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Die Erfindung betrifft einen Zentralausrücker, insbesondere für ein hydraulisches Ausrücksystem eines Kupplungssystems eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein insbesondere aus Kunststoff geformtes Zentralausrückergehäuse mit einem ringförmigen Zentralausrückerkolbenraum in dem durch eine dem Zentralausrückerkolbenraum zuführbaren Hydraulikflüssigkeit ein insbesondere aus Kunststoff gebildeter Zentralausrückerkolben axial bewegbar aufgenommen ist, wobei der Zentralausrückerkolben eine Zentralausrückerkolbendichtung aufweist, die den Zentralausrückerkolben gegen den Zentralausrückerkolbenraum abdichtet, wobei an dem Zentralausrückerkolben ein Kolbenträger angeordnet ist, der den Zentralausrückerkolben zumindest abschnittsweise innerhalb des Zentralausrückerkolbenraums umschließt,.
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Aus der
DE 10 2009 016 297 A1 ist eine Kolben-Zylinder-Anordnung innerhalb einer hydraulischen Strecke zur Kupplungs- und Bremsbetätigung bekannt, welche ein endseitig an dem Kolben befestigtes Dichtelement aufweist, das als Lippendichtung ausgebildet ist. Die Dichtlippen liegen während der axialen Bewegung des Kolbens an den entsprechenden Führungsflächen des Gehäuses an. Um einen beispielsweise durch Abrieb entstehenden Schmutzeintrag in den Druckraum zu verhindern, weist die Lippendichtung zwei Abstreiflippen auf, die den Dichtlippen kolbenseitig vorgelagert sind. Diese Abstreiflippen dienen dazu, Beschädigungen an den Führungs- bzw. Dichtflächen entgegenzuwirken, indem sie den in das Fluid eingetragenen Schmutz abstreifen. Derartige Dicht- und Abstreifelemente verschleißen relativ schnell, wodurch sie häufig ihre Funktion nicht zufrieden stellend erfüllen können.
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Im Lichte des vorbekannten Standes der Technik ist es somit die Aufgabe des Erfindungsgegenstandes, einen Zentralausrücker bereitzustellen, der eine verbesserte Betriebssicherheit und Verschleißfestigkeit aufweist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Zentralausrücker, insbesondere für ein hydraulisches Ausrücksystem eines Kupplungssystems eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein insbesondere aus Kunststoff geformtes Zentralausrückergehäuse mit einem ringförmigen Zentralausrückerkolbenraum, in dem durch eine dem Zentralausrückerkolbenraum zuführbaren Hydraulikflüssigkeit ein insbesondere aus Kunststoff gebildeter Zentralausrückerkolben axial bewegbar aufgenommen ist, wobei der Zentralausrückerkolben eine Zentralausrückerkolbendichtung aufweist, die den Zentralausrückerkolben gegen den Zentralausrückerkolbenraum abdichtet, wobei an dem Zentralausrückerkolben ein Kolbenträger angeordnet ist, der den Zentralausrückerkolben zumindest abschnittsweise innerhalb des Zentralausrückerkolbenraums umschließt, wobei der Kolbenträger aus einem ersten im Querschnitt L-förmigen metallischen Kreisringprofil und einem zweiten im Querschnitt L-förmigen metallischen Kreisringprofil gebildet ist, deren innere Mantelflächen jeweils spielbehaftet am Zentralausrückerkolben anliegen und deren äußere Mantelflächen jeweils spielbehaftet am Zentralausrückerkolbenraum anliegen.
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Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass der Kolbenträger aufgrund des Werkstoffes mit einer hohen Genauigkeit umgeformt und mit einem minimalen Spalt zum Zentralausrückergehäuse eingepasst werden kann. Dadurch wird der Zentralausrückerkolben gekapselt und hat eine Armierung zum Zentralausrückergehäuse, wodurch ein direkter Kontakt des insbesondere aus Kunststoff geformten Zentralausrückerkolbens mit dem insbesondere aus Kunststoff gebildeten Zentralausrückergehäuses vermieden wird. Ferner können beispielsweise bei in den Zentralausrücker eingeleiteten Querkräften durch Schiefstellung oder Unwucht einer Kupplung, diese ausgeglichen werden, da der Zentralausrückerkolben relativ zum Kolbenträger durch die spielbehaftete Anlage keine Fixierung aufweist, sondern in diesen schwimmend gelagert ist. Dadurch kann eine Taumelbewegung des Zentralausrückerkolbens stattfinden, ohne dass diese negative Auswirkungen auf das Zentralausrückergehäuse hat. Aufgrund der durch die spielbehaftete Anlage resultierenden engeren Spalte, kann nun die Zentralausrückerdichtung direkt in den Zentralausrückerkolben eingeknüpft werden. Schließlich kann durch die Konfiguration des Kolbenträgers, der radiale Verschleiß am Kolbenträger und insbesondere auch an den umgebenden Bauteilen reduziert werden. Durch die Ausführung des Kolbenträgers mit einem metallischen Werkstoff, ist der Kolbenträger vergleichsweise stabil und unempfindlich gegen Fehlbenutzung bei der Montage des Zentralausrückers.
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Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
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Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen.
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Vollhydraulische Kupplungssysteme von Kraftfahrzeugen können mit einem Zentralausrücker ausgestattet sein, welcher häufig auch als Concentric Slave Cylinder (CSC) bezeichnet wird. Dieser kann insbesondere aus einem ringförmigen hydraulischen Zentralausrückerzylinder mit integriertem Ausrücklager bestehen, der in dem Kupplungsgehäuse bevorzugt zwischen dem Getriebe und der Kupplung mittig zur Getriebeeingangswelle angeordnet ist, wodurch der Hebel in der Getriebeglocke, wie er bei Anordnungen mit einem konventionellen Nehmerzylinder verwendet wird, entfallen kann.
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In Fahrzeugen mit beispielsweise manuell betätigten Trockenkupplungen, ist es vorteilhaft, dass die vom Fahrer erzeugte Pedalkraft von einem Mechanismus verstärkt und beispielsweise auf die Kupplung übertragen wird. In modernen fußbetätigten Fahrzeugkupplungen kann daher insbesondere eine hydraulische Kupplungsbetätigung eingesetzt sein.
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Beim vollhydraulischen System werden in einem Kraftfahrzeug die Funktionen des getriebeseitigen Ausrückmechanismus von einen Zentralausrücker (CSC - Concentric Slave Cylinder) übernommen. Dieser ist bevorzugt direkt in der Getriebeglocke zwischen Getriebe und Kupplung angeordnet.
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Der in dem Zentralausrückergehäuse ausgeformte Zentralausrückerkolbenraum dient der Aufnahme sowie der Führung des linearbeweglich in dem Zentralausrückergehäuse gelagerten Zentralausrückerkolben. Bevorzugt kann das Zentralausrückergehäuse aus einem Kunststoff gebildet sein.
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Die Hydraulikflüssigkeit hat in einem hydraulischen Ausrücksystem eines Kraftfahrzeugs die Funktion, Energie in Form von Druck möglichst verlustfrei beispielsweise innerhalb eines Kupplungssystems eines Fahrzeugs zu übertragen.
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Neben dieser Hauptaufgabe kann die Hydraulikflüssigkeit insbesondere auch die Schmierung und den Korrosionsschutz für die beweglichen Teile und die Metalloberflächen des hydraulischen Ausrücksystems bereitstellen. Außerdem kann sie insbesondere auch Verunreinigungen (beispielsweise durch Abrieb), Wasser und Luft sowie Verlustwärme abführen.
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Der Zentralausrückerkolben hat die Funktion eine hydraulische Druckbeaufschlagung in eine lineare Verschiebung des Zentralausrückerkolbens umzuwandeln, wobei diese bewirkt, dass das Kupplungssystem von einem eingekuppelten Betriebszustand in einen ausgekuppelten Betriebszustand überführbar ist. Der Zentralausrücker kann über einen ringförmigen Zentralausrückerkolben oder mehrere Zentralausrückerkolben (Mehrkolbenausrücker) verfügen. Der Zentralausrückerkolben kann insbesondere aus einem Kunststoff geformt sein.
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Die Zentralausrückerkolbendichtung dichtet den linearbeweglich geführten Zentralausrückerkolben gegenüber dem den Zentralausrückerkolben aufnehmenden Zentralausrückergehäuse ab. Die Zentralausrückkolbendichtung kann insbesondere als Dichtring ausgebildet sein. Die Zentralausrückerkolbendichtung kann insbesondere formschlüssig mit dem Zentralausrückerkolben verbunden sein. Besonders bevorzugt ist eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Zentralausrückerkolben und der Zentralausrückerkolbendichtung als Schnappverbindung ausgestaltet.
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Besonders bevorzugt ist es, dass die Zentralausrückerkolbendichtung aus einem elastischen, insbesondere bevorzugt gummielastischen Material geformt ist. Das elastische Material kann bevorzugt ganz oder teilweise aus einem Elastomer bestehen, wobei wiederum bevorzugt die Elastomere ausgewählt sind aus der Gruppe der Vulkanisate von Naturkautschuk und Silikonkautschuk.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass der Kolbenträger mittels Tiefziehen gefertigt ist. Es kann somit in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass der Kolbenträger besonders genau und kostengünstig herstellbar ist.
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Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, dass der Zentralausrücker einen zweiten im Zentralausrückergehäuse ausgebildeten Zentralausrückerkolbenraum zur Aufnahme eines zweiten, insbesondere aus Kunststoff gefertigten Zentralausrückerkolbens aufweist, wobei der zweite Zentralausrückerkolbenraum konzentrisch um den ersten Zentralausrückerkolbenraum angeordnet ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass ein derart konfigurierter Zentralausrücker insbesondere auch für Doppelkupplungssysteme einsetzbar ist.
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In einer Weiterentwicklung der Erfindung kann es ferner bevorzugt sein, dass der zweite Zentralausrückerkolben einen zweiten Kolbenträger umfasst, der aus einem ersten im Querschnitt L-förmigen metallischen Kreisringprofil und einem zweiten im Querschnitt L-förmigen metallisches Kreisringprofil gebildet ist, deren innere Mantelflächen jeweils spielbehaftet am zweiten Zentralausrückerkolben anliegen und deren äußere Mantelflächen jeweils spielbehaftet am zweiten Zentralausrückerkolbenraum anliegen. Hierdurch kann erreicht werden, dass auch ein Zentralausrücker für ein Doppelkupplungssystem betriebssicher und verschleißarm ausgebildet werden kann.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch können die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele innerhalb des technisch machbaren frei miteinander kombiniert werden.
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Es zeigen:
- 1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zentralausrückers in einer Querschnittsansicht
- 2 eine Detailansicht des auf 1 bekannten Zentralausrückers in einer Querschnittsansicht
- 3 ein Profil des Kolbenträgers in einer isometrischen Perspektivansicht
- 4 eine Querschnittsansicht des aus 3 bekannten Profils
- 5 ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Zentralausrücker
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Die 1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zentralausrückers 1, welcher insbesondere für ein hydraulisches Ausrücksystem 2 eines Kupplungssystems 3 eines Kraftfahrzeugs 4 vorgesehen ist. Der Zentralausrücker 1 umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein aus Kunststoff geformtes Zentralausrückergehäuse 5 mit einem ringförmigen Zentralausrückerkolbenraum 6 in dem durch eine dem Zentralausrückerkolbenraum 6 zuführbaren Hydraulikflüssigkeit 7 ein aus Kunststoff gebildeter Zentralausrückerkolben 8 axial bewegbar aufgenommen ist.
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Der Zentralausrückerkolben 8 weist eine Zentralausrückerkolbendichtung 9 auf, die den Zentralausrückerkolben 8 gegen den Zentralausrückerkolbenraum 6 abdichtet. Die Zentralausrückerkolbendichtung 9 ist über eine Schnappverbindung mit dem Zentralausrückerkolben 8 verbunden.
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Der Kolbenträger 10 ist gebildet aus einem metallischen Kreisringprofil, dass im Querschnitt L-förmig ausgeformt ist. Der Kolbenträger 10 umfasst des Weiteren ein zweites im Querschnitt L-förmiges metallisches Kreisringprofil. Der Kolbenträger 10 kann einteilig oder zweiteilig ausgebildet sein. Bei einer einteiligen Ausführung sind die Kreisringprofile des Kolbenträgers 10 miteinander verbunden, insbesondere stoffschlüssig verbunden oder monolithisch ausgebildet. Bei einer zweiteiligen Ausgestaltung des Kolbenträgers 10 besteht der Kolbenträger 10 aus zwei separaten Kreisringprofilen.
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Weitere Details des erfindungsgemäßen Zentralausrückers 1 werden anhand der vergrößerten Detailansicht der 2 näher erläutert.
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Die 2 zeigt den aus der 1 bereits bekannten Zentralausrücker 1 in einer vergrößerten Detailausschnittdarstellung. Wie anhand von 2 gut erkennbar ist, ist an dem Zentralausrückerkolben 8 ein Kolbenträger 10 angeordnet, der den Zentralausrückerkolben 8 abschnittsweise innerhalb des Zentralausrückerkolbenraums 6 umschließt. Hierzu besitzt der Kolbenträger 10 das erste im Querschnitt L-förmige metallische Kreisringprofil und das zweite im Querschnitt L-förmige metallisches Kreisringprofil, welche in der 2 nicht näher bezeichnet sind.
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Die L-förmigen Kreisringprofile des Kolbenträgers 10 umgreifen den Zentralausrückerkolben 8 topf-hülsenartig. Die beiden L-förmigen Kreisringprofile des Kolbenträgers 10 liegen sich in dem Zentralausrückerkolbenraum 6 gegenüber, wobei die langen Schenkel der L-förmigen Kreisringprofile in axialer Richtung verlaufen und die kurzen Schenkel der L-förmigen Kreisringprofile in radialer Richtung aufeinander zulaufend angeordnet sind. Die beiden Kreisringprofile besitzen bezüglich ihrer langen Schenkel voneinander verschiedene Durchmesser. Die Durchmesserdifferenz der beiden Kreisringprofile ist so bemessen, dass ein kreisringförmiger Raum gebildet ist, in den der Zentralausrückerkolben 8 spielbehaftet aufgenommen ist. Der Kolbenträger 10 liegt mit seiner Stirnfläche an den kurzen, radial aufeinander zu verlaufenden Schenkeln der L-förmigen Kreisringprofile insbesondere spielbehaftet an. Die Zentralausrückerkolbendichtung 9 ist direkt in den Kolbenträger 10 und/oder Zentralausrückerkolben 8 eingeknüpft.
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Die inneren Mantelflächen der L-förmigen Kreisringprofiele liegen jeweils spielbehaftet am Zentralausrückerkolben 8 an, während die äußeren Mantelflächen der L-förmigen Kreisringprofile jeweils spielbehaftet am Zentralausrückerkolbenraum 6 anliegen. Spielbehaftet bedeutet, dass zwischen den äußeren bzw. inneren Mantelflächen der Kreisringprofile und dem Zentralausrückerkolben 8 bzw. dem Zentralausrückergehäuse 5 ein Spalt gebildet sein kann.
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In dem ringförmigen Zentralausrückerkolbenraum 6 ist eine Hydraulikflüssigkeit 7 zuführbar, so dass der Zentralausrückerkolben 8 in dem Zentralausrückerkolbenraum 6 axial bewegbar ist. Dies ist insbesondere durch die die Hydraulikflüssigkeit 7 symbolisierenden Pfeile in der 2 angedeutet.
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Die 2 zeigt ferner, dass der Zentralausrücker 1 einen zweiten im Zentralausrückergehäuse 5 ausgebildeten Zentralausrückerkolbenraum 6 zur Aufnahme eines zweiten, insbesondere aus Kunststoff gefertigten Zentralausrückerkolbens 8 aufweist, wobei der zweite Zentralausrückerkolbenraum 6 konzentrisch um den ersten Zentralausrückerkolbenraum 6 angeordnet ist, so dass sich der Zentralausrücker 1 zur Betätigung von Doppelkupplungssystemen eignet. Obwohl die gezeigten Ausführungsformen der 1 und 2 eine Konfiguration des Zentralausrückers 1 für derartige Doppelkupplungssysteme zeigen, ist die Erfindung nicht auf das Vorhandensein von zwei Zentralausrückerkolben 8 beschränkt. Es versteht sich, dass die Erfindung selbstverständlich auch lediglich einen Zentralausrückerkolben 8 aufweisen kann, auch wenn dies in den Figuren nicht gezeigt ist.
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In der in 2 gezeigten Ausgestaltung des Zentralausrückers 1 umfasst der zweite Zentralausrückerkolben 8 einen zweiten Kolbenträger 10, der ebenfalls aus einem ersten im Querschnitt L-förmigen metallischen Kreisringprofil und einem zweiten im Querschnitt L-förmigen metallisches Kreisringprofil gebildet ist, deren innere Mantelflächen jeweils spielbehaftet am zweiten Zentralausrückerkolben 8 anliegen und deren äußere Mantelflächen jeweils spielbehaftet am zweiten Zentralausrückerkolbenraum 6 anliegen. Die Ausgestaltung der Kolbenträger 10 ist somit grundsätzlich identisch.
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3 zeigt nun ein L-förmiges Kreisringprofil des aus den 1 und 2 bekannten Kolbenträgers 10 in einer isometrischen Perspektivansicht. Das L-förmige Kreisprofil ist insbesondere mittels Tiefziehen, bevorzugt aus einem metallischen Blech, hergestellt. 4 zeigt eine Querschnittsansicht des aus 3 bekannten Profils, aus der insbesondere noch einmal gut die L-förmige Gestaltung des Kreisringprofils ersichtlich ist.
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Die 5 schließlich den aus den 1 und 2 bekannten Zentralausrücker 1 verbaut in einem hydraulischen Ausrücksystem 2 eines Kupplungssystems 3 eines Kraftfahrzeugs 4.
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Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zentralausrücker
- 2
- hydraulisches Ausrücksystem
- 3
- Kupplungssystem
- 4
- Kraftfahrzeug
- 5
- Zentralausrückergehäuse
- 6
- Zentralausrückerkolbenraum
- 7
- Hydraulikflüssigkeit
- 8
- Zentralausrückerkolben
- 9
- Zentralausrückerkolbendichtung
- 10
- Kolbenträger
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009016297 A1 [0002]
