DE1158854B - Arrangement for electricity consumers connected to a collector, especially in motor vehicles - Google Patents

Arrangement for electricity consumers connected to a collector, especially in motor vehicles

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DE1158854B DED32883A DED0032883A DE1158854B DE 1158854 B DE1158854 B DE 1158854B DE D32883 A DED32883 A DE D32883A DE D0032883 A DED0032883 A DE D0032883A DE 1158854 B DE1158854 B DE 1158854B
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Daimler Benz AG
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Description

Anordnung für mit einem Sammler verbundene Stromverbraucher, insbesondere in Kraftfahrzeugen Die Erfindung betrifft eine Anordnung für mit einem Sammler verbundene Stromverbraucher, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem für das Aufrechterhalten von bestehenden Stromkreisen zwischen dem Sammler und betriebsnotwendigen Stromverbrauchern, wie Zündspule, Scheinwerfern oder Signalgeräten, vorgesehenen Schalter, der während der Entladung und beim Erreichen eines bestimmten Entladezustandes des Sammlers die nicht betriebsnotwendigen Stromverbraucher, wie Rundfunkgeräte, Innenleuchten oder Geräte zur Bedienungserleichterung, abschaltet. Mit der Erfindung soll erreicht werden, das die Betriebssicherheit eines Kraftfahrzeuges, die wesentlich von der Betriebsbereitschaft des Anlassers, der Zündeinrichtung, der Außenleuchten und der Signalgeräte abhängt, bis zum jeweils zulässigen Ladezustand des Sammlers aufrechterhalten bleibt.Arrangement for electricity consumers connected to a collector, in particular in motor vehicles The invention relates to an arrangement for connected to a collector Electricity consumers, especially in motor vehicles, with one for maintaining of existing circuits between the collector and operationally necessary electricity consumers, such as ignition coil, headlights or signaling devices, provided switches that operate during the discharge and when a certain discharge state of the collector is reached the electricity consumers that are not required for operation, such as radios, interior lights or devices to facilitate operation, switches off. The invention aims to achieve that the operational safety of a motor vehicle, which depends significantly on the Operational readiness of the starter, the ignition device, the exterior lights and the Signal devices depends, up to the respective permissible state of charge of the collector maintained remain.

Durch die stets größer werdende Verwendung von elektrisch betriebenen Zubehörgeräten in einem Kraftfahrzeug, die eine Mehrbelastung für den Sammler darstellen, vergrößert sich auch das Leitungsnetz, wodurch auch die Gefahr wächst, das trotz einwandfreien Ve:rlegens der Leitungen die Isolierungen bei dem im allgemeinen rauhen Fahrbetrieb und durch die wechselnden Witterungsverhältnisse beschädigt werden, so das, auch ohne das die Sicherungen ansprechen, der Sammler entladen wird.Due to the increasing use of electrically operated Accessory devices in a motor vehicle that represent an additional burden for the collector, the pipeline network also increases, which also increases the risk, in spite of that faultless laying of the lines, the insulation is generally rough Driving operations and are damaged by changing weather conditions, so that, even without the fuses responding, the collector is discharged.

Ein weiteres unbeabsichtigtes Entladen des Sammlers findet dann statt, wenn beispielsweise über Nacht das Rundfunkgerät oder eine von dem Türverschluß unabhängige Innenleuchte eingeschaltet bleibt.Another unintentional unloading of the collector then takes place, if, for example, the radio or one of the door locks overnight independent interior light remains switched on.

Bei einer übermäßigen Inanspruchnahme von Zubehörgeräten, wie Lüfter, Heizungsanlagen sowie von Geräten zur Bedienungserleichterung, wie Fensterheber, Sitzversteller od. dgl., die direkt oder indirekt von dem Sammler gespeist werden, kann der Sammler ohne Wissen des Benutzers des Kraftfahrzeugs so weit entladen werden, das beispielsweise das Anlassen des Motors nach einer Betriebspause nicht mehr möglich ist.In the event of excessive use of accessory devices such as fans, Heating systems as well as devices to facilitate operation, such as window lifters, Seat adjusters or the like that are fed directly or indirectly by the collector, the collector can be discharged so far without the knowledge of the user of the motor vehicle, For example, it is no longer possible to start the engine after a break in operation is.

Ferner entlädt sich der Sammler bei einem abgestellten, längere Zeit aus dem Verkehr gezogenen Kraftfahrzeug selbst, ohne das der Sammler belastet wird. Diese Selbstentladung verringert die Kapazität des Sammlers täglich um einen bestimmten Wert.Furthermore, the collector discharges itself when it is parked for a long time withdrawn motor vehicle itself, without the collector is burdened. This self-discharge reduces the capacity of the collector by a certain amount every day Value.

Auch beeinflussen sehr niedrige Außentemperaturen den Ladezustand der Batterie. Mit sinkender Temperatur nimmt die Säuredichte und damit auch die Spannung ab.Very low outside temperatures also affect the state of charge the battery. As the temperature falls, the acid density increases and so does the Tension off.

Bei einer bekannten Schalteinrichtung für die elektrischen Teile eines Fahrzeugheizgerätes, die von dem Sammler des Fahrzeugs aus mit Strom versorgt werden, werden mittels eines Schutzschalters beim Unterschreiten einer vorbestimmten Spannung die elektrischen Teile des Fahrzeugheizgerätes abgeschaltet, und zwar bei dem nicht im Betrieb befindlichen Motor des Fahrzeugs. Der Sammler soll dann noch eine ausreichende Kapazität aufweisen, wenn der Anlasser des Motors betätigt wird. Bei der bekannten Schalteinrichtung wird demnach davon ausgegangen, das der Sammler beim Inbetriebsetzen des Motors eine ausreichende Spannung und damit eine entsprechende Kapazität aufweist. Es ist aber nicht gewährleistet, das eine Überbelastung des Sammlers durch die beim Anlassen des. Motors entstehende starke Entladung verhindert wird, da die während des Anlaßvorganges entnommene Energie, besonders in den Wintermonaten, derart groß ist, das ein rascher Spannungsabfall in den Zellen des Sammlers erfolgt. Dabei sinken die einzelnen Zellenspannungen derart, das die Platten des Sammlers sulfatieren, wobei das bei der Entladung entstehende Bleisulfat nur schwer zurückgebildet werden kann und der Sammler sehr bald unbrauchbar wird.In a known switching device for the electrical parts of a Vehicle heater that is supplied with power from the vehicle's collector, are by means of a circuit breaker when falling below a predetermined voltage the electrical parts of the vehicle heater are switched off, and that is not the case the vehicle's engine in operation. The collector should then still have a sufficient Have capacity when the engine starter is operated. With the well-known Switching device is therefore assumed that the collector when commissioning of the motor has sufficient voltage and thus a corresponding capacity. However, there is no guarantee that the collector will be overloaded by the Starting the engine is prevented, as the strong discharge occurring during The energy taken from the starting process, especially in the winter months, is so great is that there is a rapid voltage drop in the cells of the collector. Thereby sink the individual cell voltages in such a way that the plates of the collector sulphate, the lead sulphate produced during discharge can only be regressed with difficulty and the collector will soon become unusable.

Bekannt ist ferner eine Steuereinrichtung für Sammler, die bei einer bestimmten Dichte des Elektrolyten das Zuschalten des Ladestromes bewirkt, wobei ein Säuremesser vorgesehen ist, der mit einem Schalter verbunden ist, dessen Kontakte der im Sammler befindlichen Säure ungeschützt ausgesetzt sind. Die bekannte Steuereinrichtung wird nicht zum Abschalten von nicht betriebsnotwendigen Stromverbrauchern, während der Entladung und bei Erreichen eines bestimmten Entladezustandes des Sammlers angewendet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einerseits die sich aus den bekannten Einrichtungen ergebenden, Nachteile zu vermeiden und andererseits die eingangs erwähnten Mängel zu beheben.Also known is a control device for collectors, which at a specific density of the electrolyte causes the charging current to be switched on, whereby an acid meter is provided which is connected to a switch, the contacts of which are exposed to the acid in the collector without protection. The known control device is not used to switch off non-essential power consumers while the discharge and when a certain discharge state of the collector is reached. Of the The invention is based on the object, on the one hand, resulting from the known devices resulting to avoid disadvantages and on the other hand the deficiencies mentioned at the beginning to fix.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch lösbar, daß der in an sich bekannter Weise in Abhängigkeit von der abnehmenden Dichte des Elektrolyten arbeitende Schalter mit einem mindestens an einem der Verschlußstopfen des Sammlers angeordneten Säuremeßgerät verbunden ist, das den Abschaltvorgang für die nicht betriebsnotwendigen Verbraucher selbsttätig auslöst. Der Abschaltvorgang kann für jeden der nicht betriebsnotwendigen Verbraucher getrennt und/oder stufenweise aufeinanderfolgend ausgelöst werden.According to the invention, this object can be achieved in that the in itself known way depending on the decreasing density of the electrolyte working Switch with one arranged on at least one of the plugs of the collector Acid meter is connected, the shutdown process for the non-operational Consumer triggers automatically. The shutdown process can be for each of the non-operationally necessary Consumers are triggered separately and / or successively in stages.

Durch die Anordnung gemäß der Erfindung wird in vorteilhafter Weise das Abschalten von nicht betriebsnotwendigen Verbrauchern in jedem Betriebszustand, der dien Sammler schädigen könnte, ermöglicht. Außerdem wurde der an sich bekannte säuredichte abhängige Schalter so in die Schaltung eingefügt, daß das Abschalten der nicht betriebsnotwendigen Verbraucher betriebssicher nur im erforderlichen Betriebszustand vorgenommen wird.The arrangement according to the invention is advantageous the switching off of non-essential consumers in every operating state, which could harm the collector. In addition, the per se became known Acid-density dependent switch is inserted into the circuit in such a way that it switches off of the non-essential consumers operationally safe only in the required operating state is made.

Die Weiterbildungen der Erfindung, die Gegenstände der Patentansprüche 2 bis 6 sind, gelten nicht als selbständige Erfindungen und sollen daher nur zusammen mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 Patentschutz genießen.The developments of the invention, the subjects of the claims 2 to 6 are not considered to be independent inventions and should therefore only be used together enjoy patent protection with the subject matter of claim 1.

Die Erfindung sei an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt _ Fig. 1 das Schaltschema der Anordnung, Fig. 2 de Ansicht einer Warnscheibe und Fig. 3 einen Schnitt durch ein Säuremeßgerät. Von den Anschlußpolen 3 und 4 einer 6-Volt-Batterie 5, deren einer Verschlußstopfen 6 mit einem Säunemeßgerät 7 versehen ist, führt de Leitung 8 zur Masse und de Leitung 9 zu einem Schaltrelais 10, in das sämtliche Leitungen von den nicht betriebsnotwendigen Stromverbrauchern (hier den Nebelleuchten 11 und 12, dem Zigarrenanzünder 13 und dem Rundfunkgerät 14) über den Sicherungskasten 15, sowie die Meßleitungen 16, 17 und 18 von dem Säuremeßgerät 7 bzw. die Meßleitungen 19 und 20 von einem mit den Ans.chlußpolen 3 und 4 verbundenen Spannungsmesser 21 fühven. Ferner ist das Schaltrelais 10 mit einem von Hand zu betätigenden. Schalter 22 und mit einem Warngerät 23 verbunden.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. 1 shows the circuit diagram of the arrangement, FIG. 2 shows the view of a warning disc and FIG. 3 shows a section through an acid measuring device. From the connection poles 3 and 4 of a 6-volt battery 5, one of which is provided with a plug 6 with a measuring device 7, the line 8 leads to the ground and the line 9 to a switching relay 10, into which all the lines from the non-operational electricity consumers ( here the fog lights 11 and 12, the cigar lighter 13 and the radio 14) via the fuse box 15, as well as the measuring lines 16, 17 and 18 from the acid meter 7 and the measuring lines 19 and 20 from one connected to the connection poles 3 and 4 Fühven tension meter 21. Furthermore, the switching relay 10 can be operated by hand with a. Switch 22 and connected to a warning device 23.

Das auf Baumegrade oder auf Volt geeichte 23 weist eine zweifarbige Scheibe 24 auf (Fig. 2), wobei das sichtbare Ende 25 des einen Abschnittes jeweils den Wert der Baumegrade oder der Spannung angibt. Beim, Erreichen eines bestimmten Ladezustandes, dessen Wert durch das Säuremeßgerät 7 oder den Spannungsmesser 21 gemessen und über die Meßleitungen 16 bis 18 oder 19 und 20 über das Schaltrelais 10 dem Warngerät 23 zugeführt wird, leuchtet zunächst eine Lampe 26 als Voranzeige auf, wodurch dem Benutzer angedeutet wird, daß in Kürze die Nebellampen 11 und 12, der Zigarrenanzünder 13 und das Rundfunkgerät 14 abgeschaltet werden. Sinkt die Säuredichte und demnach de Spannung der Batterie 5 weiter ab, so erreicht das Ende 25 der Scheibe 24 den vorbestimmten Grenzwert, der t zwischen 24 und 161136 oder 2,17 und 1,75 V liegen kann. Die Stromverbraucher 11 bis 14 werden durch das Schaltrelais 10 abgeschaltet; außerdem leuchtet eine weitere Lampe 27 auf, wodurch dem Fahrzeugbenutzer angezeigt wird, daß die vorgesehenen Stromverbraucher abgeschaltet sind. Während es bei der Voranzeige noch möglich ist, beispielsweise mittels eines elektrisch betriebenen Fensterhebers das Fenster zu schließen, muß nach dem Abschalten der Stromverbraucher der Schalter 22 geschlossen werden, der z. B. das Relais 10 betätigt, so daß der Strom wieder fließen kann.The 23 calibrated to degrees of construction or to volts has a two-colored disk 24 (FIG. 2), the visible end 25 of one section indicating the value of the degree of construction or the voltage. When a certain state of charge is reached, the value of which is measured by the acid meter 7 or the voltmeter 21 and fed to the warning device 23 via the measuring lines 16 to 18 or 19 and 20 via the switching relay 10, a lamp 26 first lights up as a preliminary indicator, whereby the It is indicated to the user that the fog lamps 11 and 12, the cigar lighter 13 and the radio device 14 will shortly be switched off. If the acid density and therefore the voltage of the battery 5 falls further, the end 25 of the disk 24 reaches the predetermined limit value, which t can be between 24 and 161 136 or 2.17 and 1.75 volts. The power consumers 11 to 14 are switched off by the switching relay 10; in addition, another lamp 27 lights up, which indicates to the vehicle user that the intended power consumers have been switched off. While it is still possible at the preview, for example by means of an electrically operated window regulator to close the window, the switch 22 must be closed after switching off the power consumer, the z. B. the relay 10 is actuated so that the current can flow again.

Beim Laden der Batterie steigt de Spannung und somit die Säuredichte, so daß sich die Scheibe 24 in entgegengesetzter Richtung bewegt. Die Stromzuführung für die nicht betriebsnotwendigen Stromverbraucher wird durch die innerhalb des Säuremeßgerätes 7 bzw. des Spannungsmessers 21 angeordneten Schaltkontakte freigegeben.When charging the battery, the voltage and thus the acid density increases, so that the disc 24 moves in the opposite direction. The power supply for electricity consumers that are not required for operation, the within the Acid measuring device 7 or the voltmeter 21 arranged switching contacts released.

In Fig. 3 ist ein Säuremeßgerät 7 im Schnitt dargestellt. In einem Zellendeckel 28 der Batterie 5 ist der mit einer erweiterten Bohrung 29 ausgebildete Verschlußstopfen 6 eingeschraubt, in: dessen oberen Teil eine mit Kontakten 30 bis 32 versehene, aus einem säurebeständigen und nichtleitenden Werkstoff bestehende Kappe 33 eingeschraubt ist. In der Kappe 33 ist ein um einen Bolzen 34 schwenkbarer Winkelhebel 35 angeordnet, wobei der eine Schenkel 36 als Kontakthebel ausgebildet, während der andere Schenkel 37 mittels einer Feder 40 kraftschlüssig mit dem dünnen Schaft 38 der Säurespindel 39 verbunden ist, der durch die Bohrung 29 mit ausreichendem Spiel hindurchgeführt ist. Die in den Elektrolyten eintauchende Säurespindel 39 ist durch eine elastische Membran 41 mit dem unteren Rand des Verschlußstopfens 6 verbunden. Die Membran 41 dient einerseits dazu, die Säurespindel 39 in seitlicher Richtung zu führen und sie vor Beschädigung zu schützen; zum anderen wird durch die Membran verhindert, daß die aus der Batteriezelle entweichenden Gase sich innerhalb der Kappe 33 sammeln und durch mögliche Funkenbildung, die während des Umschaltens der einzelnen Kontakte 30 bis 32 entstehen könnte, entzündet werden. Zum Entlüften der Batteriezelle ist eine Nut 42 oder eine Bohrung im Zellendeckel 28 vorgesehen.In Fig. 3, an acid meter 7 is shown in section. In a cell cover 28 of the battery 5, the sealing plug 6, formed with an enlarged bore 29, is screwed into: the upper part of which is screwed a cap 33 made of an acid-resistant and non-conductive material and provided with contacts 30 to 32. In the cap 33 there is arranged an angle lever 35 which can be pivoted about a bolt 34, one leg 36 being designed as a contact lever, while the other leg 37 is non-positively connected by means of a spring 40 to the thin shaft 38 of the acid spindle 39, which is passed through the bore 29 is passed through with sufficient play. The acid spindle 39, which is immersed in the electrolyte, is connected to the lower edge of the stopper 6 by an elastic membrane 41. The membrane 41 serves on the one hand to guide the acid spindle 39 in the lateral direction and to protect it from damage; on the other hand, the membrane prevents the gases escaping from the battery cell from collecting inside the cap 33 and being ignited by possible spark formation which could arise during the switching of the individual contacts 30 to 32. A groove 42 or a hole is provided in the cell cover 28 for venting the battery cell.

Durch die Verwendung von mehreren Kontakten 30 bis 32 ist es möglich, de nicht betriebsnotwendigen Stromverbraucher stufenweise abzuschalten. Bei einem starken Stromverbrauch nimmt die Dichte des Elektrolyten ab, so daß die Säurespindel 39 beispielsweise in die gestrichelte Lage sinkt. Durch de Federkraft der Feder 40, de entsprechend dem Auftrieb der Säurespindel 39 bemessen ist, schwenkt der Winkelhebel 35 um den Bolzen 34, wodurch der Schenkel 36 den Kontakt 31 berührt. Über das Schaltrelais 10 werden die Stromverbraucher ab- und de Warnlampe 27 eingeschaltet.By using several contacts 30 to 32, it is possible to switch off the non-operationally necessary power consumers in stages. In the event of a high power consumption, the density of the electrolyte decreases, so that the acid spindle 39 sinks, for example, into the dashed position. Due to the spring force of the spring 40, which is dimensioned according to the buoyancy of the acid spindle 39 , the angle lever 35 pivots about the bolt 34, whereby the leg 36 touches the contact 31. The power consumers are switched off and the warning lamp 27 switched on via the switching relay 10.

Claims (6)

PATENT ANS PR ÜCHF: 1. Anordnung für mit einem Sammler verbundene Stromverbraucher, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem für das Aufrechterhalten von bestehenden Stromkreisen zwischen dem Sammler und betriebsnotwendigen Stromverbrauchern, wie Zündspule, Scheinwerfern oder Signalgeräten, vorgesehenen Schalter, der während der Entladung und beim Erreichen eines bestimmten Entladezustandes des Sammlers die nicht betriebsnotwendigen Stromverbraucher, wie Rundfunkgeräte, Innenleuchten oder Geräte zur Bedienungserleichterung, abschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß der in an sich bekannter Weise in Abhängigkeit von der abnehmenden Dichte- des Elektrolyten arbeitende Schalter (10) mit einem mindestens an einem der Verschlußstopfen (6) des Sammlers (5) angeordneten Säuremeßgerät (7) verbunden ist, das den Abschaltvorgang für die nicht betriebsnotwendigen Verbraucher selbsttätig auslöst. PATENT ANS PR ÜCHF: 1. Arrangement for associated with a collector Electricity consumers, especially in motor vehicles, with one for maintaining of existing circuits between the collector and operationally necessary electricity consumers, such as ignition coil, headlights or signaling devices, provided switches that operate during the discharge and when a certain discharge state of the collector is reached the electricity consumers that are not required for operation, such as radios, interior lights or devices for Ease of use, switches off, characterized that in a manner known per se as a function of the decreasing density Electrolyte working switch (10) with at least one of the sealing plugs (6) of the collector (5) arranged acid meter (7) is connected, which the shutdown process triggers automatically for the consumers that are not required for operation. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschaltvorgang für jeden der nicht betriebsnotwendigen Stromverbraucher getrennt und/oder stufenweise aufeinanderfolgend auslösbar ist. 2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the shutdown process for each of the not Power consumers required for operation separately and / or successively in stages can be triggered. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Säuremeßgerät (7) verbundene Schalter (10) als Schaltrelais ausgebildet und mittels eines von Hand zu betätigenden Schalters (22) überbrückbar ist. 3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the with the acid meter (7) connected switch (10) designed as a switching relay and can be bridged by means of a manually operated switch (22). 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeuges ein optisches oder akustisches, von dem Säuremeßgerät (7) aus gesteuertes Warngerät (23) angeordnet ist, das zugleich als Anzeigegerät für die Dichtegrade des Elektrolyten und/oder für die Spannung ausgebildet ist. 4. Arrangement according to claim 1, characterized in that on the dashboard of a motor vehicle an optical or acoustic warning device controlled by the acid meter (7) (23) is arranged, which also serves as a display device for the degree of density of the electrolyte and / or is designed for the voltage. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußstopfen (6) eine leicht lösbare Kappe (35) aufweist, in deren Innenraum der Schaft (38) der Säurespindel (39) des Säuremeßgerätes (7) hineinragt und in der mit dem Schaft (38) über einen Winkelhebel (35) verbundene Schaltkontakte (30 bis 32) für den Schalter (10) untergebracht sind, und daß an einem dem Innenraum des Sammlers (5) zugekehrten Teil des Verschlußstopfens eine die Säurespindel (39) im Verschlußstopfen (6) führende, den Innenraum der Kappe (33) gegenüber den Innenraum des Sammlers (5) abdichtende Membran (41) aus einem elastischen und säurefesten Werkstoff vorgesehen ist. 5. Arrangement according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the sealing plug (6) is an easily detachable Has cap (35), in the interior of which the shaft (38) of the acid spindle (39) of the Acid measuring device (7) protrudes and in the with the shaft (38) via an angle lever (35) connected switching contacts (30 to 32) for the switch (10) are housed, and that on a part of the closure plug facing the interior of the collector (5) one of the acid spindle (39) in the stopper (6) leading, the interior of the cap (33) with respect to the interior of the collector (5) sealing membrane (41) made of a elastic and acid-resistant material is provided. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Zelle des Sammlers (5) ein das Abschalten der Stromverbraucher (11 bis 14) bei dem jeweils niedrigst zulässigen Wert der Säuredichte auslösendes Säuremeßgerät (7) vorgesehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1069 016; USA.-Patentschrift Nr. 2118 558; Zeitschrift »Motor-Rundschau« von 1958, S. 774.6. Arrangement according to one of the Claims 1 to 5, characterized in that for each cell of the collector (5) one the switching off of the power consumers (11 to 14) at the lowest permissible in each case The acid measuring device (7) that triggers the acid density is provided. Considered Publications: German Auslegeschrift No. 1069 016; U.S. Patent No. 2118 558; "Motor-Rundschau" magazine from 1958, p. 774.
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