DE102008053915B4 - Voltage shaft gear and device for superimposing movements - Google Patents
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Abstract
Spannungswellengetriebe (120) mit einem elastischen Übertragungselement (15) zur Übertragung einer Bewegung, vorzugsweise Drehbewegung, und wenigstens zwei formstabilen Übertragungselementen (3', 4'), welche zur Bewegungsübertragung mit dem elastischen Übertragungselement (15) wirkverbunden sind, wobei die formstabilen Übertragungselemente (3', 4') im Getriebebetrieb relativ gegeneinander gleiten, dadurch gekennzeichnet, dass a. die zwei formstabilen Übertragungselemente einen Verbund zueinander bilden, durch den eine Lagerung realisiert ist, die sowohl Störkräfte in radialer Richtung, als auch Störkräfte in axialer Richtung aufnehmen kann und/oder dass b. die zwei formstabilen Übertragungselemente sowohl entlang einer in der Radialebene angeordneten Fläche, als auch entlang einer Umfangsfläche gegeneinander gleiten.A voltage wave transmission (120) having an elastic transmission element (15) for transmitting a movement, preferably rotational movement, and at least two dimensionally stable transmission elements (3 ', 4'), which are operatively connected to the elastic transmission element (15) for transmission of motion, wherein the dimensionally stable transmission elements (15) 3 ', 4') in gear operation relative to each slide, characterized in that a. the two dimensionally stable transmission elements form a composite to one another, by which a bearing is realized, which can absorb both disturbing forces in the radial direction, as well as disturbing forces in the axial direction and / or that b. the two dimensionally stable transmission elements slide against each other both along a surface arranged in the radial plane and along a circumferential surface.
Description
Die Erfindung betrifft ein Spannungswellengetriebe mit einem elastischen Übertragungselement zur Übertragung einer Bewegung, vorzugsweise Drehbewegung, und wenigstens zwei formstabilen Übertragungselementen, welche zur Bewegungsübertragung mit dem elastischen Übertragungselement wirkverbunden sind und sich im Getriebebetrieb relativ zueinander bewegen. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Überlagern von Bewegungen, insbesondere eine Nockenwellen-Verstellvorrichtung und ein Fahrzeuglenksystem.The invention relates to a stress wave transmission with an elastic transmission element for transmitting a movement, preferably rotational movement, and at least two dimensionally stable transmission elements, which are operatively connected to the movement transmission with the elastic transmission element and move in gear operation relative to each other. The invention further relates to a device for superimposing movements, in particular a camshaft adjusting device and a vehicle steering system.
Stand der TechnikState of the art
Spannungswellengetriebe der hier angesprochenen Art weisen üblicherweise zwei formstabile Übertragungselemente auf, welche jeweils als Außenring mit Innenverzahnung ausgebildet sind. Das elastische Übertragungselement ist üblicherweise in Art eines Ringes mit Außenverzahnung ausgebildet, wobei die Außenringe mit dem elastischen Ring über die Verzahnungen in Wirkverbindung stehen.Stress wave transmission of the type mentioned here usually have two dimensionally stable transmission elements, which are each formed as an outer ring with internal teeth. The elastic transmission element is usually formed in the manner of a ring with external teeth, wherein the outer rings are in operative connection with the elastic ring on the teeth.
Bei den bekannten Spannungswellengetrieben sind die formstabilen Übertragungselemente in axialer Richtung zueinander beabstandet angeordnet, wie aus
Bei der Montage der Getriebebauteile müssen jedoch die formstabilen Übertragungselemente hierzu durch entsprechende Ausrichtmaßnahmen in diese definierte Lage gebracht werden.When mounting the transmission components, however, the dimensionally stable transmission elements must be brought by appropriate Ausrichtmaßnahmen in this defined position.
Aufgabenstellungtask
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Spannungswellengetriebe mit den eingangs genannten Merkmalen vorzuschlagen, welches in einfacher Weise und mit geringem Aufwand zusammengebaut werden kann.Based on this, the present invention seeks to propose a voltage wave transmission with the features mentioned, which can be assembled in a simple manner and with little effort.
Erfindung und vorteilhafte WirkungenInvention and advantageous effects
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Spannungswellengetriebe vorgeschlagen, welches die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist.To solve the problem, a voltage wave transmission is proposed which has the features mentioned in
Das erfindungsgemäße Spannungswellengetriebe hat ein elastisches Übertragungselement zur Übertragung einer Bewegung, vorzugsweise Drehbewegung, und wenigstens zwei formstabile Übertragungselemente, welche zur Bewegungsübertragung mit dem elastischen Übertragungselement wirkverbunden sind. Unter dem elastischen Übertragungselement ist im Sinne der Erfindung zu verstehen, dass das Übertragungselement elastisch verformbar ist, das heißt unter Krafteinwirkung seine Form verändert und bei Wegfall der einwirkenden Kraft in die Ursprungsform im Wesentlichen zurückkehrt. Unter einem formstabilen bzw. starren Übertragungselement ist im Rahmen der Erfindung zu verstehen, dass das Übertragungselement unter Krafteinwirkung seine Form im Wesentlichen unverändert bleibt.The voltage wave transmission according to the invention has an elastic transmission element for transmitting a movement, preferably rotational movement, and at least two dimensionally stable transmission elements, which are operatively connected to the movement transmission with the elastic transmission element. For the purposes of the invention, the elastic transmission element is to be understood as meaning that the transmission element is elastically deformable, that is to say changes its shape under the action of force and substantially returns to the original shape when the acting force ceases to exist. In the context of the invention, a dimensionally stable or rigid transmission element is to be understood as meaning that the transmission element remains essentially unchanged under the action of force.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die formstabilen Übertragungselemente im Getriebebetrieb relativ gegeneinander gleiten.According to the invention, it is provided that the dimensionally stable transmission elements slide in gear operation relative to each other.
Durch diese Maßnahme ist der Zusammenbau des Getriebes erheblich vereinfacht, da es nicht mehr notwendig ist, die formstabilen Übertragungselemente bei der Montage in einen definierten Abstand zueinander zu bringen. Erfindungsgemäß wird ein Kontakt der formstabilen Übertragungselemente gegeneinander in Kauf genommen, wobei die in Kontakt tretenden Flächen als Gleitflächen wirken.By this measure, the assembly of the transmission is considerably simplified, since it is no longer necessary to bring the dimensionally stable transmission elements during assembly in a defined distance from each other. According to the invention, a contact of the dimensionally stable transmission elements is accepted against each other, wherein the surfaces coming into contact act as sliding surfaces.
Es ist somit eine einfache Aufblockmontage des einen formstabilen Übertragungselementes gegen das andere formstabile Übertragungselement möglich. Etwaige axiale Lagetoleranzen bezüglich der formstabilen Übertragungselemente sind bei der Montage des Spannungswellengetriebes bzw. dem etwaigen Austausch der formstabilen Übertragungselemente nicht einzuhalten.It is thus a simple Aufblockmontage of a dimensionally stable transmission element against the other dimensionally stable transmission element possible. Any axial position tolerances with respect to the dimensionally stable transmission elements can not be maintained during the assembly of the stress wave transmission or the possible replacement of the dimensionally stable transmission elements.
Es bietet sich an, dass die gegeneinander gleitenden Flächen der formstabilen Übertragungselemente gehärtet sind, um reibungsbedingte Verschleißerscheinungen an den gegeneinander gleitenden Flächen weitgehend gering zu halten.It is advisable that the mutually sliding surfaces of the dimensionally stable transmission elements are hardened to minimize friction-related wear on the mutually sliding surfaces largely low.
Es bietet sich ferner an, dass die gegeneinander gleitenden Flächen der formstabilen Übertragungselemente geschliffen, poliert und/oder gehont sind, um die gegeneinander gleitenden Flächen zu glätten. Auch durch diese Maßnahme werden reibungsbedingte Verschleißerscheinungen an den Gleitflächen gering gehalten.It is also advisable that the mutually sliding surfaces of the dimensionally stable transmission elements are ground, polished and / or honed in order to smooth the surfaces sliding against each other. Also by this measure frictional wear on the sliding surfaces are kept low.
Vorzugsweise sollten die gegeneinander gleitenden Flächen eine Oberflächenrauigkeit zwischen 0 μm und 4,5 μm aufweisen. Preferably, the mutually sliding surfaces should have a surface roughness between 0 microns and 4.5 microns.
Mit Vorteil bestehen die formstabilen Übertragungselemente wenigstens im Bereich der aneinander gleitenden Flächen aus Stahl, Gusseisen oder einer Sinterlegierung, wobei auch Gleitpaarungen Stahl/Gusseisen, Stahl/Sinterlegierung oder Gusseisen/Sinterlegierung möglich sind. Die formstabilen Übertragungselemente lassen sich hierdurch einfach und kostengünstig herstellen, wobei das Material selbst bereits eine optimale Reibpaarung bildet, da Bauteile aus diesem Material besonders reibungsarm aneinander gleiten.Advantageously, the dimensionally stable transmission elements are at least in the region of sliding surfaces of steel, cast iron or a sintered alloy, with sliding mating steel / cast iron, steel / sintered alloy or cast iron / sintered alloy are possible. The dimensionally stable transmission elements can thereby be produced easily and inexpensively, wherein the material itself already forms an optimal friction pairing, since components made of this material slide against one another with particularly low friction.
Zur Lösung der Aufgabe wird ferner ein Spannungswellengetriebe vorgeschlagen, welches die in Anspruch 5 genannten Merkmale aufweist.To solve the problem, a voltage wave transmission is further proposed, which has the features mentioned in claim 5.
Das Spannungswellengetriebe hat ein elastisches Übertragungselement zur Übertragung einer Bewegung, vorzugsweise Drehbewegung und wenigstens zwei formstabile Übertragungselemente, welche zur Bewegungsübertragung mit dem elastischen Übertragungselement wirkverbunden sind und sich im Getriebebetrieb relativ zueinander bewegen.The stress wave transmission has an elastic transmission element for transmitting a movement, preferably rotational movement and at least two dimensionally stable transmission elements, which are operatively connected to the movement transmission with the elastic transmission element and move in gear operation relative to each other.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass zwischen den formstabilen Übertragungselementen ein Gleitlager angeordnet ist.According to the invention, it is provided that a sliding bearing is arranged between the dimensionally stable transmission elements.
Durch diese Maßnahme kann das Spannungswellengetriebe in einfacher Weise und mit wenig Aufwand zusammengebaut werden, da beim Einbau der formstabilen Übertragungselemente eine definierte Lageausrichtung der formstabilen Übertragungselemente zueinander nicht erfolgen muss. Das eine formstabile Übertragungselement kann gegen das andere formstabile Übertragungselement durch einfache Aufblockmontage verbaut werden, das heißt beispielsweise bei einer Montage der starren Übertragungselemente auf einer Welle, wird das andere formstabile Übertragungselement auf die Welle aufgeschoben, bis es gegen das erste bereits montierte formstabile Übertragungselement anstößt. In dieser Position wird dann das Übertragungselement weitgehend ohne Krafteinwirkung gegen das bereits montierte formstabile Übertragungselement auf der Welle bzw. an einem anderen Bauteil fixiert.By this measure, the stress wave transmission can be assembled in a simple manner and with little effort, since the installation of the dimensionally stable transmission elements a defined positional alignment of dimensionally stable transmission elements to each other must not be made. The dimensionally stable transmission element can be installed against the other dimensionally stable transmission element by simple Aufblockmontage, that is, for example, when mounting the rigid transmission elements on a shaft, the other dimensionally stable transmission element is pushed onto the shaft until it abuts against the first already mounted dimensionally stable transmission element. In this position, the transmission element is then fixed largely without force against the already mounted dimensionally stable transmission element on the shaft or on another component.
Das Gleitlager hat den Vorteil, dass es als separates Bauteil vorliegt, welches leicht austauschbar ist und gezielt als Verschleißteil genutzt werden kann, sodass die Verschleißerscheinungen an den formstabilen Übertragungselementen weitgehend gering bleiben oder sogar gar nicht erst auftreten. Auch sind bei der Materialwahl für die formstabilen Übertragungselemente etwaige Gleiteigenschaften des Materials nicht wesentlich, da die Gleiteigenschaften durch das Gleitlager bestimmt sind.The sliding bearing has the advantage that it is present as a separate component, which is easily replaceable and can be used specifically as a wear part, so that the signs of wear on the dimensionally stable transmission elements remain largely low or even not occur. Also, in the choice of material for the dimensionally stable transmission elements any sliding properties of the material are not essential, since the sliding properties are determined by the sliding bearing.
Es bietet sich an, dass die formstabilen Übertragungselemente in der Weise gegeneinander ausgerichtet sind, dass im Getriebebetrieb sich die formstabilen Übertragungselemente gegen das Gleitlager gleitend relativ zueinander bewegen. Hierdurch stützen sich die formstabilen Übertragungselemente im Getriebebetrieb gegeneinander ab, sodass die formstabilen Übertragungselemente in einer vorgegebenen Position bleibend ausgerichtet sind.It is advisable that the dimensionally stable transmission elements are aligned with each other in such a way that in the transmission operation, the dimensionally stable transmission elements against the slide bearing slidably move relative to each other. As a result, the dimensionally stable transmission elements are supported in gear operation against each other, so that the dimensionally stable transmission elements are permanently aligned in a predetermined position.
Um einen einfachen Austausch des Gleitlagers zu gewährleisten, bietet es sich an, dass das Gleitlager zwischen den formstabilen Übertragungselementen lose angeordnet ist.To ensure a simple replacement of the plain bearing, it makes sense that the plain bearing between the dimensionally stable transmission elements is arranged loosely.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Gleitlager aus einem weicheren Material besteht als wenigstens eines der formstabilen Übertragungselemente. Die Verschleißerscheinungen treten dadurch hauptsächlich an dem Gleitlager auf, sodass Verschleißerscheinungen an den formstabilen Übertragungselementen weitgehend vermieden sind. Ein Austausch der teuren und aufwendig herzustellenden formstabilen Übertragungselemente ist durch diese Maßnahme vermieden, vielmehr ist lediglich das Gleitlager im Verschleißfall gegen ein neues Gleitlager auszutauschen.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the sliding bearing consists of a softer material than at least one of the dimensionally stable transmission elements. The signs of wear occur mainly due to the sliding bearing, so that wear on the dimensionally stable transmission elements are largely avoided. An exchange of expensive and expensive to produce dimensionally stable transmission elements is avoided by this measure, but only the plain bearing is to replace in case of wear against a new plain bearing.
Eine besonders wirkungsvolle Gleitpaarung liegt vor, wenn das Gleitlager Bronze, Teflon und/oder Kunststoff und wenigstens eines der formstabilen Übertragungselemente aus Stahl, Gusseisen oder einer Sinterlegierung besteht.A particularly effective pairing is when the sliding bearing bronze, Teflon and / or plastic and at least one of the dimensionally stable transmission elements made of steel, cast iron or a sintered alloy.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Aufnahme mit einem der formstabilen Übertragungselemente fest verbunden ist, in welcher das andere formstabile Übertragungselement zumindest im Bereich der aneinander gleitenden Flächen aufnehmbar ist. Durch diese Maßnahme wird die Bewegbarkeit der aneinander gleitenden formstabilen Übertragungselemente in andere Richtungen begrenzt. Die beiden formstabilen Übertragungselemente sind ferner durch die Aufnahme verliersicher miteinander gekoppelt.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that a receptacle is fixedly connected to one of the dimensionally stable transmission elements, in which the other dimensionally stable transmission element is receivable at least in the region of the sliding surfaces. By this measure, the mobility of the mutually sliding dimensionally stable transmission elements is limited in other directions. The two dimensionally stable transmission elements are further captively coupled together by the recording.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass im Getriebebetrieb das aufgenommene formstabile Übertragungselement an den Seitenwandungen der Aufnahme gleitet. Hierdurch sind die formstabilen Übertragungselemente im Wesentlichen spaltfrei miteinander gekoppelt, sodass durch die Aufnahme eine spielfreie Ausrichtung der formstabilen Übertragungselemente gegeneinander in einfacher Weise realisierbar ist.According to a further embodiment of the invention, it is provided that in the transmission mode, the recorded dimensionally stable transmission element slides on the side walls of the receptacle. As a result, the dimensionally stable transmission elements are coupled substantially gap-free with each other, so that a play-free alignment of the dimensionally stable transmission elements against each other in a simple manner can be realized by the recording.
Mit Vorteil ist es dabei vorgesehen, dass die Seitenwandungen der Aufnahme durch die Gleitfläche des einen formstabilen Übertragungselements gebildet ist und vorzugsweise die gegenüberliegende Seitenwandung lösbar ist. Hierdurch ist die Ausrichtung der beiden formstabilen Übertragungselemente sowie deren Montage gegeneinander in besonders einfacher Weise realisierbar. It is advantageously provided that the side walls of the receptacle is formed by the sliding surface of a dimensionally stable transmission element and preferably the opposite side wall is detachable. As a result, the orientation of the two dimensionally stable transmission elements and their assembly against each other in a particularly simple manner can be realized.
Es bietet sich an, dass der Dynamic Spline und der Circular Spline des Spannungswellengetriebes durch die formstabilen Übertragungselemente gebildet ist. Der Dynamic Spline und der Circular Spline stehen jeweils in Wirkverbindung mit dem elastischen Übertragungselement bzw. Flexspline des Spannungswellengetriebes. Da das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Circular Spline und dem Flexspline gegenüber dem Übersetzungsverhältnis zwischen dem Dynamic Spline und dem Flexspline nur geringfügig verschieden ist, bewegen sich im Getriebebetrieb Circular Spline und Dynamic Spline relativ zueinander nur geringfügig. Daher bietet sich der Einsatz eines Gleitlagers oder das gegeneinander Gleiten der formstabilen Übertragungselemente besonders an, da aufgrund der geringen Relativbewegung zwischen Circular Spline und Dynamic Spline nur geringe Reibungskräfte wirken und insofern kaum Verschleißerscheinungen auftreten.It makes sense that the dynamic spline and the circular spline of the stress wave transmission is formed by the dimensionally stable transmission elements. The Dynamic Spline and the Circular Spline are each in operative connection with the elastic transmission element or Flexspline of the stress wave transmission. Since the transmission ratio between the Circular Spline and the Flexspline is only slightly different from the transmission ratio between the Dynamic Spline and the Flexspline, Circular Spline and Dynamic Spline move only slightly relative to each other in gearbox operation. Therefore, the use of a sliding bearing or the sliding against each other of the dimensionally stable transmission elements is particularly useful, since due to the low relative movement between Circular Spline and Dynamic Spline act only low frictional forces and thus hardly occur any signs of wear.
Es bietet sich ferner an, dass der Dynamic Spline und der Circular Spline jeweils ringförmig ausgebildet sind.It is also advisable that the dynamic spline and the circular spline are each annular.
Bevorzugt ist das Gleitlager durch eine ringförmige Scheibe oder ein topfförmiges, vorzugsweise dünnwandiges Gleitelement gebildet. Ein solches Gleitlager benötigt lediglich geringsten Bauraum und ermöglicht somit die Realisierung eines kompakten Spannungswellengetriebes.Preferably, the sliding bearing is formed by an annular disc or a cup-shaped, preferably thin-walled sliding element. Such a plain bearing requires only minimal space and thus enables the realization of a compact stress wave transmission.
Nach einem weiteren unabhängigen Erfindungsgedanken wird eine Vorrichtung zum Überlagern von Bewegungen, insbesondere eine Nockenwellen-Verstellvorrichtung und ein Fahrzeuglenksystem, mit einem Überlagerungsgetriebe in Art des erfindungsgemäßen Spannungswellengetriebes vorgeschlagen. Die Vorrichtung zum Überlagern von Bewegungen weist einen eine Hilfs- und/oder Zusatzbewegung erzeugenden Antrieb auf, dessen Bewegung über den Wellengenerator des Spannungswellengetriebes in das Überlagerungsgetriebe einkoppelbar ist.According to a further independent concept of the invention, a device for superimposing movements, in particular a camshaft adjusting device and a vehicle steering system, with a superposition gear in the manner of the voltage wave transmission according to the invention is proposed. The device for superimposing movements has an auxiliary and / or additional movement generating drive whose movement can be coupled via the shaft generator of the stress wave transmission in the superposition gearing.
Ausführungsbeispieleembodiments
Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Other objects, features and advantageous applications of the invention will become apparent from the following description of several embodiments with reference to the drawings. All described and / or illustrated features alone or in any meaningful combination form the subject matter of the present invention, also independent of their summary in the claims or their dependency.
Es zeigen:Show it:
Die Vorrichtung
Das Spannungswellengetriebe
Bevorzugt sind die starren Übertragungselemente
Bevorzugt drehen die starren Übertragungselemente
Bei dem Spannungswellengetriebe
Über den Wellengenerator
Der Wellengenerator
Der Grundkörper
Bauartbedingt ist bei dem Spannungswellengetriebe
Zwischen Circular Spline
An dem radial äußeren Ende des Circular Splines
Vorzugsweise bilden das starre Übertragungselement
Vorzugsweise weist das mit dem (nicht dargestellten) Abtriebselement gekoppelte starre Übertragungselement
Durch den erzeugten Verbund von Dynamic Spline
Zur Erhöhung der in axialer Richtung aufnehmbaren Kräfte ist bevorzugt ein weiteres Anschlagselement
Die Lagerung des Wellengenerators
Der Dynamic Spline
Das Spannungswellengetriebe
Bauteile des Spannungswellengetriebes
Das Spannungswellengetriebe
Insofern ist bei dem Spannungswellengetriebe
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Wellengeneratorwave generator
- 22
- Lagercamp
- 3, 3'3, 3 '
- starres Übertragungselement, Circular Splinerigid transmission element, circular spline
- 4; 4'4; 4 '
- starres Übertragungselement, Dynamic Splinerigid transmission element, Dynamic Spline
- 55
- zusätzliches Lageradditional warehouse
- 66
- Grundkörperbody
- 77
- Hohler WellenabschnittHollow shaft section
- 88th
- Verbindungselement, NabeConnecting element, hub
- 99
- Antriebdrive
- 1010
- Abtriebswelleoutput shaft
- 1212
- Pfeilarrow
- 1313
- Pfeilarrow
- 1414
- Pfeilarrow
- 1515
- elastisches Übertragungselement, Flexsplineelastic transmission element, flexspline
- 1616
- Drehachseaxis of rotation
- 1717
- Ausgangselement, AusgangswelleOutput element, output shaft
- 1818
- Wälzlagerroller bearing
- 1919
- Gehäusecasing
- 2020
- Anschlagelementstop element
- 2121
- zusätzliches Anschlagelementadditional stop element
- 2222
- Klemmmittelclamping means
- 2323
- Außenverzahnungexternal teeth
- 2424
- Gewindemittelthreaded means
- 25, 25'25, 25 '
- Gleitlagerbearings
- 2626
- Aufnahmeadmission
- 2727
- Zylindrischer AbschnittCylindrical section
- 2828
- Abschnittsection
- 100100
- SpannungswellengetriebeTension shaft gear
- 110110
- SpannungswellengetriebeTension shaft gear
- 120120
- SpannungswellengetriebeTension shaft gear
- 130130
- bekanntes Spannungswellengetriebeknown stress wave transmission
- 140140
- Flexsplineflexpline
- 150150
- Circular SplineCircular spline
- 160160
- Dynamic SplineDynamic Spline
- 200200
- Vorrichtung zum Überlagern von BewegungenDevice for superimposing movements
Claims (19)
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- 2008-10-30 DE DE102008053915A patent/DE102008053915B4/en active Active
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