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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität gemäß 35 U. S. C. §119(e) der Provisorischen US-Patentanmeldung 61/548 414, eingereicht am 18. Oktober 2011.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Reibungsplatten und insbesondere Reibungsplatten zur Verwendung in einem Getriebe. Ganz speziell betrifft die Offenbarung Reibungsplatten, die aus Reibungspapier ohne Verwendung eines Klebstoffs gebildet werden.
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HINTERGRUND
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Bekannt ist die Herstellung einer Reibungsplatte für ein Getriebe unter Verwendung eines Klebstoffs, um zwei Teile eines Reibungsmaterials auf eine Metallplatte zu kleben. Klebstoffe sind relativ teuer, und die Herstellung und Verwendung von Klebstoffen wirken sich nachteilig auf die Umwelt aus. In der
US-Patentschrift 3 841 452 wird eine Reibungseinheit aus Platten beschrieben, die mit einem Reibungsmaterial beschichtet sind und einander mit Stahlplatten abwechseln. Die mit dem Reibungsmaterial beschichteten Platten sind aus zwei miteinander verbundenen Teilen aus Reibungsmaterial gebildet. In das Reibungsmaterial ist ein Drahtträger eingebettet.
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KURZDARSTELLUNG
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Gemäß hierin veranschaulichten Aspekten wird eine Reibungsplatte bereitgestellt, die enthält: ein ringförmiges Teil eines Reibungsmaterials mit einem Innenumfang und einer ersten und einer zweiten Fläche, die in eine erste bzw. eine entgegengesetzte zweite axiale Richtung zeigen; eine erste Kernplatte mit einem ersten ringförmigen Körper, einer ersten Vielzahl von Vorsprüngen, die sich von dem ersten ringförmigen Körper radial nach außen erstrecken und in einer ersten Umfangsrichtung geneigt sind, und einer zweiten Vielzahl von Vorsprüngen, die sich von dem ersten ringförmigen Körper radial nach innen erstrecken; und eine zweite Kernplatte mit einem zweiten ringförmigen Körper, einer dritten Vielzahl von Vorsprüngen, die sich von dem zweiten ringförmigen Körper radial nach außen erstrecken und in einer zweiten Umfangsrichtung geneigt sind, die der ersten Umfangsrichtung entgegengesetzt ist, und einer vierten Vielzahl von Vorsprüngen, die sich von dem zweiten ringförmigen Körper radial nach innen erstrecken. Die erste und die dritte Vielzahl von Vorsprüngen sind in die erste bzw. die zweite Fläche eingebettet. Der erste und der zweite Körper sind zumindest teilweise radial innerhalb des Innenumfangs angeordnet. Die zweite und die vierte Vielzahl von Vorsprüngen sind in axialer Richtung ausgerichtet und dienen zum Verbinden mit einem drehbaren Element.
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Gemäß hierin veranschaulichten Aspekten wird eine Reibungsplatte bereitgestellt, die enthält: ein ringförmiges Teil aus Reibungsmaterial mit einem Innenumfang und einer ersten und einer zweiten Fläche, die in eine erste bzw. eine entgegengesetzte zweite axial Richtung zeigen; eine erste Kernplatte mit einem ersten ringförmigen Körper, einer ersten Vielzahl von Vorsprüngen, die sich von dem ersten ringförmigen Körper radial nach außen erstrecken und in die erste Fläche eingebettet sind, und einer zweiten Vielzahl von Vorsprüngen, die sich von dem ersten ringförmigen Körper radial nach innen erstrecken; und eine zweite Kernplatte mit einem zweiten ringförmigen Körper, einer dritten Vielzahl von Vorsprüngen, die sich von dem zweiten ringförmigen Körper radial nach außen erstrecken und in die zweite Fläche eingebettet sind, und einer vierten Vielzahl von Vorsprüngen, die sich von dem zweiten ringförmigen Körper radial nach innen erstrecken. Der erste und der zweite Körper sind zumindest teilweise innerhalb des Innenumfangs angeordnet. Die zweite und die vierte Vielzahl von Vorsprüngen dienen zum Verbinden mit einem drehbaren Element.
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Gemäß hierin veranschaulichten Aspekten wird eine Reibungsplatte bereitgestellt, die enthält: ein ringförmiges Teil aus Reibungsmaterial mit einem Innen- und einem Außenumfang und einer ersten und einer zweiten Fläche, die in eine erste bzw. eine entgegengesetzte zweite axial Richtung zeigen; eine erste Kernplatte mit: einem ersten ringförmigen Körper; einer ersten Vielzahl von Vorsprüngen, die in die erste Fläche eingebettet sind, sich von dem ersten ringförmigen Körper radial nach außen erstrecken und in einer ersten Umfangsrichtung geneigt sind; und einer zweiten Vielzahl von Vorsprüngen, die sich von dem ersten ringförmigen Körper radial nach innen erstrecken; eine zweite Kernplatte mit: einem zweiten ringförmigen Körper; einer dritten Vielzahl von Vorsprüngen, die in die zweite Fläche eingebettet sind, sich von dem zweiten ringförmigen Körper radial nach außen erstrecken und in einer zweiten Umfangsrichtung geneigt sind, die der ersten Umfangsrichtung entgegengesetzt ist; und einer vierten Vielzahl von Vorsprüngen, die sich von dem zweiten ringförmigen Körper radial nach innen erstrecken; einer ersten Vielzahl von Nuten in der ersten Fläche, die den Innenumfang und den Außenumfang miteinander verbinden und zumindest teilweise durch die erste Vielzahl von Vorsprüngen gebildet sind; und einer zweiten Vielzahl von Nuten in der zweiten Fläche, die den Innenumfang und den Außenumfang miteinander verbinden und zumindest teilweise durch die dritte Vielzahl von Vorsprüngen gebildet sind. Der erste und der zweite Körper sind zumindest teilweise radial innerhalb des Innenumfangs angeordnet. Die zweite und die vierte Vielzahl von Vorsprüngen sind in einer axialen Richtung aufeinander ausgerichtet und dienen zum Verbinden mit einem drehbaren Element.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Lediglich anhand eines Beispiels werden diverse Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen offenbart, in denen entsprechende Bezugszeichen jeweils entsprechende Teile bezeichnen, wobei:
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1A eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems ist, die die in der vorliegenden Anmeldung gebrauchten räumlichen Begriffe darstellt;
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1B eine perspektivische Ansicht eines Objekts in dem Zylinderkoordinatensystem von 1A ist, die die in der vorliegenden Anmeldung gebrauchten räumlichen Begriffe darstellt; und
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2 eine Ansicht einer Reibungsplatte in Explosionsdarstellung ist;
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3 eine Vorderansicht der Reibungsplatte von 2 ist;
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4 eine Rückansicht der Reibungsplatte von 2 ist;
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5 eine Seitenansicht der Reibungsplatte von 2 ist;
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6 eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie 6-6 in 3 ist;
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7 ein Ausschnitt 7 in 5 ist; und
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8 eine schematische Darstellung der Werkzeugvorrichtung zur Fertigung der Reibungsplatte von 2 ist; und
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9 eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie 9-9 in 8 ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Von vornherein sollte klar sein, dass gleiche Bezugsnummern in verschiedenen Zeichnungsansichten identische oder funktionell gleichartige Strukturelemente der Offenbarung bezeichnen. Es sollte klar sein, dass die beanspruchte Offenbarung nicht auf die offenbarten Aspekte beschränkt ist.
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Darüber hinaus ist klar, dass diese Offenbarung nicht auf die einzelnen beschriebenen Verfahrensweisen, Materialien und Modifikationen beschränkt ist und insofern natürlich variieren kann. Ferner ist klar, dass die hierin gebrauchten Begriffe nur zum Beschreiben einzelner Aspekte dienen und nicht als Einschränkung des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung zu verstehen sind.
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Sofern nicht anderweitig definiert weisen alle hierin gebrauchten technischen und wissenschaftlichen Begriffe dieselbe Bedeutung auf, wie sie einem Fachmann geläufig sind, an den sich diese Offenbarung richtet. Es sollte klar sein, dass zur praktischen Umsetzung und zum Testen der Offenbarung beliebige Verfahren, Einheiten oder Materialien verwendet werden können, die den hierin beschriebenen ähnlich oder gleichwertig sind.
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1A ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems 80, das die in der vorliegenden Anmeldung gebrauchten räumlichen Begriffe darstellt. Die vorliegende Erfindung wird zumindest teilweise in Verbindung mit einem Zylinderkoordinatensystem beschrieben. Das System 80 weist eine Längsachse 81 auf, die als Bezugspunkt für die folgenden räumlichen und Richtungsbegriffe dient. Die Begriffe „axial”, „radial” und „Umfangs”- beziehen sich auf eine Ausrichtung parallel zur Achse 81, zum Radius 82 (der senkrecht zur Achse 81 steht), bzw. zum Umfang 83. Die Begriffe „axial”, „radial” und „Umfangs-” beziehen sich auch auf eine Ausrichtung parallel zu entsprechenden Ebenen. Zur Verdeutlichung der Lage der verschiedenen Ebenen dienen die Objekte 84, 85 und 86. Die Fläche 87 des Objekts 84 bildet eine axiale Ebene. Das heißt, die Achse 81 bildet eine Linie entlang der Fläche. Die Fläche 88 des Objekts 85 bildet eine radiale Ebene. Das heißt, der Radius 82 bildet eine Linie entlang der Fläche. Die Fläche 89 des Objekts 86 bildet eine Umfangsfläche. Das heißt, der Umfang 83 bildet eine Linie entlang der Fläche. Ein weiteres Beispiel besagt, dass eine axiale Bewegung oder Anordnung parallel zur Achse 81, eine radiale Bewegung oder Anordnung parallel zum Radius 82 und eine Umfangsbewegung oder -anordnung parallel zum Umfang 83 verläuft. Eine Rotation erfolgt um die Achse 81.
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Die Begriffe „axial”, „radial” und „Umfangs-” beziehen sich auf eine Ausrichtung parallel zur Achse 81, zum Radius 82 bzw. zum Umfang 83. Die Begriffe „axial”, „radial” und „Umfangs-” beziehen sich auch auf eine Ausrichtung parallel zu entsprechenden Ebenen.
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1B ist eine perspektivische Ansicht eines Objekts 90 in dem Zylinderkoordinatensystem 80 von 1A, welches die in der vorliegenden Anmeldung gebrauchten räumlichen Begriffe veranschaulicht. Das zylindrische Objekt 90 ist für ein zylindrisches Objekt in einem Zylinderkoordinatensystem repräsentativ und in keiner Weise als Einschränkung der vorliegenden Erfindung anzusehen. Das Objekt 90 beinhaltet eine axiale Fläche 91, eine radiale Fläche 92 und eine Umfangsfläche 93. Die Fläche 91 ist Teil einer axialen Ebene, die Fläche 92 ist Teil einer radialen Ebene und die Fläche 93 ist eine Umfangsfläche.
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2 ist eine Ansicht der Reibungsplatte 100 in Explosionsdarstellung.
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3 ist eine Vorderansicht der Reibungsplatte 100 von 2;
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4 ist eine Rückansicht der Reibungsplatte 100 von 2. Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den 2 bis 4 zu sehen. Die Reibungsplatte 100 enthält ringförmige Teile aus Reibungsmaterial 102 und Kernplatten 104 und 106. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform sind die Kernplatten aus Metall, beispielsweise aus geprägtem Stahl, hergestellt. Das Reibungsmaterial beinhaltet einen Innenumfang IC, einen Außenumfang OC und Flächen 108 und 110. Die Flächen 108 und 110 zeigen jeweils in entgegengesetzte Richtungen A1 bzw. A2. Die Kernplatte 104 beinhaltet einen ringförmigen Körper 112, eine Vielzahl von Vorsprüngen 114, die sich vom Körper 112 radial nach außen erstrecken und in die Seite 108 eingebettet sind, und eine Vielzahl von Vorsprüngen 116, die sich vom Körper 112 radial nach innen erstrecken. Die Kernplatte 106 beinhaltet einen ringförmigen Körper 118, eine Vielzahl von Vorsprüngen 120, die sich vom Körper 118 radial nach außen erstrecken und in die Seite 110 eingebettet sind, und eine Vielzahl von Vorsprüngen 122, die sich vom Körper 118 radial nach innen erstrecken. Die Körper 112 und 118 sind zumindest teilweise radial innerhalb des IC angeordnet. Die Vorsprünge 114 und 120 dienen zum Verbinden mit einem (nur in 3 gezeigten) drehbaren Element 124.
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5 ist eine Seitenansicht der Reibungsplatte 100 von 2.
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6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie 6-6 in 3.
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7 ist eine Einzelheit des Bereichs 7 in 5. Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den 2 bis 7 zu sehen. Die Vorsprünge 114 bilden entsprechende Teile einer Vielzahl von Nuten 126 in der Seite 108, die den Innenumfang und den Außenumfang miteinander verbinden. Vorsprünge 120 bilden entsprechende Teile einer Vielzahl von Nuten 128 in der Seite 110, die den Innenumfang und den Außenumfang miteinander verbinden. Zum Beispiel lassen die Nuten 126 und 128 eine Strömung einer Kühlflüssigkeit zwischen dem IC und dem OC zu. Die Nuten 126 und 128 können auch wie folgt beschrieben werden. Eine radiale Linie RL1 teilt das Reibungsmaterial 102 in einer axialen Richtung (A1 oder A2) in zwei gleiche Teile. Das heißt, auf beiden Seiten von RL1 befinden sich gleiche Teile des Reibungsmaterials 102. Die Vorsprünge 114 und 120 beinhalten Flächen 130 bzw. 132, die im Wesentlichen in die Richtungen A1 bzw. A2 zeigen. Die Flächen 130 und 132 sind der Linie RL1 näher als Teile der Flächen 108 und 110, die axial nicht auf die Vorsprünge 114 bzw. 120 ausgerichtet sind, zum Beispiel die Teile 108A und 110A. Das heißt, eine Seite der Nuten wird durch die Vorsprünge 114 und 120 gebildet, und die übrigen Seiten werden durch das Reibungsmaterial 102 gebildet, zum Beispiel durch die Seiten 134 und 136.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enden die Vorsprünge 114 und 120 an dem Außenumfang. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform sind die Vorsprünge 114 und 120 in axialer Richtung nicht aufeinander ausgerichtet, zum Beispiel sind die Vorsprünge 114A und 120A in der axialen Richtung versetzt. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wechseln die einzelnen Vorsprünge 114 und 120 in einer Umfangsrichtung C1 oder C2 einander ab, zum Beispiel wechseln sich die Vorsprünge 114A, 120A und 114B in der Richtung C1 einander ab. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform sind die Vorsprünge 114 in einer Umfangsrichtung, zum Beispiel in der Richtung C1, geneigt, und die Vorsprünge 120 sind in einer entgegengesetzten Umfangsrichtung, zum Beispiel in der Richtung C2, geneigt.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform stehen die Vorsprünge 114 und 120 senkrecht zu IC, OC oder der Rotationsachse AR, das heißt, die Vorsprünge sind kollinear zu radialen Linien. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform sind die Vorsprünge 114 und 120 symmetrisch zu einer radialen Linie RL2 oder RL3, die durch eine Rotationsachse AR und zwischen entsprechenden Vorsprüngen 114 und 120 verlaufen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform laufen die einzelnen Vorsprünge 114 und 120, zum Beispiel die Vorsprünge 114A und 120A, in radialer Richtung R1 vom Innenumfang zum Außenumfang schräg auf die Linie RL2 zu. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform laufen die einzelnen Vorsprünge 114 und 120, zum Beispiel die Vorsprünge 120A und 114B, in radialer Richtung R2 vom Außenumfang zum Innenumfang schräg auf die Linie RL3 zu. Es sollte klar sein, das für einzelne Teile der Vorsprünge 114 und 120 zwischen IC und OC auch andere Formen möglich sind, zum Beispiel gezackte oder Zickzack-Formen.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform stehen die Körper 112 und 118 in Kontakt miteinander. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform sind die Vorsprünge 116 und 122 in einer axialen Richtung ausgerichtet. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist das Reibungsmaterial 102 in axialer Richtung eine Dicke T auf, und entsprechende Eindringtiefen DP1 und DP2 der Vorsprünge 114 und 120 in den axialen Richtungen A2 und A1, ausgehend von den Flächen 108 bzw. 110, sind nicht größer als T/2. In einer beispielhaften Ausführungsform ist T gleich 1,6 mm.
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Die Kernplatten werden so in der Reibungsmaterial 102 gepresst, dass die Vorsprünge 114 und 120 Nuten 126 bzw. 128 bilden. Wenn eine Reibung auf das Reibungsmaterial 102 übertragen wird (zum Beispiel, wenn eine das Reibungsmaterial 102 enthaltende Kupplung eingerückt wird), wird das Drehmoment von dem Reibungsmaterial 102 über die Vorsprünge 114 und 120 und die Vorsprünge 116 und 122 an das drehbare Element 124 übertragen. Die Formen von 114 und 120 dienen zum Einspannen des Reibungsmaterials 102, um Abplatzungen des Materials zu verhindern. Die Nuten 126 und 128 lassen eine Strömung einer Kühlflüssigkeit entlang der Vorsprünge 114 und 120 und des Reibungsmaterials 102 zu, sodass die Vorsprünge 114 und 120 einen aktiven Bestandteil eines Kühlsystems darstellen, in welches die Platte 100 integriert ist. Ferner dienen die Kernplatten als Kühlkörper für die Kühlflüssigkeit und verbessern somit die Leistungsfähigkeit der Platte 100. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform sind die Flächen 108 und 110 nicht durchbrochen, und das Reibungsmaterial wird durch die Vorsprünge 114 und 120 zusammengepresst, um die Nuten 126 und 128 zu bilden.
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Ein Vorteil besteht darin, dass für die Platte 100 kein Klebstoff benötigt wird, um das Reibungsmaterial 102 mit den Kernplatten 104 und 106 zu verbinden, die zum Übertragen eines Drehmoments von dem Element 124 an das Reibungsmaterial 102 dienen. Das heißt, das Reibungsmaterial 102 ist frei von Klebstoff zwischen dem Reibungsmaterial 102 und den Vorsprüngen 114 und 120.
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8 ist eine schematische Darstellung für die Werkzeugvorrichtung zur Fertigung der Reibungsplatte 100 von 2.
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9 ist eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie 9-9 in 8. Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den 2 bis 9 zu sehen. Im Folgenden werden beispielhafte Einzelheiten zur Fertigung der Platte 100 bereitgestellt. Die zum Einpressen der Kernplatten 104 und 106 in das Reibungsmaterial 102 benötigte Werkzeugvorrichtung ist so geformt, dass das Reibungsmaterial auf der ganzen Fläche voll aufliegt mit Ausnahme der Stellen, an denen sich die Vorsprünge 114 und 120 befinden. Die Auflage des Reibungsmaterials drückt erst gegen das Material, nachdem die Vorsprünge 114 und 120 in das Reibungsmaterial eingepresst worden sind. Die Auflage des Reibungsmaterials wird durch Federn 140, eine Reihe von Anschlägen 142 zum Einhalten der komprimierten Dicke und eine Reihe von Anschlägen 144 bereitgestellt, die ein Komprimieren des Reibungsmaterials zulassen. Die Anschläge 144 verhindern auch, dass die Vorsprünge 114 und 120 nur von einer Seite eingepresst werden. Die Vorsprünge 114 und 120 liegen auch vollständig auf und sind auf die Vorsprünge 116 bzw. 122 zentriert.
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Es ist einsichtig, dass verschiedene der oben offenbarten und weitere Merkmale und Funktionen oder deren Alternativen auf wünschenswerte Weise zu vielen anderen unterschiedlichen Systemen und Anwendungen kombiniert werden können. Später können durch Fachleute verschiedene gegenwärtig unvorhersehbare oder unerwartete Alternativen, Änderungen, Varianten oder Verbesserungen daran vorgenommen werden, die auch durch die folgenden Ansprüche eingeschlossen sein sollen.
