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Anwendungsgebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Universalgelenk, welches zur Verbindung eines ersten Verbindungsteils mit einem zweiten Verbindungsteil unter unterschiedlichen Winkeln eingerichtet ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein Universalgelenk ist ein zur Drehmomentübertragung bestimmtes Werkzeug und ist beispielsweise aus der
japanischen Offenlegungsschrift 1995-96473 bekannt. Diese Universalgelenke werden auch als zur universalen Verwendung bestimmte Muffen bezeichnet und in vielen technischen Zusammenhängen umfassend benutzt, die z. B. aus der
japanischen Offenlegungsschrift 1997-68235 bekannt sind. Im vorliegenden Zusammenhang werden diese Bauteile durchgängig als Universalgelenke bezeichnet werden.
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Zusammenfassung der Erfindung:
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Bei dem aus der
japanischen Offenlegungsschrift 1995-96473 ergibt sich das Problem, dass zur Verbindung eines ersten mit einem zweiten Verbindungsteil ein Bolzen benutzt wird, so dass das zu übertragende Drehmoment von der Festigkeit eines Bolzens abhängig und dementsprechend gemindert ist.
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Bei dem aus der
japanischen Offenlegungsschrift 1997-68235 bekannten Universalgelenk wird zwar kein Bolzen zur Verbindung einer Eingangswelle mit einer Ausgangswelle benutzt, welche Wellen mit den eingangs erwähnten Verbindungsteilen vergleichbar sind. Die Verbindung der genannten Wellen kann sich jedoch leicht lösen.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Universalgelenk bereit zu stellen, welches dazu geeignet ist, erste und zweite Verbindungsteile miteinander zu verbinden, und zwar ohne dass ein Bolzen benutzt wird, und ohne dass das Risiko eines Lösens der Verbindungsteile voneinander besteht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Universalgelenk vorgeschlagen, welches zur Verbindung eines ersten Verbindungsteils mit einem zweiten Verbindungsteil unter unterschiedlichen Winkeln geeignet ist, wobei das erste Verbindungsteil mit einem, eine Feder aufnehmenden Ausnehmungsabschnitt versehen ist, das zweite Verbindungsteil mit einem zur Drehmomentübertragung bestimmten, in den Ausnehmungsabschnitt einsetzbaren Abschnitt versehen ist, der ein, einen maximalen Außenumfang aufweisendes Teil aufweist, wobei der Außendurchmesser des zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitts ausgehend von einem das distale Ende dieses Abschnitts bildenden Teil entlang einer Einsetzrichtung zunächst zunimmt und anschließend abnimmt, das erste Verbindungsteil an seiner Innenumfangsfläche an einer Öffnungsseite des Ausnehmungsabschnitts mit einem ausgehend von der Innenumfangsfläche einwärts ragenden Sperrmittel versehen ist, an dem ein sich ausgehend von einem der Grundseite des zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitts gelegenes Teil bis zu dem einen maximalen Außenumfang aufweisenden Teil erstreckender Teil des zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitts anliegt, und wobei, sobald der genannte Abschnitt in den Ausnehmungsabschnitt des ersten Verbindungsteils eingesetzt ist, das an dem distalen Ende gelegene Teil an der Feder anliegt und in Richtung auf die Öffnungsseite des Ausnehmungsabschnitts gedrückt wird, wobei der sich ausgehend von dem der Grundseite des zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitts zugekehrten Teil bis zu dem einen maximalen Außenumfang aufweisenden Teil erstreckende Teil des genannten Abschnitts in eine Anlage an dem Sperrmittel gelangt, so dass ein Lösen des genannten Abschnitts des zweiten Verbindungsteils von dem Ausnehmungsabschnitt verhindert ist.
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Zur Lösung wird weiter ein Universalgelenk vorgschlagen, bei welchem der Ausnehmungsabschnitt des ersten Verbindungsteils mit einer, in seine Innenumfangsfläche auf der Öffnungsseite eingeformten, sich in der Richtung des Innenumfangs erstreckenden Ringrille versehen ist und ein C-Ring vorgesehen ist, dessen Abschnittsdurchmesser größer bemessen ist als die Tiefe der Ringrille, so dass der C-Ring ein in der Ringrille aufgenommenes Sperrmittel bildet, der zur Drehmomentübertragung bestimmte Abschnitt des zweiten Verbindungsteils in den Ausnehmungsabschnitt des ersten Verbindungsteils einsetzbar ist, das an dem distalen Ende befindliche Teil des Abschnitts an der Feder anliegt und in Richtung auf die Öffnungsseite des Ausnehmungsabschnitts hin gedrückt wird, der sich ausgehend von dem der Grundseite des zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitts zugekehrten Teil bis zu dem einen maximalen Außenumfang aufweisenden Teil erstreckende Teil des zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitts an dem C-Ring anliegt, so dass ein Lösen des Abschnitts des zweiten Verbindungsteils aus dem Ausnehmungsabschnitt verhindert ist.
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Es wird weiter ein Universalgelenk vorgeschlagen, bei welchem ein Neigungswinkel einer Außenumfangsfläche zwischen dem an der Grundseite des zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitts gelegenen Teil und dem einen maximalen Außenumfang aufweisenden Teil in Bezug auf auf eine Längsachse des zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitts des zweiten Verbindungsteils größer bemessen ist als ein Neigungswinkel einer Außenumfangsfläche zwischen dem an dem distalen Ende gelegenen Teil und dem einen maximalen Außenumfang aufweisenden Teil.
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Es wird ferner ein Universalgelenk vorgeschlagen, bei welchem die Gestalt des zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitts des zweiten Verbindungsteils in einem Vertikalschnitt in Richtung der Längsachse gesehen ein regelmäßiges Sechseck ist, dessen Eckenabschnitte zur Drehmomentübertragung bestimmte Stegteile bilden, die sich zwischen dem an dem distalen Ende gelegenen Teil und dem an der Grundseite des zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitts gelegenen Teil erstrecken und in einer Ebene oder einer zur Außenseite konvex gekrümmten Oberfläche abgeschrägt ausgebildet sind, und der zweite Verbindungsteil mit sechs zur Drehmomentübertragung bestimmten Rillenabschnitten versehen ist, die zum Eingriff mit den Stegteilen bestimmt und eingerichtet sind.
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Es wird schließlich ein Univeralgelenk vorgeschlagen bei welchem der erste Verbindungsteil auf der, dem Ausnehmungsabschnitt gegenüberliegenden Seite mit einer Muffe versehen ist, die zur handgriffseitigen Verbindung mit einem Teil eines Handgriffs eines zur Drehmomentübertragung bestimmten Werkzeugs eingerichtet ist, und das zweite Verbindungsteil auf der dem genannten Abschnitt gegenüberliegenden Seite mit einem zur Herstellung einer Verbindung mit unterschiedlichen Werkzeugen bestimmten Teil versehen ist.
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Ein erfindungsgemäßes Universalgelenk ist dadurch gekennzeichnet, dass erste und zweite Verbindungsteile ohne den Einsatz eines Bolzens miteinander verbunden werden können und ohne dass ein Risisko eines leichten Lösens dieser Teile voneinander besteht.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Die 1(a) und 1(b) stellen eine seitliche Ansicht und eine teilweise Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines sich im zusammengesetzten Zustand befindlichen Universalgelenks dar.
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Die 2(a) bis 2(d) zeigen jeweils eine seitliche Schnittansicht, eine rückseitige Ansicht, eine vorderseitige Ansicht sowie eine endseitige Ansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des Universalgelenks in einer Ebene D-D.
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Die 3(a) bis 3(e) stellen jeweils Konstruktionsmerkmale eines zweiten Verbindungsteils (M-Teil) eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des Universalgelenks in einer seitlichen Ansicht, einer vorderseitigen Ansicht, einer rückseitigen Ansicht, und einer Schnittansicht in einer Ebene E-E dar.
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Die 4(a) bis 4(c) zeigen jeweils Schnittansichten des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des Universalgelenks in den Schnittebenen A-A, B-B und C-C der 1(b).
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Die 5(a) und 5(b) zeigen jeweils Konstruktionsmerkmale einer seitlichen und einer vorderseitigen Ansicht einer Feder eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des Universalgelenks.
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Die 6(a) und 6(b) zeigen jeweils in einer seitlichen und in einer vorderseitigen Ansicht ein Konstruktionsbeispiel eines als Sperrteil eingesetzten C-Ringes eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des Universalgelenks.
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Die 7 ist eine, die Montagereihenfolge dieses Universalgelenks erläuternde Darstellung.
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Die 8(a) und 8(b) zeigen beispielhafte Ansichten, bei welchen sich das erste Verbindungsteil (F-Teil) und das zweite Verbindungsteil (M-Teil) eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des Universalgelenks unter unterschiedlichen Winkeln zueinander erstrecken.
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Die 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines ein Drehmoment übertragenden Werkzeugs, bei welchem dieses Universalgelenk eingesetzt ist.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Universalgelenks 1 wird im Folgenden beschrieben werden.
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In der Darstellung gemäß 1 ist das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel eines Universalgelenks 1 in einem zusammengesetzten Zustand gezeigt, wobei 1(a) von diesem Zustand eine Seitenansicht und 1(b) eine teilweise Schnittansicht zeigen.
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Wie anhand der 1(a) und 1(b) ersichtlich, besteht das Universalgelenk 1 aus einem F-Teil 10, welches ein erstes Verbindungsteil bildet und einem M-Teil 20, welches ein zweites Verbindungsteil bildet.
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Das F-Teil 10 weist einen in 1(b) gezeigten Ausnehmungsabschnitt 11 auf, in den ein eine Feder 30, und ein als Sperrteil dienender, im Folgenden noch zu beschreibender C-Ring 40 eingesetzt sind. In die dem Ausnehmungsabschnitt 11 gegenüberliegende Seite des F-Teils 10 ist eine der Handhabung dienende Muffe 13 eingeformt. In diese Muffe 13 ist das einem Handgriff zugekehrte Ende eines der Drehmomentübertragung dienenden, in 9 gezeigten, im Folgenden noch zu beschreibenden Werkzeugs eingesetzt. In diese Muffe 13 ist eine zur Aufnahme einer Kugel bestimmte, an sich bekannte Ausnehmung 13a eingeformt, in der eine Stahlkugel 53 mittels der elastischen Kraft einer Feder an einem Verbindungsteil 52 an dem im Folgenden noch unter Bezugnahme auf 9 zu beschreibenden handgriffseitigen Ende ein- und ausführbar gehalten ist.
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Das als zweites Verbindungsteil bestimmte M-Teil 20 ist mit einem zur Übertragung eines Drehmoments bestimmten Abschnitt 21 versehen, der in den Ausnehmungsabchnitt 11 des F-Teils 10 in der durch den Pfeil α angezeigten Richtung einsetzbar ist und der ein einen maximalen Außenumfang aufweisendes Teil 21b aufweist, welcher Außenumfang ausgehend von dem distalen Ende dieses Abschnitts 21 allmählich zunimmt und in Richtung auf ein seiner Grundseite zugekehrtes Ende hin wieder abnimmt.
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Das M-Teil 20 ist ebenfalls mit einem zur Verbindung mit einem Werkzeug bestimmten Teil 23 versehen. Dieses Teil 23 ist an dem, dem Abschnitt 21 gegenüberliegenden Ende des M-Teils 20 angeformt und kann in ein werkzeugseitiges Muffenteil 61 unterschiedlicher Werkzeuge 6 eingesetzt werden. Das zur Verbindung mit einem Werkzeug bestimmte Teil 23 ist mit einer an sich bekannten Stahlkugel 24 versehen, welche mittels einer Feder in einem zur Zurückhaltung der Kugel bestimmten Abschnitt 62 aufgenommen sowie aufwärts und abwärts beweglich gehalten ist. Man beachte jedoch, dass obwohl bei dieser Ausführungsform des zur Verbindung mit einem Werkzeug bestimmten Abschnitts 23 sowie des Verbindungsteils 52 die an sich bekannten Stahlkugeln 24, 53 jeweils zum Einsatz kommen, andere Funktionselemente wie beispielsweise Bolzen, die aufwärts und abwärts bewegbar sind, anstelle dieser Stahlkugeln 24, 53 verwendet werden können.
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Sobald das F-Teil 10 und das M-Teil 20, wie in den 1(a) und 1(b) dargestellt, miteinander verbunden sind, ist die Feder 30 zwischen dem sich an dem distalen Ende befindlichen Teil 21a des Abschnitts 21 des M-Teiles 20 und dem als Anschlag für die Feder bestimmten bodenseitigen Teil 14 des Ausnehmungsabschnitts 11 aufgenommen und wird komprimiert.
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Obwohl somit der zur Drehmomentübertragung bestimmte Abschnitt 21 des M-Teils 20 durch die Feder 30 in Richtung auf die Öffnungsseite des Ausnehmungsabschnitts 11 gedrückt wird, kann der Abschnitt 21 kann der Abschnitt 21 nicht aus dem Ausnehmungsabschnitt 11 des F-Teils 10 heraustreten, da der Teil des Abschnitts 21 des M-Teils 20 mit dem größten Außendurchmesser, nämlich der Teil 21b bis zu dem, der Grundseite des Abschnitts 21 zugekehrten Teil 21c an der Innenumfangsfläche des C-Ringes 40 anliegt. Die Schnittansichten in den Ebenen A-A, B-B und C-C werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die 4 noch beschrieben werden.
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Die 2(a) bis 2(d) zeigen Ansichten von Konstruktionsmerkmalen des als erstes Verbindungsteil bestimmten F-Teiles 10 des erfindungsgemäßen Universalgelenks 1. 2(a) ist eine seitliche Schnittansicht des F-Teiles 10. 2(b) ist eine rückseitige bzw. linksseitige Ansicht des F-Teiles 10 gemäß 2(a). 2(c) ist eine vorderseitige bzw. rechtsseitige Ansicht des F-Teiles 10 gemäß 2(a). 2(d) ist eine Schnittansicht in einer Ebene D-D des F-Teiles 10 gemäß 2(a).
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Wie in 2(a) gezeigt, ist in die Innenumfangsfläche des Ausnehmungsabschnitts 11 des F-Teiles 10 eine Ringrille 12 eingeformt. Der C-Ring 40 steht mit dem, einen größten Außenumfang aufweisenden Teil 21b des zur Übertragung eines Drehmomentes bestimmten Abschnitts 21 in Verbindung, so dass das M-Teil 20 daran gehindert ist, in einer der Einsetzrichtung α entgegen gesetzten Richtung aus dem Ausnehmungsabschnitt 11 herauszutreten. Das F-Teil 10 ist ferner mit dem im Grund des Ausnehmungsabschnitts 11 eingeformten, als Anschlag dienenden ringförmigen Teil 14 versehen.
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Wie in den 2(c) und 2(d) gezeigt, sind in die Innenumfangsfläche des Ausnehmungsabschnitts 11 des F-Teiles 10 Rillenabschnitte 11a bis 11f eingeformt, die zur Übertragung eines Drehmoments bestimmt sind, wobei diese Rillenabschnitte 11a bis 11f zum Eingriff mit Stegteilen 22a bis 22f bestimmt sind, die in der Außenumfangsfläche des zur Übertragung eines Drehmomentes bestimmten Abschnitts 21 des als zweites Verbindungsteil bestimmten M-Teiles 20 eingerichtet sind, wie im Folgenden noch beschrieben werden wird.
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Wie in den 2(a) und 2(b) gezeigt, sind die zur Handhabung bestimmte Muffe 13 und die zur Zurückhaltung der Kugel bestimmte Ausnehmung in die, dem Ausnehmungsabschnitt 11 gegenüberliegende Seite des F-Teiles 10 eingeformt. Wie bereits unter Bezugnahme auf die 1 beschrieben, befindet sich das handgriffseitige Verbindungsteil 52 an dem distalen Ende des Handgriffs eines zur Drehmomentübertragung bestimmten, in 9 gezeigten Werkzeugs und es wird dieses Verbindungsteil 52 in die Muffe 13 eingesetzt. Obwohl die Innenräume des Ausnehmungsabschnitts 11 sowie der Muffe 13 durchgängig ausgebildet und in eine zylindrische Grundgestalt eingeformt sind, ist es auch möglich, dass eine Zwischenwand oder ein Boden zwischen dem Ausnehmungsabschnitt 11 und der Muffe 13 vorgesehen ist, so dass der Ausnehmungsabschnitt 11 von der Muffe 13 getrennt ist.
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Die 3(a) bis 3(e) zeigen Ansichten von Konstruktionsmerkmalen des als erstes Verbindungsteil des erfindungsgemäßen Universalgelenkes 1 bestimmten M-Teiles 20. 3(a) ist eine Seitenansicht des M-Teiles 20. 3(b) ist eine vorderseitige bzw. linksseitige Ansicht des M-Teiles 20 gemäß 3(a). 3(c) ist eine vorderseitige bzw. rechtsseitige Ansicht des M-Teiles 20 gemäß 3(a). 3(d) ist eine Schnittansicht des M-Teiles 20 in einer Ebene E-E der 3(a). 3(e) ist eine Schnittansicht des M-Teiles 20 in einer Ebene F-F der 3(a).
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Wie unter Bezugnahme auf 1 bereits beschrieben, weist das als zweites Verbindungsteil bestimmte M-Teil 20 einen der Drehmomentübertragung dienenden Abschnitt 21 auf, der mit einem, den größten Außendurchmesser zeigenden Teil 21b versehen ist, wobei ausgehend von einem, dem distalen Ende zugekehrten Teil 21a der Außendurchmesser zunimmt und in Richtung auf ein der Grundseite des Abschnitts 21 befindliches Teil 21c des Abschnitts 21 wieder abnimmt, und zwar in Gegenrichtung zu der in 3(a) gezeigten, durch den Pfeil α angedeuteten Einsetzrichtung.
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Bei dieser Ausführungsform ist die Gestalt der Außenumfangsfläche des zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitts 21 des M-Teiles 20 dahingehend ausgebildet, dass die Gestalt ausgehend von dem sich am distalen Ende befindlichen Teil 21a bis zu dem einen größten Außendurchmesser aufweisenden Teil 21b allgemein regelmäßig hexagonal ausgebildet ist, wobei jede Ecke und jedes distale Ende abgeschrägt ausgestaltet sind, wobei die Gestalt ausgehend von dem einen größten Außenumfang aufweisenden Teil 21b bis zu dem Teil 21c eine allgemein kugelförmige Gestalt aufweist, bei welcher jede Ecke abgeschrägt ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist der zur Drehmomentübertragung bestimmte Abschnitt 21 des M-Teiles 20 abgeschrägt geformt, wobei die Außenumfangsfläche des Abschnitts 21 ausgehend von dem sich an dem distalen Ende befindlichen Teil 21a bis zu dem einen größten Außenumfang aufweisenden Teil 21b mit einer Längsachse β einen Neigungswinkel γ bildet, wobei dieser Neigungswinkel γ kleiner ist als ein Neigungswinkel θ, den die Außenumfangsfläche ausgehend von dem Teil 21c bis zu einen größten Außenumfang aufweisenden Teil 21b bildet. Aufgrund dieser Anordnung ist das M-Teil 20 mit dem F-Teil 10 in einer stabilen Weise verbunden, nämlich derart, dass das M-Teil 20 durch den C-Ring 40 zuverlässig daran gehindert werden kann, aus dem F-Teil heraus zu treten, und zwar selbst dann, wenn sich das mit dem F-Teil verbundene M-Teil unter unterschiedlichen Winkeln zu dem F-Teil erstreckt, wie im Folgenden unter Bezugnahme auf 8 noch beschrieben werden wird. Auf diese Weise kann ein Drehmoment ausgehend von dem zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitt 21 des M-Teiles 20 auf das F-Teil 10 stabil übertragen werden. Man beachte, dass die Beziehung zwischen den Neigungswinkeln θ und γ nur beispielhaft zu verstehen ist, so dass beide Neigungswinkel untereinander auch gleich bemessen sein können.
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Die vertikalen Schnittansichten des zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitts 21 des M-Teiles 20 unter Einbeziehung der Längsachse β zeigen wie in den 3(b) bis 3(d) etc. dargestellt, eine hexagonale Grundgestalt. Die jeweiligen Ecken dieser Grundgestalt sind dementsprechend durch sechs zur Drehmomentübertragung bestimmten Stegteilen 22a bis 22f dargestellt, die sich kontinuierlich ausgehend vom sich an dem distalen Ende befindlichen Teil 21a über das einen größten Außendurchmesser aufweisende Teil 21b bis zu dem Teil 21c erstrecken. Diese sechs Stegteile 22a bis 22f des zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitts 21 des M-Teils 20 stehen jeweils mit einem der Rillenteile 11a bis 11f im Eingriff, die in die Innenumfangsfläche des Ausnehmungsabschnitts 11 des F-Teiles 10 eingeformt sind, so dass aufgrund dieses Eingriffs eine Drehmomentübertragung zwischen dem F-Teil 10 und dem M-Teil 20 eingerichtet ist.
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Be dieser Ausführungsform sind das sich am distalen Ende befindliche Teil 21a des zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitts 21 und die Ecken der sechs Stegteile 22a bis 22f in einer Ebene abgeschrägt ausgebildet oder weisen eine zur Außenseite hin konvex gekrümmte Oberfläche auf. Nachdem die Eckenabschnitte der Stegteile 22a bis 22f jeweils in einer Ebenen abgeschrägt ausgebildet sind oder eine zur Außenseite hin konvex gekrümmte Oberfläche aufweisen, können eine Beschädigung oder ein Verschleiß der sechs zur Drehmomentübertragung eingesetzten Stegteile 22a bis 22f des Abschnitts 21 des M-Teiles 20 infolge eines Leerlaufs verhindert werden, und zwar selbst dann, wenn eine Drehmomentübertragung zwischen dem F-Teil 10 und dem M-Teil 20 sowie die Verbindung zwischen diesen Teilen in wiederholter Weise unter unterschiedlichen Winkeln erfolgt. Wahlweise können bei dieser Ausführungsform das sich am distalen Ende befindliche Teil 21a des Abschnitts 21 und die Eckenabschnitte sechs zur Drehmomentübertragung bestimmten Stegteile 22a bis 22f entweder in einer Ebene abgeschrägt bzw. eine zur Außenseite hin konvex gekrümmte Oberfläche aufweisen oder keine Abschrägungen aufweisen.
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Wie bereits unter Bezugnahme auf 1 dargelegt, kann ein zur Anbindung eines Werkzeugs bestimmtes Teil 23 in ein werkzeugseitiges Muffenteil 61 (9) eingesetzt werden, und zwar zur Anbindung unterschiedlicher Werkzeuge 6, wobei eine Stahlkugel 24, die gemäß 9 durch die elastische Kraft einer in einem Aufnahmeabschnitt 23a aufgenommenen Feder aufwärts gedrückt wird, wobei sich dieses Teil 23 auf der dem Abschnitt 21 des M-Teiles 20 befindet, wie in den 3(a) bis 3(c) gezeigt.
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Die 4(a) bis 4(c) sind jeweils Schnittansichten des erfindungsgemäßen Universalgelenks in den Ebenen A-A, B-B und C-C gemäß 1(b).
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Wie in den 4(a) bis 4(c) gezeigt, ist die vertikale Schnittansicht des zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitts 21 des M-Teiles 20 – in einer Längsrichtung gesehen – ein im wesentlichen regelmäßiges Sechseck. Der zur Drehmomentübertragung bestimmte Abschnitt 21 des M-Teils 20 ist mit zur Drehmomentübertragung bestimmten Stegteilen 22a bis 22f versehen, die dadurch hergestellt werden, dass die Eckenabschnitte in einer Ebene oder einer gekrümmten, zur Außenseite konvexen Oberfläche abgeschrägt werden, so dass die zur Drehmomentübertragung bestimmten Stegteile 22a bis 22f jeweils mit den zur Drehmomentübertragung bestimmten Rillenteilen 11a bis 11f in einen Eingriff gebracht werden, um eine Drehmomentübertragung zwischen dem F-Teil 10 und dem M-Teil 20 zu ermöglichen.
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Wie in der 4(c) gezeigt, liegt der Teil 21b des Abschnitts 21, der den größten Außenumfang aufweist, an dem C-Ring 40 an, so dass das M-Teil 20 daran gehindert ist, aus dem Ausnehmungsabschnitt des 11 des F-Teils 10 heraus zu treten.
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Die 5(a) und 5(b) sind jeweils Ansichten, welche beispielhaft eine Feder 30 zeigen, die in den Ausnehmungsabschnitt 11 des F-Teiles 10 einzusetzen ist, wobei 5(a) eine Seitenansicht der Feder 30 zeigt und wobei 5(b) eine vorderseitige Ansicht der Feder 30 zeigt.
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Wie in den 5(a) und 5(b) gezeigt, ist die zum Einsetzen in den Ausnehmungsabschnitt 11 des F-Teiles 10 bestimmte Feder 30 dahingehend gestaltet, dass deren distaler Endabschnitt 30a einen kleinen Durchmesser aufweist, wobei dieser Durchmesser in Richtung auf den rückseitigen Endabschnitt hin zunimmt, nämlich entsprechend der Größe des sich am distalen Ende des Abschnitts 21 befindlichen Teiles 21a des M-Teiles 20. Man beachte jedoch, dass die Gestalt der Feder 30 lediglich zu sehen ist und dass diese jede andere Gestalt annehmen kann, so lange nämlich eine Feder 30 vorliegt, die dazu in der Lage ist, den zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitt 21 des M-Teiles zuverlässig in einer Richtung entgegengesetzt zu der der Einsetzrichtung zu drücken.
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Die 6(a) und 6(b) zeigen ein Ausführungsbeispiel eines als Sperrteil fungierenden C-Ringes, welcher zum Einsetzen in die Ringrille 12 des Ausnehmungsabschnitts 11 des F-Teiles 10 bestimmt ist, wobei 6(a) eine Seitenansicht des C-Ringes ist und wobei 6(b) eine vorderseitige Ansicht des C-Ringes ist.
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Wie in 6 gezeigt, handelt es sich bei dem in die Ringrille 12 einzusetzenden C-Ring 40 um eine aus Metall hergestellte ringartige, teilweise ausgeschnittene Struktur, deren Abschnitts- bzw. Querschnittsdurchmesser d1 größer ist als die Tiefe der Ringrille 12. Falls beispielsweise die Tiefe der Ringrille 12 0,8 mm beträgt, kann der Querschnittsdurchmesser d1 des C-Ringes 1,6 mm betragen. Falls in ähnlicher Weise die Tiefe des einen größten Außendurchmesser aufweisenden Teils 21b des zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitts 21 des M-Teiles 20 und die Länge des Ausnehmungsabschnitts 11 des F-Teiles 21 beispielsweise 16,0 mm betragen, beträgt der Innendurchmesser des C-Ringes 40 16,8 mm. Sobald der C-Ring 40 einwärts gebogen und in die Ringrille 12 des Ausnehmungsabschnitts 11 des F-Teiles 10 eingepasst ist wird dieser kleiner als der Außendurchmesser des einen maximalen Außenumfang aufweisenden teils 21b des Abschnitts 21 des M-Teiles 20, so dass das der zur Drehmomentübertragung bestimmte Teil 21 des M-Teiles 20 in zuverlässiger Weise daran gehindert ist, aus dem Ausnehmungsabschnitt des F-Teiles 10 heraus zu treten. Man beachte jedoch, dass die angegebenen Abmessungen lediglich beispielhaft zu sehen sind und den Erfindungsgegenstand nicht beschränken.
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7 zeigt beispielhaft die Montagereihenfolge eines dieser Ausführungsform entsprechenden Universalgelenks 1.
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Gemäß 7 wird zunächst die Feder 30 in das, einen tief gelegenen Boden bildende Teil 14 des Ausnehmungsabschnitts 11 des F-Teiles 10 eingesetzt, wobei anschließend der zur Drehmomentübertragung bestimmte Abschnitt 21 des M-Teiles 20 derart eingesetzt wird, dass die Feder 30 durch das sich am distalen Ende befindliche Teil 21a komprimiert wird. Abschließend wird der C-Ring 40 eingesetzt und in die Ringrille 12 des Ausnehmungsabschnitts 11 eingesetzt. Sobald der Abschnitt 21 des M-Teiles 20 in den Ausnehmungsabschnitt 11 des F-Teiles 10 eingesetzt wird, wird das sich am distalen Ende befindliche Teil 21a des Abschnitts 21 infolge der Elastizität der Feder 30 in Richtung auf die Öffnungsseite des Ausnehmungsabschnitts 11 gedrückt, wobei das der Abschnitt beginnend mit dem Teil 21c des Abschnitts 21 bis zu dem Teil 21b, welches den größten Außenumfang aufweist, in eine Anlage an dem C-Ring 40 gelangt, so dass der Abschnitt 21 sandwichartig zwischen der Feder 30 und dem C-Ring gehalten ist und das M-Teil 20 daran gehindert ist, aus dem F-Teil heraus zu treten.
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Die 8(a) und 8(b) sind jeweils Ansichten welche den Berührungszustand der Außenumfangsfläche des zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitts 21 mit der Innenumfangsfläche des Ausnehmungsabschnitts 11 des F-Teiles 10 zeigen, sobald sich der Eingriffswinkel des M-Teiles 20, welches als zweites Verbindungsteil dient, bezüglich des als erstes Verbindungsteil dienenden F-Teils 10 ändert.
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Insbesondere zeigt 8(a) den Berührungszustand der Außenumfangsfläche des zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitts 21 mit der Innenumfangsfläche des Ausnehmungsabschnitts 11 des F-Teiles 10, wobei der Eingriffswinkel in 8(a) im Verhältnis zu dem F-Teil 10 nach oben ausgelenkt ist. 8(b) zeigt den Berührungszustand der Außenumfangsfläche des zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitts 21 mit der Innenumfangsfläche des Ausnehmungsabschnitts 11 des F-Teiles 10, wobei der Eingriffswinkel in 8(a) im Verhältnis zu dem F-Teil 10 nach unten oben ausgelenkt ist.
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Bei dieser Ausführungsform, wie anhand einer Betrachtung der in den 8(a) und 8(b) dargestellten Fälle offensichtlich ist, werden die Berührungsflächen der Stegteile 22a bis 22f des M-Teiles 20, die mit den Rillenteilen 11a bis 11f des F-Teiles 10 im Eingriff stehen, vergrößert, sobald der Eingriffswinkel des M-Teiles 20 mit dem F-Teil 10 verändert wird, und zwar im Vergleich mit dem Fall, dass das M-Teil 20 geradlinig mit dem F-Teil 10, wie in 1 gezeigt in Verbindung steht, da der Neigungswinkel γ der Außenumfangsfläche ausgehend von dem Teil 21a bis zu dem einen maximalen Außenumfang aufweisenden Teil 21b des M-Teiles 20 kleiner bemessen ist als der Neigungswinkel θ der Außenumfangsfläche ausgehend von dem Teil 21c bis zu dem einen maximalen Außenumfang aufweisenden Teil 21b. (vgl. 3(a)). Aufgrund dieser Ausgestaltung kann ein Drehmoment in einer zuverlässigeren Weise selbst dann übertragen werden, wenn der Eingriffswinkel des M-Teils 20 mit dem F-Teil verändert wird. Sobald die vertikale Schnittgestalt des zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitts 21 des M-Teils 20 in Blickrichtung der Achse β im wesentlichen kreisförmig wird, ändern sich die Berührungsflächen der Stegteile 22a bis 232f des M-Teiles 20 die mit den Rillenteilen 11a bis 11f des F-Teiles im Eingriff stehen, nicht, und zwar unabhängig davon, ob der Eingriffswinkel des M-Teiles 20 mit dem F-Teil 10 geändert wird oder nicht, so dass ein Drehmoment mit der gleichen Kraft übertragen werden kann.
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9 ist eine, einen Sperrklinken-Schraubenschlüssel 5 darstellende Ansicht, welche ein Beispiel eines ein Drehmoment übertragenden Werkzeugs ist, bei welchem ein Universalgelenk entsprechend dieser Ausführungsform Anwendung findet.
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Wie in 9 gezeigt, wird bei dem Sperrklinken-Schraubenschlüssel 5 zum Einsetzen unterschiedlicher Werkzeuge 6 das zur Anbindung des Werkzeugs bestimmte Teil 23 des M-Teiles 20 des dieser Ausführunghsform entsprechenden Universalgelenks in das werkzeugseitige Muffenteil 61 der unterschiedlichen Werkzeuge 6 eingesetzt, wobei die Stahlkugel 24 des Teils 23 in die zur Zurückhaltung der Kugel bestimmte Aufnahme 62 des werkzeugseitigen Muffenteils 61 eingeführt wird. Das handgriffseitige Teil 52 an einem spitzen Ende des die Sperrklinke tragenden Handgriffs 51 wird in die Muffe 13 des F-Teils 10 eingesetzt, wobei die Stahlkugel 53 des handgriffseitigen Teils in die zur Zurückhaltung der Kugel bestimmte Ausnehmung 13a der Muffe 13 eingeführt wird. Auf diese Weise wird der Sperrklinken-Schraubenschlüssel 5 montiert.
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Mit dem so zusammengesetzten Sperrklinken-Schraubenschlüssel 5 entsprechend dieser Ausführungsformkönnen ein Bolzen, eine Schraube etc. gedreht werden, indem ein Drehmoment auf diese übertragen werde, wobei der Winkel zu dem Werkzeug 6 mittels des dieser Ausführungsform entsprechenden Universalgelenks 1 frei verändert werden können. Zu erwähnen ist, dass lediglich als Beispiel für ein, ein Drehmoment übertragendes Werkzeug, bei welchem ein Universalgelenk 1 Verwendung findet, ein Sperrklinken-Schraubenschlüssel beschrieben worden ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt und kann gleichermaßen bei anderen, ein Drehmoment übertragenden Werkzeugen benutzt werden, z. B. bei einem eine T-Struktur aufweisenden Schraubenschlüssel.
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Bei dem Universalgelenk 1 entsprechend dieser Ausführungsform ist das M-Teil 20, welches als zweites Verbindungsteil dient, mit dem zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitt 21 geformt, der in den Ausnehmungsabschnitt 11 des F-Teiles 10, welches als erstes Verbindungsteil dient, eingesetzt ist, wobei das F-Teil 20 ein, einen maximalen Außenumfang aufweisendes Teil 21b zwischen dem sich am distalen Ende befindlichen Teil 21a und dem sich an der Grundseite des Abschnitts 21 befindlichen Teil 21c, wobei der Außendurchmesser des Teils 21b in Einsetzrichtung allmählich zunimmt bis zu einem maximalen Wert und dann wieder abnimmt. Das F-Teil 10 befindet sich an der Innenumfangsfläche auf der Öffnungsseite des Ausnehmungsabschnitts 11, wobei der C-Ring 40 als Sperrteil fungiert, an welchem der einen maximalen Außenumfang aufweisende Teil 21b des zur Drehmomentübertragung bestimmten Abschnitts 21 anliegt, so dass verhindert wird, dass der Abschnitt 21 aus dem F-Teil 10 entgegengesetzt zu einer Einsetzrichtung des Abschnitts 21 austreten kann. Sobald der zur Drehmomentübertragung bestimmte Abschnitt 21 des M-Teiles 20 in den Ausnehmungsabschnitt 11 des F-Teiles 10 eingesetzt ist, liegt das Teil 21a des Abschnitts 21 an der Feder 30 an und wird in Richtung auf die Öffnungsseite des Ausnehmungsabschnitts 11 gedrückt, wobei der Abschnitt ausgehend von den Teil 21c des Abschnitts 21 bis zu dem einen maximalen Außenumfang aufweisenden Teil 21b an dem C-Ring 40 anliegt, der als Sperrmittel wirkt, so dass verhindert wird, dass der Abschnitt 21 des M-Teiles 20, der als zweites Verbindungsteil dient, aus dem Ausnehmungsabschnitt 11 des F-Teiles 10 heraus treten kann. heraustreten kann. Dementsprechend können das erste Verbindungsteil und das zweite Verbindungsteil ohne Benutzung einer Schraube miteinander verbunden werden, und zwar ohne die Gefahr eines unbeabsichtigten Lösens voneinander.
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Bei dieser Ausführungsform vergrößert sich die Berührungsfläche zwischen den zur Drehmomentübertragung bestimmten Stegteilen 22a bis 22f des M-Teiles 20, die jeweils mit den zur Drehmomentübertragung bestimmten Rillenteilen 11a bis 11f des F-Teiles 10 im V im Eingriff stehen, sobald der Eingriffswinkel des M-Teiles 20 gegenüber dem F-Teil 10 verändert wird, und zwar im Vergleich mit einem Zustand, bei welchem sich das F-Teil 10 geradlinig gegenüber dem M-Teil 20 erstreckt, da da der Neigungswinkel γ der Außenumfangsfläche zwischen dem Teil 21a des Abschnitts 21 des M-Teils 20 und dem einen maximalen Außenumfang aufweisenden Teil 21b kleiner bemessen ist als der Neigungswinkel θ der Außenumfangsfläche zwischen dem Teil 21c und dem Teil 21b des Abschnitts 21. Auf diese Weise kann ein Drehmoment zuverlässiger übertragen werden.
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Bei dieser Ausführungsform können ein durch den Ausnehmungsabschnitt 11 definierter Hohlraum und die Muffe 13 des F-Teiles 10 zusammenhängend geformt werden, wobei ferner der zur Drehmomentübertragung bestimmte Abschnitt 12 und eine zur Verbindung dienende Muffe 13 ebenfalls zusammenhängend in dem F-Teil hergestellt werden können, da die handgriffseitige Muffe 13 in welche das handgriffseitige, der Verbindung dienende Teil 52 an der Spitze des Handgriffs 51 eines zur Drehmomentübertragung bestimmten Werkzeugs wie z. B. Sperrklinken-Schraubenschlüssels einzusetzen ist, auf der dem Ausnehmungsabschnitt 11 des F-Teiles 10 gegenüberliegenden Seite geformt werden kann, wobei ferner das zur Verbindung mit dem Werkzeug dienende Teil 23, welches zum Einsetzen in das werkzeugseitige Muffenteil 61 unterschiedlicher Werkzeuge bestimmt ist auf der, dem Abschnitt 21 gegenüberliegenden Seite geformt werden kann. Auf diese Weise vereinfacht sich die Herstellung des F-Teils 10 sowie des M-Teiles 20.
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Es ist jedoch zu beachten, dass obwohl bei diesem Ausführungsbeispiel eines Universalgelenks 1 ein C-Ring 40 als Sperrmittel eingesetzt ist, dies lediglich als ein Beispiel zu betrachten ist und der Erfindungsgegenstand nicht auf diese Lösung beschränkt ist. An dieser Stelle können als Sperrmittel auch andere Mittel eingesetzt sein wie z. B. ein Bolzen oder dergleichen, soweit diese Mittel, dazu geeignet sind, das M-Teil 20 daran zu hindern, soweit diese Mittel dazu geeignet sind, das M-Teil 20 daran zu hindern, aus dem Ausnehmungsabschnitt 1 des F-Teiles 10 heraus zu treten und eine Anlage für den sich ausgehend von dem Teil 21c bis zu dem einen größten Außenumfang aufweisenden Teil 21b erstreckenden Abschnitt bilden.
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Obwohl das Universalgelenk 1 entsprechend dieser Ausführungsform mit einer handgriffseitigen Muffe 13 versehen ist, die in die dem Ausnehmungsabschnitt 11 des F-Teiles 10 gegenüberliegende Seite eingeformt ist, und ein werkzeugseitiges, zur Verbindung bestimmtes Teil 23 auf der, dem Abschnitt 21 gegenüberliegenden Seite des M-Teiles 20 angeformt ist, ist der Erfindungsgegenstand nicht auf diese Lösung beschränkt. Es wird selbstverständlich akzeptiert, dass das Teil 23 auf der dem Ausnehmungsabschnitt 11 des F-Teiles 10 gegenüberliegenden Seite angeformt ist und das die handgriffseitige Muffe 13 an der dem Abschnitt 21 des M-Teiles 20 gegenüberliegenden Seite angeformt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Universalgelenk
- 5
- Sperrklinken-Schraubenschlüssel
- 6
- Werkzeug
- 10
- F-Teil
- 11
- Ausnehmungsabschnitt
- 11a
- Rillenabschnitt
- 11b
- Rillenabschnitt
- 11c
- Rillenabschnitt
- 11d
- Rillenabschnitt
- 11e
- Rillenabschnitt
- 11f
- Rillenabschnitt
- 12
- Ringrille
- 13
- Muffe
- 13a
- Ausnehmung
- 14
- Teil
- 20
- M-Teil
- 21
- Abschnitt
- 21a
- Teil
- 21b
- Teil
- 21c
- Teil
- 22a
- Stegteil
- 22b
- Stegteil
- 22c
- Stegteil
- 22d
- Stegteil
- 22e
- Stegteil
- 22f
- Stegteil
- 23
- Teil
- 23a
- Aufnahmeabschnitt
- 24
- Stahlkugel
- 30
- Feder
- 30a
- Endabschnitt
- 30b
- Endabschnitt
- 40
- C-Ring
- 51
- Handgriff
- 52
- Verbindungsteil
- 53
- Stahlkugel
- 61
- Muffenteil
- 62
- Abschnitt
- 63
- Abschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 1995-96473 [0002, 0003]
- JP 1997-68235 [0002, 0004]
