DE102013009757A1 - Valve train device for an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Ventiltriebvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einem ersten Nockenelement (10), das zumindest zwei Schaltzustände aufweist, mit einem ersten Umschaltmechanismus (11), der dazu vorgesehen ist, einen Schaltzustand des ersten Nockenelements (10) zu verändern, mit zumindest einem weiteren Nockenelement (10', 10''), das zumindest zwei Schaltzustände aufweist, und mit zumindest einem weiteren Umschaltmechanismus (12), der dazu vorgesehen ist, zeitversetzt zu dem ersten Nockenelement (10) einen Schaltzustand des zumindest einen weiteren Nockenelements (10', 10'') zu verändern, wobei eine Kopplungseinheit (14), die dazu vorgesehen ist, den zumindest einen weiteren Umschaltmechanismus (12) mechanisch an den ersten Umschaltmechanismus (11) anzubinden.The invention relates to a valve drive device for an internal combustion engine, with a first cam element (10) which has at least two switching states, with a first switching mechanism (11) which is intended to change a switching state of the first cam element (10), with at least one further cam element (10 ', 10' '), which has at least two switching states, and with at least one further switching mechanism (12), which is provided for shifting the switching state of the at least one further cam element (10') to the first cam element (10) , 10 ''), a coupling unit (14) which is provided to mechanically connect the at least one further switching mechanism (12) to the first switching mechanism (11).
Description
Die Erfindung betrifft eine Ventiltriebvorrichtung für eine Brennkraftmaschine.The invention relates to a valve drive device for an internal combustion engine.
Es ist bereits eine Ventiltriebvorrichtung für eine Brennkraftmaschine bekannt, mit einem ersten Nockenelement, das zumindest zwei Schaltzustände aufweist, mit einem ersten Umschaltmechanismus, der dazu vorgesehen ist, einen Schaltzustand des ersten Nockenelements zu verändern, mit zumindest einem weiteren Nockenelement, das zumindest zwei Schaltzustände aufweist, und mit zumindest einem weiteren Umschaltmechanismus, der dazu vorgesehen ist, zeitversetzt zu dem ersten Nockenelement einen Schaltzustand des zumindest einen weiteren Nockenelements zu verändern.There is already known a valve drive device for an internal combustion engine, with a first cam element having at least two switching states, with a first switching mechanism which is intended to change a switching state of the first cam element, with at least one further cam element having at least two switching states , and with at least one further switching mechanism which is provided to change a switching state of the at least one further cam element with a time delay to the first cam element.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Ventiltriebvorrichtung mit Ventilhubumschaltung bereitzustellen, mittels der ein vorhandener Bauraum besonders vorteilhaft genutzt werden kann. Sie wird durch eine Ventiltriebvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The invention is in particular the object to provide a valve drive device with valve lift, by means of an existing space can be used particularly advantageous. It is achieved by a valve drive device according to claim 1. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Die Erfindung geht aus von einer Ventiltriebvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einem ersten Nockenelement, das zumindest zwei Schaltzustände aufweist, mit einem ersten Umschaltmechanismus, der dazu vorgesehen ist, einen Schaltzustand des ersten Nockenelements zu verändern, mit zumindest einem weiteren Nockenelement, das zumindest zwei Schaltzustände aufweist, und mit zumindest einem weiteren Umschaltmechanismus, der dazu vorgesehen ist, zeitversetzt zu dem ersten Nockenelement einen Schaltzustand des zumindest einen weiteren Nockenelements zu verändern.The invention is based on a valve drive device for an internal combustion engine, having a first cam element, which has at least two switching states, with a first switching mechanism, which is intended to change a switching state of the first cam element, with at least one further cam element, the at least two switching states has, and with at least one further switching mechanism which is provided to offset a time-shifted to the first cam element, a switching state of the at least one further cam element.
Es wird eine Kopplungseinheit vorgeschlagen, die dazu vorgesehen ist, den zumindest einen weiteren Umschaltmechanismus mechanisch an den ersten Umschaltmechanismus anzubinden. Dadurch kann eine Anzahl von Aktoren reduziert werden, weil durch eine mechanische Kopplung der Umschaltmechanismen der zumindest eine weitere Umschaltmechanismus keinen eigenen Aktor erfordert. Dadurch kann eine besonders kostengünstige Ventiltriebvorrichtung bereitgestellt werden und ein Gewicht der Brennkraftmaschine kann reduziert werden. Unter einem „Nockenelement” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Getriebeelement zur Betätigung eines Gaswechselventils verstanden werden. Vorzugsweise ist das Nockenelement zu einer Ventilhubumschaltung vorgesehen. Unter einem „Umschaltmechanismus” soll insbesondere ein Mechanismus verstanden werden, der eine axiale Position eines Nockenelements verstellt. Unter „mechanisch anbinden” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine Schaltbewegung des ersten Nockenelements durch eine Bewegung und/oder durch einen Kontakt von Getriebeelementen übertragen wird ohne eine Mitwirkung von steuerungstechnischen, elektrischen, elektromagnetischen oder hydraulischen Elementen. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden.It is proposed a coupling unit, which is intended to mechanically connect the at least one further switching mechanism to the first switching mechanism. As a result, a number of actuators can be reduced, because the at least one further switching mechanism does not require its own actuator due to a mechanical coupling of the switching mechanisms. Thereby, a particularly inexpensive valve drive device can be provided and a weight of the internal combustion engine can be reduced. A "cam element" is to be understood in this context in particular a transmission element for actuating a gas exchange valve. Preferably, the cam member is provided for a valve lift switching. A "switching mechanism" is to be understood in particular as a mechanism which adjusts an axial position of a cam element. In this context, "mechanically connecting" is to be understood in particular as meaning that a switching movement of the first cam element is transmitted by a movement and / or by a contact of gear elements without the involvement of control technology, electrical, electromagnetic or hydraulic elements. By "provided" is to be understood in particular specially designed, equipped and / or arranged.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der erste Umschaltmechanismus aktiv schaltbar ausgebildet ist und einen Aktor umfasst, der dazu vorgesehen ist, einen Umschaltvorgang des ersten Nockenelements auszulösen. Durch die Ventilhubumschaltung kann ein Verbrennungsprozess der Brennkraftmaschine optimiert werden, wodurch eine Leistung der Brennkraftmaschine gesteigert und/oder ein Kraftstoffverbrauch gesenkt werden kann. Dadurch kann ein Verbrennungsprozess der Brennkraftmaschine besonders kostengünstig optimiert werden. Unter „aktiv schaltbar” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass der Umschaltmechanismus direkt betätigt werden kann, vorzugsweise über ein Signal einer Steuer- und/oder Regeleinheit. Unter einem „Aktor” soll insbesondere ein mechatronisches Bauteil verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, elektrische Signale in eine Bewegung, insbesondere in eine Schwenk- und/oder Linearbewegung, umzusetzen.It is also proposed that the first switching mechanism is actively switchable and comprises an actuator which is provided to trigger a switching operation of the first cam member. By the valve lift switching, a combustion process of the internal combustion engine can be optimized, whereby a performance of the internal combustion engine can be increased and / or fuel consumption can be reduced. As a result, a combustion process of the internal combustion engine can be optimized particularly cost-effectively. In this context, the term "actively switchable" is understood in particular to mean that the switching mechanism can be actuated directly, preferably via a signal of a control and / or regulating unit. An "actuator" is to be understood in particular as a mechatronic component which is intended to convert electrical signals into a movement, in particular into a pivoting and / or linear movement.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der weitere Umschaltmechanismus passiv schaltend ausgebildet ist und zumindest einen Schaltpin und eine Schaltkulisse umfasst, die mittels der Kopplungseinheit an das erste Nockenelement angebunden sind. Dadurch kann eine zeitversetzte Ventilhubumschaltung für mehrere Ventile mittels nur eines Aktors erreicht werden. Ein vorhandener Bauraum kann besonders effizient genutzt werden, da das erste Nockenelement und der Aktor an verschiedenen Positionen angeordnet werden können. Unter „passiv schaltend” soll insbesondere verstanden werden, dass ein Vorgang selbständig, ohne einen externen, beispielsweise mittels einer Steuer- und/oder Regeleinheit angesteuerten Aktor abläuft.It is also proposed that the further switching mechanism is formed passive switching and comprises at least one shift pin and a shift gate, which are connected by means of the coupling unit to the first cam member. As a result, a time-shifted valve lift switching for a plurality of valves can be achieved by means of only one actuator. An existing installation space can be used particularly efficiently, since the first cam element and the actuator can be arranged at different positions. By "passive switching" should be understood in particular that a process independently, without an external, for example, by means of a control and / or regulating unit controlled actuator expires.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Kopplungseinheit einen Kulissenträger umfasst, der die Schaltkulisse des weiteren Umschaltmechanismus aufweist. Der Kulissenträger kann koaxial zu den Nockenelementen angeordnet werden und die Nockenelemente durchsetzen. Dadurch kann ein vorhandener Bauraum besonders vorteilhaft genutzt werden. Unter einem „Kulissenträger” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Getriebeelement verstanden werden, das wirktechnisch zwischen dem ersten Umschaltmechanismus und dem weiteren Umschaltmechanismus angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Kulissenträger in Form eines Kreiszylinders ausgebildet und weist an einem Außenumfang die Schaltkulisse des weiteren Umschaltmechanismus auf.It is also proposed that the coupling unit comprises a slide carrier, the the switching gate of the further switching mechanism has. The link carrier can be arranged coaxially to the cam elements and enforce the cam elements. As a result, an existing space can be used particularly advantageous. A "slide carrier" should be understood in this context in particular a transmission element, which is structurally arranged between the first switching mechanism and the further switching mechanism. Preferably, the slide carrier is in the form of a circular cylinder and has on an outer circumference the shift gate of the further switching mechanism.
Unter einer „Schaltkulisse” soll dabei eine Schalteinheit zum axialen Verstellen eines Elements verstanden werden, die wenigstens eine Kulissenbahn aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung in eine axiale Verstellkraft umzusetzen. Unter einer „Kulissenbahn” soll insbesondere eine Bahn zur zumindest einseitigen, vorzugsweise beidseitigen, Zwangsführung eines Schaltpins verstanden werden. Die Kulissenbahn ist vorzugsweise in Form eines Stegs, in Form eines Schlitzes und/oder in Form einer Nut ausgebildet. Der Schaltpin in vorzugsweise in Form eines in der Nut geführten Pins ausgebildet. Es ist auch denkbar, dass eine Drehbewegung des ersten Nockenelements in eine axiale Bewegung des Kulissenträgers umgesetzt wird. Außerdem ist denkbar, dass die Schaltkulisse an einem Nockenelement angeordnet ist und mit einem mit dem Kulissenträger verbundenen Pin zusammenwirkt.A "shift gate" should be understood to mean a shift unit for the axial adjustment of an element, which has at least one slide track, which is intended to convert a rotational movement into an axial adjustment force. A "slide track" is to be understood in particular as a track for at least one-sided, preferably double-sided, positive guidance of a shift pin. The slide track is preferably in the form of a web, in the form of a slot and / or in the form of a groove. The switching pin is formed in preferably in the form of a guided in the groove pins. It is also conceivable that a rotational movement of the first cam element is converted into an axial movement of the slide carrier. In addition, it is conceivable that the shift gate is arranged on a cam element and cooperates with a pin connected to the link carrier.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der Kulissenträger axial verschiebbar aber drehfest gegenüber einem Gehäuse der Brennkraftmaschine gelagert ist. Dadurch kann die Schaltbewegung auf beliebig viele Nockenelemente entlang der gesamten Länge des Kulissenträgers übermittelt werden. Der Kulissenträger kann dadurch einen oder mehrere passiv schaltbare Umschaltmechanismen auslösen, wodurch die Ventiltriebvorrichtung kostengünstig herstellbar und gleichzeitig flexibel einsetzbar ist. Darunter, dass der Kulissenträger „axial verschiebbar” gelagert ist soll insbesondere verstanden werden, dass er in Richtung einer Rotationsachse der Nockenelemente verschiebbar gelagert ist.It is also proposed that the slide carrier is axially displaceable but rotatably mounted relative to a housing of the internal combustion engine. As a result, the switching movement can be transmitted to any number of cam elements along the entire length of the link carrier. The link carrier can thereby trigger one or more passively switchable switching mechanisms, whereby the valve drive device is inexpensive to produce and at the same time flexibly applicable. Including that the slide carrier is "axially displaceable" is to be understood in particular that it is slidably mounted in the direction of an axis of rotation of the cam elements.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der Kulissenträger mit zumindest einem der Nockenelemente axial fest verbunden ist. Dadurch kann eine besonders zuverlässige Kopplung der Umschaltmechanismen erreicht werden. Unter „axial fest verbunden” soll insbesondere in axialer Richtung formschlüssig verbunden verstanden werden, vorzugsweise befindet sich das zumindest eine Nockenelement in einem formschlüssigen Eingriff mit dem Kulissenträger.It is also proposed that the slide carrier is axially fixedly connected to at least one of the cam elements. As a result, a particularly reliable coupling of the switching mechanisms can be achieved. By "axially fixedly connected" is to be understood in particular positively connected in the axial direction, preferably, the at least one cam element is in a positive engagement with the slide carrier.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Kopplungseinheit zumindest einen Kopplungspin aufweist, der das zumindest eine Nockenelement und den Kulissenträger axial fest miteinander verbindet und drehbar zueinander anordnet. Dadurch kann eine besonders einfache axiale Verbindung zwischen dem Nockenelement und dem Kulissenträger erreicht werden. Unter einem „Kopplungspin” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein fest gelagerter Pin verstanden werden, der dazu vorgesehen ist, ständig mit einer einseitigen, vorzugsweise beidseitigen, Zwangsführung zusammenzuwirken.It is also proposed that the coupling unit has at least one coupling pin, which connects the at least one cam element and the link carrier axially fixed together and rotatably arranged to each other. This allows a particularly simple axial connection between the cam member and the slide carrier can be achieved. A "coupling pin" should be understood in this context, in particular a firmly mounted pin, which is intended to cooperate constantly with a one-sided, preferably two-sided, positive guidance.
Ferner wird eine Trägerwelle vorgeschlagen, die dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung auf die Nockenelemente zu übertragen. Dadurch können die Nockenelemente besonders zuverlässig drehfest aber axial verschiebbar untereinander verbunden werden. Unter einer Trägerwelle soll insbesondere eine Welle verstanden werden, auf der die Nockenelemente drehfest aber axial verschiebbar gelagert sind. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Nockenelemente unabhängig von einer Trägerwelle drehfest miteinander verbunden und axial gegeneinander verschiebbar gelagert sind, vorzugsweise indem jeweils benachbart angeordnete Nockenelemente direkt drehfest miteinander verbunden sind.Further, a carrier shaft is proposed, which is intended to transmit a rotational movement to the cam elements. This allows the cam elements particularly reliable rotationally fixed but axially displaceable interconnected. Under a carrier shaft in particular a shaft to be understood, on which the cam elements are rotatably mounted but axially displaceable. In principle, it is also conceivable that the cam elements are rotatably connected to each other independent of a carrier shaft and axially slidably mounted against each other, preferably by each adjacently arranged cam elements are directly rotatably connected to each other.
Ferner werden ein drittes Nockenelement und ein dritter Umschaltmechanismus zur Veränderung eines Schaltzustands des dritten Nockenelements vorgeschlagen, der mittels der Kopplungseinheit an den ersten Umschaltmechanismus angebunden ist. Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Ventiltriebvorrichtung einfach an Brennkraftmaschinen angepasst werden, die beispielsweise drei oder fünf in Reihe angeordnete Zylinder aufweisen, wie beispielsweise für Reihenmotoren mit drei Zylindern oder V-Motoren mit sechs Zylindern. Durch die in Reihe geschalteten Umschaltmechanismen kann für jedes Nockenelement einzeln vorgegeben werden, bei welcher Phasenlage ein Schaltzustand geändert wird, ohne dass für jedes Nockenelement ein eigener Aktor vorgesehen werden muss. Dadurch ist die Ventiltriebvorrichtung besonders flexibel einsetzbar, insbesondere für Brennkraftmaschinen mit einer großen Zahl von Arbeitszylindern und für Brennkraftmaschinen mit mehreren Ventilen pro Arbeitszylinder.Further, a third cam element and a third switching mechanism for changing a switching state of the third cam member is proposed, which is connected by means of the coupling unit to the first switching mechanism. By means of an embodiment according to the invention, the valve drive device can be easily adapted to internal combustion engines having, for example, three or five cylinders arranged in series, such as, for example, for inline engines with three cylinders or V engines with six cylinders. Due to the switching mechanisms connected in series, it is possible to specify individually for each cam element at which phase position a switching state is changed, without having to provide a separate actuator for each cam element. As a result, the valve drive device can be used particularly flexibly, in particular for internal combustion engines with a large number of working cylinders and for internal combustion engines with a plurality of valves per working cylinder.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der dritte Umschaltmechanismus dazu vorgesehen ist, den Schaltzustand des dritten Nockenelements zeitversetzt zu dem Schaltzustand des ersten Nockenelements und/oder des zweiten Nockenelements zu verändern. Dadurch kann eine Ventiltriebvorrichtung mit einer besonders flexiblen Ventilhubsteuerung bereitgestellt werden. Vorzugsweise umfasst der dritte Umschaltmechanismus eine Schaltkulisse, die besonders bevorzugt auf dem Kulissenträger angeordnet ist, wodurch durch eine Position der Schaltkulisse entlang des Umfangs des Kulissenträgers festgelegt werden kann, wann der Schaltzustand relativ zu den anderen Nockenelementen verändert wird.It is also proposed that the third switching mechanism is provided to change the switching state of the third cam element with a time delay to the switching state of the first cam member and / or the second cam member. As a result, a valve drive device with a particularly flexible valve lift control can be provided. Preferably, the third switching mechanism comprises a shift gate, which is particularly preferably arranged on the slide carrier, which can be determined by a position of the shift gate along the circumference of the slide carrier when the switching state is changed relative to the other cam elements.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figur, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages will become apparent from the following description of the figures. In the figure, an embodiment of the invention is shown. The figure, the description of the figures and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Die einzige Figur zeigt eine Ventiltriebvorrichtung für eine Brennkraftmaschine. Die Ventiltriebvorrichtung ist in einem nicht näher beschriebenen Gehäuse der Brennkraftmaschine angeordnet. Die Ventiltriebvorrichtung umfasst ein erstes Nockenelement
Der Lagerbereich
Die Ventiltriebvorrichtung weist eine Trägerwelle
Die Ventiltriebvorrichtung weist einen ersten Umschaltmechanismus
Zur Schaltung des zweiten Nockenelements
Zur Schaltung des dritten Nockenelements
Die Ventiltriebvorrichtung umfasst eine Kopplungseinheit
Der Kulissenträger
Die Trägerwelle
Der zweite Umschaltmechanismus
Der dritte Umschaltmechanismus
Zur Schaltung der Nockenelemente
Durch eine Drehbewegung des zweiten Nockenelements
Zur Schaltung der Nockenelemente
Die Ventiltriebvorrichtung umfasst einen Antrieb
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Nockenelementcam member
- 10'10 '
- Nockenelementcam member
- 10''10 ''
- Nockenelementcam member
- 1111
- Umschaltmechanismusswitching mechanism
- 1212
- Umschaltmechanismusswitching mechanism
- 1313
- Umschaltmechanismusswitching mechanism
- 1414
- Kopplungseinheitcoupling unit
- 1515
- Aktoractuator
- 1616
- Schaltpinswitch pin
- 1717
- Schaltpinswitch pin
- 1818
- Schaltkulisseshift gate
- 1919
- Kulissenelementlink element
- 2020
- Schaltpinswitch pin
- 2121
- Schaltkulisseshift gate
- 2222
- Kulissenbahnlink path
- 2323
- Schaltpinswitch pin
- 2424
- Schaltkulisseshift gate
- 2525
- Kulissenbahnlink path
- 2626
- Kulissenträgerbackdrop carrier
- 2727
- Kopplungspinspin coupling
- 2828
- Trägerwellecarrier wave
- 2929
- Rotationsachseaxis of rotation
- 3030
- Nockencam
- 3131
- Nockencam
- 30'30 '
- Nockencam
- 31'31 '
- Nockencam
- 30''30 ''
- Nockencam
- 31''31 ''
- Nockencam
- 3232
- Teilnockenpartial cams
- 3333
- Teilnockenpartial cams
- 3434
- Teilnockenpartial cams
- 3535
- Teilnockenpartial cams
- 32'32 '
- Teilnockenpartial cams
- 33'33 '
- Teilnockenpartial cams
- 34'34 '
- Teilnockenpartial cams
- 35'35 '
- Teilnockenpartial cams
- 32''32 ''
- Teilnockenpartial cams
- 33''33 ''
- Teilnockenpartial cams
- 34''34 ''
- Teilnockenpartial cams
- 35''35 ''
- Teilnockenpartial cams
- 3636
- Lagerbereichstorage area
- 36'36 '
- Lagerbereichstorage area
- 36''36 ''
- Lagerbereichstorage area
- 3737
- Lagerbockbearing block
- 37'37 '
- Lagerbockbearing block
- 37''37 ''
- Lagerbockbearing block
- 3838
- Aufnahmeadmission
- 3939
- Aufnahmeadmission
- 4040
- Aufnahmeadmission
- 4141
- Öffnungopening
- 4242
- Öffnungopening
- 4343
- Öffnungopening
- 4444
- Nutgroove
- 4545
- Flankeflank
- 4646
- Flankeflank
- 4747
- Flankeflank
- 4848
- Flankeflank
- 4949
- Antriebdrive
- 5050
- KettenradSprocket
- 5151
- Lagerbereichstorage area
- 5252
- Lagerbockbearing block
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013009757.6A DE102013009757A1 (en) | 2013-06-11 | 2013-06-11 | Valve train device for an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102013009757.6A DE102013009757A1 (en) | 2013-06-11 | 2013-06-11 | Valve train device for an internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013009757A1 true DE102013009757A1 (en) | 2014-12-11 |
Family
ID=52008918
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102013009757.6A Pending DE102013009757A1 (en) | 2013-06-11 | 2013-06-11 | Valve train device for an internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102013009757A1 (en) |
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- 2013-06-11 DE DE102013009757.6A patent/DE102013009757A1/en active Pending
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