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GEBIET
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Die
vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Getriebe, das durch
eine Antriebsmaschine angetrieben wird, und insbesondere auf eine
Getriebekupplungssteuerung, um eine Kupplung, die einen Hemmzustand
herbeiführt,
zu identifizieren.
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HINTERGRUND
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Die
Aussagen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformationen
bezüglich
der vorliegenden Offenbarung und stellen nicht unbedingt den Stand
der Technik dar.
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Herkömmlicherweise
umfassen Fahrzeuge eine Antriebsmaschine wie etwa einen Verbrennungsmotor,
der ein Antriebsmoment erzeugt. Das Antriebsmoment wird durch einen
Motor/Antriebsstrang übertragen, um
einen Antriebsstrang anzutreiben, der das Fahrzeug auf einer Oberfläche vorantreibt.
Beispielhafte Motor-/Antriebsstrangkomponenten umfassen ein Getriebe
und eine Kupplungsvorrichtung, durch die das Antriebsmoment von
dem Motor auf das Getriebe übertragen
wird. Das Getriebe vervielfacht das Antriebsmoment durch eine Übersetzung
und überträgt das vervielfachte
Antriebsmoment weiter auf den Antriebsstrang.
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Ein
beispielhaftes Getriebe umfasst ein Automatikgetriebe, das mehrere
Getriebeelemente besitzt, die hydraulisch in Eingriff gebracht werden,
um eine gewünschte Übersetzung
einzurichten. Dementsprechend umfasst jedes Getriebeelement einen
entsprechenden Hydraulikkreis mit einem Magnetventil mit variablem Ablass
(variable bleed solenoid, VBS), um den Wirkdruck eines entsprechenden
Getriebeelements zu regulieren, sowie Bremsenschalter und Druckschalter.
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Ein
Getriebehemmzustand kann eintreten, wenn ein Getriebeelement zu
unpassender Zeit in Eingriff gelangt. Genauer wird bei Getrieben
des sogenannten Kupplung-zu-Kupplung-Typs ein Übersetzungswechsel abgewickelt,
indem die Drehmomentübertragungsfähigkeit
einer gehenden (d. h. ausrückenden)
Kupplung abgeschwächt
wird, während
die Drehmomentübertragungsfähigkeit
einer kommenden (d. h. einrückenden) Kupplung
verstärkt
wird. Falls während
statischen bzw. stationären
Zuständen
eine dritte oder redundante Kupplung eingerückt werden sollte, wird das
Fahrzeug mit einer Rate langsamer, die zu der Drehmomentübertragungsfähigkeit,
mit der die aneckende bzw. fehlerhafte Kupplung einsetzt, proportional
ist.
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Daher
sind in Getriebesystemen herkömmliche
Diagnosesysteme implementiert, um mit der Erfassung eines Hemmzustands
die aneckende Kupplung zu identifizieren. Genauer durchlaufen herkömmliche
Diagnoseroutinen die verschiedenen Steuerelemente (z. B. VBS, Druckschalter,
Bremsenschalter) zyklisch und diagnostizieren diese, um das aneckende
Element zu identifizieren und den Hemmzustand zu korrigieren. Diese
herkömmlichen
Diagnoseroutinen können
jedoch zu einer falschen Erfassung von Hemmzuständen führen und Vibrationen oder andere
Phänomene,
die vom Fahrer gespürt
werden können,
herbeiführen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Demgemäß schafft
die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Regulieren des Betriebs
eines Automatikgetriebes. Das Verfahren umfasst das Identifizieren
eines Hemmzustands des Automatikgetriebes, das Einstellen eines
Drucks eines Getriebeelements in Ansprechen auf den Hemmzustand
und das Ermitteln, ob eine erste Übersetzung des Automatikgetriebes
hält, umfasst.
Der Druck wird auf null eingestellt, wenn die Übersetzung nicht hält, wobei
ein fehlerhaftes Getriebeelement als eines, das einer zweiten Übersetzung,
die niedriger als die erste Übersetzung
ist, zugeordnet ist, identifiziert wird.
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Gemäß weiteren
Merkmalen umfasst das Verfahren ferner das Einstellen eines Drucks
des Getriebeelements auf einen Wert knapp unterhalb eines Schlupfdrucks
des Getriebeelements, wenn die erste Übersetzung hält, und
wiederum das Ermitteln, ob die erste Übersetzung des Automatikgetriebes
hält. Der
Druck wird auf null eingestellt, wenn die Übersetzung hält, wobei
ein fehlerhaftes Getriebeelement als eines, das einer zweiten Übersetzung,
die höher
als die erst Übersetzung
ist, zugeordnet ist, identifiziert wird. Der Druck wird auf einen
Eingriffsdruck eingestellt, wenn die Übersetzung nicht hält, wobei
ein fehlerfreier Zustand des Automatikgetriebes angezeigt wird.
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Gemäß einem
nochmals weiteren Merkmal umfasst das Einstellen des Drucks das
Bestimmen eines Schlupfdrucks des Getriebeelements, das Bestimmen
eines Offset- bzw. Versatzdrucks des Getriebeelements und das Einstellen
des Drucks des Getriebeelements auf den Schlupfdruck zuzüglich des
Versatzdrucks.
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Gemäß einem
nochmals weiteren Merkmal umfasst das Verfahren ferner das Überwachen
eine Getriebeeingangswellendrehzahl, das Überwachen einer Getriebeaungangswellendrehzahl
und das Identifizieren des Hemmzustands anhand der Getriebeeingangswellendrehzahl
und der Getriebeausgangswellendrehzahl.
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Weitere
Anwendungsgebiete werden aus der hier gegebenen Beschreibung deutlich.
Selbstverständlich
sind die Beschreibung und die spezifischen Beispiele lediglich zum
Zweck der Veranschaulichung gedacht und nicht dazu gedacht, den
Umfang der vorliegenden Offenbarung zu begrenzen.
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ZEICHNUNGEN
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Die
hier beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich zur Veranschaulichung
und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise
begrenzen. In den Zeichnungen zeigen:
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1 einen
funktionalen Blockschaltplan eines beispielhaften Fahrzeug-Motor/Antriebsstrangs,
der auf der Grundlage der Getriebekupplungssteuerung der vorliegenden
Offenbarung reguliert wird;
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2 einen
Ablaufplan, der beispielhafte Schritte zeigt, die durch die Getriebekupplungssteuerung der
vorliegenden Offenbarung ausgeführt
werden; und
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3 einen
funktionalen Blockschaltplan beispielhafter Module, die die Getriebekupplungssteuerung der
vorliegenden Offenbarung ausführen.
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GENAUE BESCHREIBUNG
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Die
folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform ist dem Wesen nach
lediglich beispielhaft und soll die Erfindung, ihre Anwendung oder
Verwendungen in keiner Weise einschränken. Der Klarheit halber sind
in den Zeichnungen zur Bezeichnung ähnlicher Elemente die gleichen
Bezugszeichen verwendet. Der Begriff "Modul", wie er hier verwendet wird, bezieht
sich auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC),
eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt,
eigens zugewiesen oder für eine
Gruppe) mit Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme
ausführt,
eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten,
die die beschriebene Funktionalität verschaffen.
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In 1 ist
ein beispielhafter Motor/Antriebsstrang 10 gezeigt, der
einen Motor 12 umfasst, der über eine Kupplungsvorrichtung 16 ein
Getriebe 14 antreibt. Genauer wird Luft durch eine Drosselklappe 20 in
einen Einlass- bzw.
Ansaugkrümmer 18 des
Motors 12 angesaugt. Die Luft wird mit Kraftstoff vermischt,
wobei das Luft/Kraftstoff-Gemisch in Zylindern 22 verbrannt
wird, um Kolben (nicht gezeigt) anzutreiben, die sich in den Zylindern 22 hin-
und herbewegen. Die Kolben treiben eine Kurbelwelle (nicht gezeigt)
rotatorisch an, um ein Antriebsmoment zu liefern. Durch den Verbrennungsprozess
erzeugtes Abgas wird von dem Motor durch einen Abgaskrümmer 26 ausgestoßen. Obwohl 4 Zylinder
gezeigt sind, kann die vorliegende Erfindung wohlgemerkt in Fahrzeugen
mit einer beliebigen Anzahl von Zylindern implementiert sein.
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Das
Antriebsmoment wird durch die Kupplungsvorrichtung 16 übertragen,
um das Getriebe 14 anzutreiben. Das Getriebe 14 vervielfacht
das Antriebsmoment um ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis, um ein modifiziertes
Antriebsmoment bereitzustellen. Das modifizierte Antriebsmoment
wird durch eine Getriebe-Ausgangswelle 28 auf einen Fahrzeugantriebsstrang
(nicht gezeigt) übertragen.
Das Getriebe 14 kann ein Automatikgetriebe umfassen, das
mehrere vordefinierte feste Übersetzungen
bereitstellt, wobei das Schalten des Getriebes 14 auf der
Grundlage eines ausgewählten
Betriebsbereichs (z. B. P, R, N, D, L), einer Fahrzeuggeschwindigkeit
(VVEH) und einer Motorlast automatisch reguliert
wird.
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Ein
Steuermodul 30 reguliert den Betrieb des Motor/Antriebsstrangs
anhand von Fahrzeugbetriebsparametern. Genauer regelt das Steuermodul 30 über ein
Drosselklappenstellglied 32 eine wirksame Drosselklappenfläche (AEFF). Ein Drosselklappenstellungssensor 34 erzeugt
anhand der Winkelposition der Drosselklappe 20 ein Drosselklappenstellungssignal
(TPS). Das Steuermodul 30 bestimmt ein angefordertes Motordrehmoment
(TENG) und stellt die Drosselklappenstellung
und weitere Motor-Betriebsparameter so ein, dass TENG erreicht
wird. Die weiteren Motorbetriebsparameter umfassen, sind jedoch
nicht darauf begrenzt, eine Kraftstoffzufuhrrate, einen Zündzeitpunkt,
eine Nockenwellenphase und/oder einen Einlass-/Auslassventilhub oder
einen Einlass-/Auslassventilsteuerzeitpunkt.
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Das
Steuermodul 30 regelt auch den Betrieb des Getriebes 14 anhand
von Fahrzeugbetriebsparametern. Genauer erzeugt ein Kurbelwellenpositionssensor 36 ein
Kurbelwellenpositionssignal, das dazu verwendet wird, eine wirkliche
Motordrehzahl (RPMENG) zu bestimmen. Ein
Getriebeausgangswellendrehzahl-(TOSS)-Sensor 38 erzeugt
ein TOSS-Signal, das dazu verwendet wird, VVEH zu
bestimmen, während
ein Getriebeeingangswellendrehzahl-(TISS)-Sensor 39 ein
TISS-Signal erzeugt.
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Zum
Zweck der vorliegenden Beschreibung wird ein beispielhaftes 6-Gang-Automatikgetriebe
kurz beschrieben. Jedoch sei erwähnt,
dass die Getriebeschlupfsteuerung der vorliegenden Erfindung mit
jedem auf dem Fachgebiet bekannten Getriebetyp implementiert werden
kann. Das beispielhafte 6-Gang-Automatikgetriebe umfasst vier Kupplungen
C1–C4
und ein Bremsenelement B1, die jeweils über einen entsprechenden Hydraulikkreis
hydraulisch betätigt
werden. C1–C4
werden wahlweise paarweise eingesetzt, um 6 Vorwärtsübersetzungen bzw. Vorwärtsfahrstufen
und eine Rückwärtsübersetzung
bzw. Rückwärtsfahrstufe
gemäß der nachstehenden
Tabelle 1 einzurichten:
| 1. | 2. | 3. | 4. | 5. | 6. | R |
C1 | x | x | x | x | | | |
C2 | | x | | | | x | |
C3 | | | x | | x | | x |
C4 | | | | x | x | x | |
B1 | x | | | | | | x |
Tabelle
1
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Demgemäß werden
zwei Getriebeelemente (d. h. C1–C4
und B1) betätigt,
um eine gewünschte Übersetzung
einzurichten.
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Während eines
Schaltens bleibt eines der zwei Getriebeelemente betätigt, während das
andere Getriebeelement nach und nach außer Eingriff gelangt (d. h.
geht) und ein drittes Getriebeelement nach und nach in Eingriff
gelangt (d. h. kommt). Im 1. Gang sind beispielsweise C1 und B1
in Eingriff. Während
eines Hochschaltens in den 2. Gang bleibt C1 in Eingriff, wobei
es als primäres
Element betrachtet wird. B1 gelangt nach und nach außer Eingriff,
während
C2 nach und nach in Eingriff gelangt. Weil C2 das kommende Element
für den
2. Gang ist, wird es als das sekundäre Element beim Hochschalten
in den 2. Gang betrachtet. Ähnlich bleibt während eines
Hochschaltens in den 3. Gang C1 in Eingriff (d. h., dass es das
primäre
Element ist), während
C2 nach und nach außer
Eingriff gelangt und C3 nach und nach in Eingriff gelangt. Demgemäß ist C3
das sekundäre
Element beim Hochschalten in den 3. Gang.
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Die
Getriebekupplungssteuerung der vorliegenden Erfindung ermittelt
während
eines stationären
Zustands, ob ein Hemmzustand vorliegt. Ein stationärer Zustand
liegt vor, wenn keine von dem Fahrer herbeigeführten Übergänge, die eine Beschleunigung/Verzögerung des
Fahrzeugs und ein Schalten umfassen, jedoch nicht darauf begrenzt
sind, vorkommen. Das TISS-Signal und das TOSS-Signal werden überwacht,
während das
Getriebe im stationären
Zustand arbeitet. Wenn sowohl das TISS-Signal als auch das TOSS-Signal
konstant bleiben, liegt kein Hemmzustand vor. Wenn das TISS-Signal
konstant bleibt, während
das TOSS-Signal kleiner wird (d. h. die Drehmomentübertragung
auf den Antriebsstrang abnimmt), liegt ein Hemmzustand vor.
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Auf
das Identifizieren des Hemmzustands hin verringert die Getriebekupplungssteuerung
den Druck des sekundären
Elements (PSEC) auf einen gelernten Kupplungsschlupfdruck
(PSLIP) zuzüglich eines Versatzes (POFFSET). PSLIP ist
gerade unzureichend, um das sekundäre Element in dem vollständig in
Eingriff befindlichen Zustand zu halten, was zu einem Kupplungsschlupf
führt.
POFFSET hält jedoch PSEC hinreichend
oberhalb von PSLIP, um das Schlupfen des
sekundären
Elements zu verhindern. PSLIP kann anhand
des bestimmten sekundären
Elements aus einer Nachschlag- bzw. Verweistabelle bestimmt werden.
Die Verweistabelle wird vorzugsweise über die gesamte Lebensdauer
des Getriebes kontinuierlich aktualisiert, um dem Komponentenverschleiß Rechnung
zu tragen. POFFSET wird als ein im Voraus
gespeicherter Wert bereitgestellt.
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Wenn
die Übersetzung
nach dem Verkleinern von PSEC nicht hält (d. h.,
dass TOSS weiterhin abnimmt), ist das aneckende Element eines, das
einer niedrigeren Übersetzung
zugeordnet ist. PSEC wird auf null (d. h.
0 kPa) reduziert, was effektiv zu einem Wechsel der Übersetzung
zu einer niedrigeren Übersetzung
führt. Die
Getriebekupplungssteuerung kann das aneckende Element identifizieren.
Genauer wird dann, wenn PSEC schnell abfällt, auf
die Übersetzung
als fehlerhaft betrachtet. Auf Informationen über eine stabile Eingangs-/Ausgangsdrehzahl
hin kann die Übersetzung
exakt beurteilt werden. Anhand dieser Übersetzung ist bekannt, um
welche aneckende Kupplung es sich bei der primären Kupplung handelt. Wenn
die Übersetzung nach
dem Absenken von PSEC nicht hält, wird
PSEC auf einen Wert knapp unterhalb von
PSLIP eingestellt, womit das sekundäre Element
zu schlupfen beginnen kann.
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Wenn
die Übersetzung
nach dem Absenken von PSEC auf knapp unterhalb
von PSLIP hält (d. h. TOSS nicht
mehr abfällt),
ist das aneckende Element eines, das einer höheren Übersetzung zugeordnet ist.
PSEC wird auf null (d. h. 0 kPa) reduziert,
was effektiv zu einem Wechsel der Übersetzung zu einer höheren Übersetzung führt. Die
Getriebekupplungssteuerung kann wie oben besprochen das aneckende
Element identifizieren. Wenn die Übersetzung nach dem Absenken
von PSEC auf knapp unterhalb von PSLIP nicht hält, liegt kein Fehler vor,
wobei PSEC auf den normalen Eingriffsdruck
(PENGAGE) eingestellt wird.
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Die
Getriebekupplungssteuerung setzt einen Diagnose-Fehlercode (DTC),
der einem bestimmten Getriebeelement oder bestimmten Getriebeelementen,
die als defekt eingeschätzt
werden, entspricht. Ein Techniker kann durch Lesen der DTCs die
defekte Komponente sogleich identifizieren. In dieser Weise kann
das Getriebe einfach und effektiv repariert werden und können Gewährleistungskosten
und andere verbundene Kosten gesenkt werden.
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Mit
Bezug auf 2 werden nun beispielhafte Schritte,
die durch die Getriebekupplungssteuerung der vorliegenden Erfindung
ausgeführt
werden, im Einzelnen besprochen. Im Schritt 200 überwacht
die Steuerung TISS und TOSS. Im Schritt 202 ermittelt die
Steuerung, ob ein Hemmzustand vorliegt. Wenn kein Hemmzustand vorliegt,
endet die Steuerung. Wenn ein Hemmzustand vorliegt, setzt die Steuerung
mit dem Schritt 204 fort. Im Schritt 204 stellt
die Steuerung PSEC auf PSLIP plus
POFFSET ein.
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Die
Steuerung ermittelt im Schritt 206, ob die Übersetzung
hält. Wenn
die Übersetzung
nicht hält,
setzt die Steuerung mit dem Schritt 208 fort. Wenn die Übersetzung
hält, setzt
die Steuerung mit dem Schritt 210 fort. In den Schritten 208 und 210 stellt
die Steuerung PSEC auf null ein und identifiziert
das aneckende Kupplungselement, worauf die Steuerung endet. Im Schritt 210 stellt
die Steuerung PSEC auf einen Wert knapp
unterhalb von PSLIP ein.
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Die
Steuerung bestimmt im Schritt 214, ob die Übersetzung
hält. Wenn
die Übersetzung
hält, setzt
die Steuerung mit dem Schritt 216 fort. Wenn die Übersetzung
nicht hält,
setzt die Steuerung mit dem Schritt 218 fort. In den Schritten 216 und 220 stellt
die Steuerung PSEC auf null ein und identifiziert
das aneckende Kupplungselement, worauf die Steuerung endet. Im Schritt 218 stellt
die Steuerung PSEC auf PENGAGE ein.
Die Steuerung zeigt im Schritt 222 an, dass kein Fehler
vorliegt, worauf die Steuerung endet.
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Mit
Bezug auf 3 werden nun beispielhafte Module,
die die Getriebeschlupfsteuerung ausführen, näher beschrieben. Die beispielhaften
Mo dule umfassen ein Modul zum Ermitteln einer Hemmung 300,
ein Modul zum Ermitteln eines Haltens 302, ein Modul zum
Einstellen von PSEC 304 und ein
Modul zum Identifizieren eines Fehlers 306. Das Modul zum
Ermitteln einer Hemmung 300 ermittelt anhand von RPMTISS und RPMTOSS, ob
ein Hemmzustand vorliegt. Das Modul zum Ermitteln eines Haltens 302 ermittelt
während
der verschiedenen Schritte der Getriebekupplungssteuerung anhand
von RPMTISS und RPMTOSS und
eines Hemmzustandsignals von dem Modul zum Ermitteln einer Hemmung,
ob die Übersetzung
hält. Das
Modul zum Einstellen von PSEC stellt in Übereinstimmung
mit der Getriebekupplungssteuerung auf der Grundlage des Hemmzustandsignals
und eines Signals für
Halten wahlweise PSEC ein. Das Modul zum
Identifizieren eines Fehlers 306 identifiziert einen Fehlerzustand
oder einen fehlerfreien Zustand in Übereinstimmung mit der Getriebekupplungssteuerung
auf der Grundlage des Signals für
Halten.
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Fachleute
auf dem Gebiet können
nun aus der vorangegangenen Beschreibung erkennen, dass die weitreichenden
Lehren der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Formen implementiert
sein können.
Obwohl diese Offenbarung in Verbindung mit bestimmten Beispielen
von ihr beschrieben worden ist, soll daher der wahre Umfang der
Offenbarung nicht darauf begrenzt sein, da dem erfahrenen Praktiker
nach einem Studium der Zeichnungen, der Patentbeschreibung und der
folgenden Ansprüche
weitere Abänderungen
offenbar werden.