, in this area still has the same speed as in the other area, which corresponds approximately to the speed of the inside of the sleeve 2.

In Fig. 4 und 5 ist eine Vorrichtung gezeigt, bei der die Mitnehmerplatte 11 und der Mitnehmer 12, in diesem Fall in Form einer runden Scheibe, aneinander fixiert drei Achsen 13 für frei drehbar gelagerte Räder 19 tragen.' Das jeweilige Rad 19 ist an seiner Mantelfläche mit einem Spiralprofil versehen, das der inneren Gewindeform der Hülse 2 entspricht. Die Räder 19 sind so angeordnet, daß sie gleichmäßig um die Stange 8 verteilt alle im Eingriff mit den Gewinden der Hülse 2 sind, Dedes der Rader 19 hat außerdem ein Ritzel 20, Koaxial mit der Stange S lagert ein Zahnrad 18 frei drehbar, vorzugsweise um einen an der Mitnehmerplatte 11 angeordneten (nicht gezeigten) Achszapfen. Bei Drehung der Hülse 2 rollen die Räder 19 auf der Innenseite der Hülse 2 und übertragen selber direkt die axiale Kraft zur Stange 8, Die Geschwindigkeit der Räder 19, und damit der Spiralprofile, ist auf Grund des Eingriffes des Zahnrades 18 in die Ritzel 20 stets gleich. Hierdurch wird auf dieselbe Weise, wie zuvor beschrieben, Klemmen oder Festfressen der Vorrichtung bei unbeabsichtig-In Fig. 4 and 5, a device is shown, in which the driver plate 11 and the driver 12, fixed in this case in the form of a round disc, fixed together three axes 13 for freely rotatably mounted wheels 19. ' The respective wheel 19 is provided on its lateral surface with a spiral profile which corresponds to the inner thread shape of the sleeve 2. The wheels 19 are arranged so that they are evenly distributed around the rod 8 all in engagement with the threads of the sleeve 2, Dedes the wheels 19 also has a pinion 20, coaxial with the rod S superimposed a gear 18 freely rotatable, preferably to one on the driver plate 11 arranged (not shown) journals. Upon rotation of the sleeve 2, the wheels 19 roll on the inside of the sleeve 2 and directly transmit the axial force to the rod 8, the speed of the wheels 19, and thus the spiral profiles, is always due to the engagement of the gear 18 in the pinion 20 equal. In this way, in the same way as described above, jamming or seizing of the device in the event of unintentional

2 3 6/38 3 19.4.19822 3 6/38 3 19.4.1982

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tem und abweichendem Bewegungsveriaur vermieden,avoiding tem and deviant movements,

Die Geschwindigkeit der Räder 19, und damit der Spiralprofile, kann auch mit Hilfe eines Zahnriemens o, dgl, gleichgehalten werden, der das Zahnrad 18 ersetzt und über die Ritzel 20 ersetzende Zahnriemenscheiben läuft.The speed of the wheels 19, and thus the spiral profiles can be achieved with a toothed belt o, etc., are kept equal, which replaces the gear 18 and the pinion 20 replaced toothed pulleys runs.

Es ist im Rahmen der Erfindung möglich, bei beiden hier beschriebenen Ausführungsformen die Anzahl Räder zu ändern, Bei Anwendung von mehr Rädern wird insgesamt ein größerer Eingriffsbereich zwischen Band/Rad und Hülse erhalten, wodurch die Vorrichtung größere Axialkräfte aufnehmen kann.It is possible within the scope of the invention to change the number of wheels in both embodiments described here. If more wheels are used, an overall larger area of engagement between the belt / wheel and sleeve is obtained, as a result of which the device can absorb greater axial forces.

Durch Anordnung, wie gezeigt, des Rotors und Stators des antreibenden Elektromotors in den beiden Zylindern oder Hülsen ist es möglich, auf einfache Weise pneumatische und hydraulische Kolben-Zylindereinheiten durch die auf entsprechende Weise wirkende elektrisch betriebene Vorrichtung gemäß der Erfindung zu ersetzen,By arranging, as shown, the rotor and stator of the driving electric motor in the two cylinders or sleeves, it is possible to easily replace pneumatic and hydraulic piston-cylinder units by the corresponding electrically operated device according to the invention,

Claims

7 3 8 5 19.4.1982 "*" AP F 15 H / 235 738/5 - 8 - 60 270/27 Erf inc! s η g ρ r u c h

An apparatus for converting a rotary movement into a linear movement, consisting of a tubular body, the inside of which is provided with spiral grooves, and a displaceable in relation to rohrförmigsn body rod, which is provided with undriven, rotatably mounted wheels, via a the Spiral grooves corresponding spiral profile engage in the spiral grooves of the body, wherein the rod is moved in relation to the tubular body when the rod and the body are rotated in relation to each other, and the wheels are smaller than half the diameter of the body and in a common, transverse lie to the rod extending plane, characterized in that for the rotation of the wheels (14; 19) in relation to each other synchronizing means are provided which are in constant engagement with the wheels (14; 19) »

2, device according to point I _1, characterized in that the respective wheel (19) has a sprocket, and that the means consists of a central, freely rotatable, in sprockets of the wheels (19) engaging gear (18) ♦

Device according to item I _1, characterized in that the means consist of a flexible band (17) provided on the outside with spiral profiles and running around wheels (14), which engage with: the spiral grooves (7 ) is brought »and that the wheels (14) are provided with lugs (15) which the band (17)

* ^ JJ _A p ρ ₁₆ h / 235 738/5

- 9 - '60 270/27

and absorb the axial forces zvvxs.chen the band (17) and the wheels (14).

Apparatus according to item 3, characterized in that two wheels (14) are arranged diametrically on both sides of the rod (8) and the band (17) is stretched over the wheels (14) to a long, narrow elliptical shape,

5. Device according to one of the points 3 and A _1, characterized in that the lugs (15) along the peripheiria of the wheels (14) arranged back are formed with transverse to the wheel axis extending sides, and in the band (17) corresponding back Grooves are arranged »

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