DE1937914A1 - Adjustable friction gear - Google Patents

Adjustable friction gear

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DE1937914A1 DE19691937914 DE1937914A DE1937914A1 DE 1937914 A1 DE1937914 A1 DE 1937914A1 DE 19691937914 DE19691937914 DE 19691937914 DE 1937914 A DE1937914 A DE 1937914A DE 1937914 A1 DE1937914 A1 DE 1937914A1
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H15/00—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
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    • F16H15/04—Gearings providing a continuous range of gear ratios
    • F16H15/06—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B
    • F16H15/32—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line
    • F16H15/36—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H—GEARING
    • F16H13/00—Gearing for conveying rotary motion with constant gear ratio by friction between rotary members
    • F16H13/10—Means for influencing the pressure between the members
    • F16H13/14—Means for influencing the pressure between the members for automatically varying the pressure mechanically

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Description

"Verstellbares Reibradgetriebe" Es ist hekannt, den Andruck zwischen Reibkörpern in yerstellbaren Reibradgetrieben automatisch der Belastung anzupassen."Adjustable friction gear" It is known, the pressure between Automatically adjust friction bodies in adjustable friction gears to the load.

Die Ausführungsmöglichkeiten derartiger Andruckmechanismen sind groß, aber allgemein fdr bekannte Reibradgetriebe ist, daß die Eingriffssicherheit mangelhaft ist, und daß die Sicherheit bei tberbelastung beeinträchtigt ist.The possibilities of such pressure mechanisms are great, but generally fdr known friction gear is that the engagement security is inadequate and that the safety is impaired in the event of overload.

Bekannte Andruckmechanismen sind an der Abtriebsseite angebracht, und in diesen entwickelt sich der Andruck erst, wenn das Drehmoment der Äntriebskraft sich. auf der angitriebenen Seite ausgewirkt hat, wodurch ein Gleiten der Reibkörper gegeneinander nicht zu vermeiden ist, Bekannte Reibradgetriebe leiden weiter darunter, daß die Andrucksrichtung mit der BerührungsSläche des Gegenteils einen spitzen Winkel bildet, wodurch die Andruckskraft sich als Verschiebefaktor der Reibstelle auswirkt Ein weiterer Mangel tritt dadurch auf, daß bekannte Reibradgetriebe durch innere Gleitreibung einen herabgesetzten Wirkungsgrad haben, weil die. Periferiegeschwindigkeiten des inneren und des äußeren Durehmeesers des Reibringes zu den dieabezügli¢hen Geschwindigkeiten in. der Berdhrungsstelle des anderen Reibteile voneiander abweichen, und keines der bekannten Reibradgetriebe kann irgendwo ein reines Abrollen zwischen den Reibkörpern aufweisen.Known pressure mechanisms are attached to the output side, and in these the pressure only develops when the torque of the driving force themselves. on the driven side, causing the friction bodies to slide against each other cannot be avoided, known friction gears continue to suffer from it, that the pressure direction with the contact surface of the opposite forms an acute angle forms, whereby the contact pressure acts as a displacement factor of the friction point Another shortcoming arises from the fact that known friction gears have internal Sliding friction have a reduced efficiency because the. Peripheral speeds of the inner and outer diameter sensors of the friction ring to the related speeds in. the contact point of the other friction parts differ from one another, and none the known friction gear can be a pure rolling somewhere between the friction bodies exhibit.

Laut Erfindung wird ein besonders sicherer Eingriff der Reibkörper erreicht, ohne daß selbst bei stärkster Uberbelastung eine Gleitmöglichkeit besteht, durch Einschaltung des elektrischen Moments des Triebsmotors in der Weise, daß die radiale Reaktionskraft des Stators auf das Drehmoment des Rotors in eine achsiale Andruckskraft umgesetzt wird durch Anbringen eines Andruckmechanismus am Stator des Triebmotors, welcher zoBv bestehen kann aus einem im Stator festgehaltenen Konus, welcher durch eine Kugel die Reaktionskraft des Stators auf einen feststehenden Konus durch Abrollen der Kugel an der Konuswand überträgt, und dadurch den Triebnotor in achaialer Richtung beeinflußt.According to the invention, a particularly secure engagement of the friction bodies is achieved achieved without the possibility of sliding even with the greatest overload, by switching on the electrical torque of the drive motor in such a way that the radial reaction force of the stator to the torque of the rotor in an axial Pressure force is implemented by attaching a pressure mechanism to the stator of the traction motor, which zoBv can consist of a cone held in the stator, which by means of a ball the reaction force of the stator on a stationary one Cone by rolling the ball on the cone wall transfers, and thereby the drive motor influenced in achaial direction.

Eine auf der Rotorachse des Triebmotore angebrachte Triebscheibe wird dadurch gegen einen vor der Triebscheibe angebrachten angetriebenen Reibteil gedrückt noch bevor eine umdrehende Bewegung erfolgt, mit einer Ändruckskraft, welche proportional zum Drehmoment ist0 Ein weiterer Vorzug der Erfindung besteht darin, daß der Radius der Konusanordnung am Stator denjenigen der Triebscheibe so angepaßt ist, daß ein erwünschtes Verhältnis der indruckskraft zum Jederzeitigen Drehmoment festgelegt wird, Je nach Sicherheitsbedari des Eingriffes, wobei die Konusateigung einen weiteren Faktor zur Erreichung dieses Sicherheitsgrades darstellt.A drive pulley attached to the rotor axis of the traction motor is thereby pressed against a driven friction part mounted in front of the drive pulley even before a rotating movement takes place, with an alternating pressure force which is proportional to the torque is0 Another advantage of the invention is that the radius the cone arrangement on the stator is adapted to those of the drive pulley that a Desired ratio of the compression force to the torque at any time is set Depending on the security requirements of the intervention, the cone slope is another Represents a factor to achieve this level of security.

Ein äußerat wichtiger Faktor bei diesem Aufbau ist, daß die Triebscheibe zusammen mit dem Halter dieser Triebscheibe und dem Rotor des Triebmotors einen Massenträgheitsfaktor darstellt, der zusammen mit dem Inertifaktor der umdrehenden Bewegung eine derartige hohe Eingriffsfestigkeit erzeugt, daß der Eingriff zwischen den Reibkörper den Charakter eines Zahnradeingriffes erhält. der eo fest und betriebssicher ist, daß der Triebiotor bei entsprechend hoher Überlastung stehen bleibt, ohne daß die Reibkörper gegeneinander Gleiten oder sonstigen Schaden nehmen.An extremely important factor in this construction is that the drive pulley together with the holder of this drive pulley and the rotor of the drive motor one Represents the inertia factor, which together with the inertia factor of the rotating Movement produces such a high engagement strength that the engagement between the friction body is given the character of a gear mesh. the eo solid and reliable is, that the engine will stop at a correspondingly high overload remains without the friction bodies sliding against each other or taking any other damage.

Während bekannte Reibradgetriebe bei Überlastung zerstört werden, überwindet ein Reibradgetriebe laut Erfindung eine Jegliche Uberlastung auch lange Zeit hindurch ohne irgendeinen Nachteil für das Getriebe.While known friction gears are destroyed when overloaded, According to the invention, a friction gear drive overcomes any overload for a long time Throughout time without any disadvantage for the transmission.

Dieser reste und stabile Eingriff der Reibkörper vermindert zugleich den bekannten Verschleiß der Reibkörper in einen Grade, daß ein Reibradgetriebe laut Erfindung eine vielfache Lebzeit hat mit einea Wirkungsgrad, der sogar sehr hoch über das bisher erreichte liegt.This residual and stable engagement of the friction bodies is reduced at the same time the known wear of the friction body to a degree that a friction gear according to the invention has a multiple lifetime with an efficiency that is even very high is high above what has been achieved so far.

Entsprechend den kleineren Verschleiß arbeitet das Getriebe laut Erfindung viele Jahre ohne jegliche Wartung, weil da.According to the invention, the transmission works according to the smaller wear many years without any maintenance because there.

Andrucksysten laut Erfindung eine weitere Vorrichtung hat, welche den in des feststehenden Teil angebrachten Konus bei Verschleiß automatisch nachschiebt.Andrucksysten according to the invention has another device which automatically pushes the cone attached in the fixed part in the event of wear.

Ein kerknal der Erfindung ist daher, die Ausformung des einen oder des anderen Reibteile in der Weise, daß die Berührungsverhältnisse in der Reibstelle während der ganzen Verschleißperiode unverändert bleiben.A kerknal of the invention is therefore the shape of the one or the other friction parts in such a way that the contact conditions in the friction point remain unchanged throughout the wear period.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist eine Vorrichtung, welche den Vorschub eines Reibkörpere abstoppt, wenn der eine oder der andere Reibkörper seine Verßchleißiöglichkeit verbraucht hat, so daß das Getriebe stehen bleibt, bevor Metallteile sich berEhren.Another feature of the invention is an apparatus which the Feed of a friction body stops when one or the other friction body is his Wear has consumed, so that the gear stops before metal parts to honor each other.

Das Reibradgetriebe laut Erfindung ist daher in Stande, während der ganzen Yerschleißperiode unter autolatischen Nachschub eines Reib6rpers eine stets gleichbleibend Kraftübertragung zu sichern.The friction gear according to the invention is therefore able during the a whole period of wear and tear with an automatic replenishment of a friction element to ensure constant power transmission.

Durch Entwicklung eines Reibwerketoffes, dessen gegenUberliegender Reibteil eine hartverchromte Oberfläche hat, ist die Lebzeit des beschriebenen Reibradgetriebes derart verlängert, daß diese Lebzeit nicht wie bekannt von den Reibteilen, sondern laut Erfindung nunmehr von der Lebzeit der Kugeellager abhängig ist, weil die Lebzeit der Reibkörper der Erfindung diejenige der Kugellager übersteigt.By developing a friction material, the opposite The friction part has a hard chrome-plated surface, is the life of the friction gear described so prolonged that this lifetime is not, as is known, from the friction parts, but according to the invention is now dependent on the lifetime of the ball bearing, because the lifetime the friction body of the invention exceeds that of the ball bearings.

Der senkrechte Druck der Reibkörper in der BerUhrungslinie der Reibstelle trägt zu diesem Ergebnis bei und sichert auch bei verschiedenen Belastungen eine gleichbleibende Drehzahl.The vertical pressure of the friction bodies in the contact line of the friction point contributes to this result and ensures one even with different loads constant speed.

Die Eigenart des aufbaues gibt dem Reibradgetriebe laut Erfindung irgendwo auf der Erzeugenden ein Gebiet des reinen Abrollens der Reibkörper gegeneinander, in welcher die Periferiegeschwindigkeiten des äußeren und des inneren Durchmessers der Triebscheibe denjenigen auf der Erzeugenden gleich sind.The peculiarity of the structure gives the friction gear according to the invention somewhere on the generatrix an area of the pure rolling of the friction bodies against each other, in which the peripheral speeds of the outer and inner diameter the drive pulley are the same as those on the generatrix.

Die Eigenart des Aufbaues gestattet weiter, dieses Gebiet des reinen Abrollens der Reibkörper gegeneinander auf die-Jenigen Drehzahlen der Erzeugenden zu legen, welche am meisten gebraucht werden, und gestatten daher, ein Reibradgetriebe laut Erfindung den besonderen iztirderungen anzupassen.The peculiarity of the structure also allows this area of the pure Rolling of the friction bodies against each other on the-Jenigen speeds of the generators to put which are most needed, and therefore allow a friction gear according to the invention to adapt to the special requirements.

Der äußerst etabile Eingriff itt den automatisch nachgestellten Reibkörpern - weiter der eenkrechte Andruck gegen die Erzeugende - weiter das überall nahezu reine abrollen der Reibkörper - weiter das steigende Drehmoment bei iallender Drehzahl - weiter der wählbare Ort des reinen Abrollens -weiter der einfache und robuste aufbau - weiter der Verschleißfeite Rcibwerkstoti gegen eine hartverchromte Gegenfläche, alle diese zusalienarbeitenden Faktoren 6eben des Reibradgetriebe laut Erfindung Eigenschaften, welche den schwersten Anforderungen gewachsen sind0 Beim Anbau an eine Drehmaschine hat dieses Getriebe eine Lebzeit, welche diejenige der Drehmaschine übersteigt oder zum minestens ihr gleichkommt, denn nach 10 Jahren - nach Erneuerung der Kugellager und, wenn nötig auch der Triebscheibe - arbeitet das Getriebe weitere 10 Jahre ganz ohne Wartung und Schmierung0 Ein Ausführungsbeispiel wird an Hand von Zeichnung beschriebent Die Befestigung der Triebscheibe 1 mitseinem Halter auf der Welle des Rotors 2 vereinigt alle umdrehenden Teile der Antriebsseite zu einer einzigen Massen mit ensprechend hohem MasseträgheitsfaktorO Der Stator 3 ist wie schon bekannt, sowohl radial drehbar als auch achsial verschiebbar gelagert im Motorhalter 4.The extremely stable intervention itt the automatically adjusted friction bodies - further the vertical pressure against the generator - further that almost everywhere pure rolling of the friction body - further the increasing torque at slower speeds - further the selectable place of the pure unrolling - further the simple and robust construction - further the wear-resistant spine against a hard chrome-plated counter surface, all of these contributing factors besides the Friction gear According to the invention, properties that meet the toughest requirements0 When attached to a lathe, this gearbox has a lifetime, which is the one exceeds the lathe or at least equals it, because after 10 years - after replacement of the ball bearings and, if necessary, the drive pulley - works the gearbox for another 10 years without any maintenance or lubrication0 An example The fastening of the drive pulley 1 with its is described with reference to the drawing Holder on the shaft of the rotor 2 unites all rotating parts of the drive side to a single mass with a correspondingly high mass inertia factor O The stator As already known, 3 is mounted both radially rotatable and axially displaceable in the motor holder 4.

Durch Konus 5 und Kugel 5 wird die Reaktionskraft des Drehmoments des Antriebsmotors 2-3 auf den Konus 7 übertragen, welcher sich seinerseits auf den Keil 8 abstützt Der Keil 8 wird durch Feder 9 gegen den Konus 7 geschoben, und bei Verschleiß der Triebscheibe 1 drückt Keil 8 den Konus 7 gegen den Triebmotor 2-3 solange, bis einerseits die Keilbewegung 12 und andererseits die Vorschubmöglichkeit des Triebmotors bei 11 verbraucht ist0 Die Vorschubmöglichkeit 11 ist gleich der Verschleißmöglichkeit 12 der Triebscheibe.The reaction force of the torque is created by cone 5 and ball 5 of the drive motor 2-3 transferred to the cone 7, which in turn is on the wedge 8 supports the wedge 8 is pushed by the spring 9 against the cone 7, and When the drive pulley 1 is worn, the wedge 8 presses the cone 7 against the drive motor 2-3 until, on the one hand, the wedge movement 12 and, on the other hand, the feed possibility of the drive motor is consumed at 11 0 The feed option 11 is the same as that Possibility of wear 12 of the drive pulley.

Danach hört der Andruck auf, und das Getriebe bleibt stehen, bevor Metallteile der Triebscheibe 1 mit der Erzeugenden 14 Berührung haben.Then the pressure stops and the transmission stops before Metal parts of the drive pulley 1 have contact with the generator 14.

Die indrucksrichtung 15 zeigt, daß die Berührungslinie der Triebscheibe 1 mit der -kreisbogenförmigen Erzeugenden 14 gleichzeitig die Tangente 16 der Erzeugenden ist, und dadurch bildet die Andrucksrichtung 15 mit der Tangente 16 einen rechten Winkel.The indrucksrichtung 15 shows that the line of contact of the drive pulley 1 with the arc-shaped generating line 14 at the same time the tangent 16 of the generating line is, and thereby forms the pressure direction 15 with the tangent 16 a right Angle.

Durch den senkrechten Druck gegen die Erzeugende 14 erhält die Triebscheibe 1 ein Beharrungsvermögen, auf der gleichen Stelle der Erzeugenden 14 zu verbleiben, und in der Stellung wo die Tangente der Erzeugenden 14 sich mit der Mittellinie 17 der Erzeugenden 14 und der Mffl ellinie 18 der Triebscheibe echneidet, rollt die Trieb scheibe 1 rein ab gegen die Erzeugende 14.The drive pulley receives due to the vertical pressure against the generating line 14 1 a persistence to remain on the same place of the generators 14, and in the position where the tangent of the generatrix 14 meets the center line 17 intersects the generatrix 14 and the line 18 of the drive pulley, rolls the drive disk 1 purely against the generator 14.

Daraus folgt, daß in der Umgebung dieses reinen Abrollens ein praktisch reines Abrollen der Reibkörper stattfindet.It follows that in the vicinity of this pure unrolling there is a practical pure rolling of the friction body takes place.

Durch Änderung des aus der Mittellinie 17 des abgetriebenen Teils 14 und der Achse des riebmotors 18 gebildeten Winkels kann die Stelle des reinen Abrollens auf eine gewünschte Stelle-der Erzeugenden gelegt werden, Zusammen mit dem festen Eingriff der Reibkörper. dem senkrecht auf die Erzeugende verlaufenden Andruck dem günstigen Abrollverhältnis, dem Anpassen des Reibmaterials der Triebscheibe 1 zur hartverchromten Oberfläche der Erzeugenden und das automatische Nachstellen des Triebmotors bei Verschleiß der Triebscheibe ergibt das Zusammenarbeiten dieser Faktoren eine bisher unbekannte Lebensdauera, Das Anbringen der Andrucksvorrichtung mit wählbarem Andrucksverhältnis auf der Triebseite ergibt einen sehr feinfltiihligen Andruck, welcher den speziellen Forderungen individuell angepaßt werden kann, und welcher in Zusammenarbeit mit dem unveränderlichen Triebradius der Xunststoffscheibe 1 auf der Antriebsseite die Übertragung der gesamten Motorleistung bei allen Drehzahlen des abgetriebenen Teils sichert, und damit ein steigendes Drehmoment des abgetriebenen Teils bei fallenuen Drehzahlen, gibt dem Getriebe eine Arbeitskraft und Lebensdauer, wie solche bei bekannten stufenlos verstellbaren Reibradgetrieben bisher nicht erreicht wurde.By changing the part that is abraded from the center line 17 14 and the axis of the drive motor 18 formed angle can be the place of the pure Unrolling to be placed on a desired location-the generators, along with the firm engagement of the friction bodies. the one running perpendicular to the generatrix Pressure of the favorable roll-off ratio, the adaptation of the friction material of the drive pulley 1 to the hard chrome-plated surface of the generators and the automatic readjustment of the drive motor with wear of the drive pulley results in this cooperation Factors a previously unknown lifespana, the attachment of the pressure device with a selectable pressure ratio on the drive side results in a very sensitive Pressure, which can be individually adapted to the special requirements, and which in cooperation with the invariable drive radius of the Plastic disc 1 on the drive side transfers the entire engine power secures at all speeds of the driven part, and thus an increasing torque of the driven part at falling speeds, gives the gearbox a work force and service life, like those in known continuously variable friction gear drives has not yet been achieved.

Claims (5)

Patentansprüche t Claims t eibradgetriebe mit einem radial drehbaren und achsial verschiebbaren Trieblotor, dadurch gekennzeichnet daß der Triebmotor, versetzt mit seiner Achse, an seinem Stator eine Andruckvorrichtung trägt, welche die ßeaktionskraft des Drehmoments der Triebscheibe in einen achsialen Andruck zwischen den Reibkörpern umsetzt.Egg gear with a radially rotatable and axially displaceable Drive motor, characterized in that the drive motor, offset with its axis, carries a pressure device on its stator, which the ßeaktionskraft the torque the drive pulley converts into an axial pressure between the friction bodies. 2. Reibradgetriebe laut Anspruch 1, gekennzeichnet durch Anpassung des Radius der am Stator des Triebmotors angebrachten Andruckevorrichtung an den Radius der Griebscheibe zur Erreichung der individuell korrekten Andruckskraft.2. friction gear according to claim 1, characterized by adaptation the radius of the pressure device attached to the stator of the traction motor to the Radius of the grating to achieve the individually correct pressure. 3. Reibradgetriebe laut Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Andrucksvorrichtung, welche nach Verbrauch der Verschleißlöglichkeit der Reibkörper den Andruck zwischen den Reibkörpern aufhebt.3. friction gear according to claim 1 and 2, characterized by a Pressure device, which after consumption of the possibility of wear of the friction body removes the pressure between the friction bodies. 4. Reibradgetriebe laut Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Andrucksvorrichtung, welche den Verschleiß der Reibkörper automatisch ausgleicht.4. friction gear according to claim 1 to 3, characterized by a Pressure device that automatically compensates for wear on the friction bodies. 5. Reibradgetriebe laut Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrucksrichtung senkrecht gegen die Berührungslinie auf der Erzeugenden arbeitet.5. friction gear according to claim 1 to 4, characterized in that that the direction of pressure is perpendicular to the line of contact on the generatrix is working. 6, Reibradgetriebe laut Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf eines Radius der Erzeugenden ein reines Abrollen der Reibkörper stattfindet.6, friction gear according to claim 1 to 5, characterized in that that a pure rolling of the friction bodies takes place on a radius of the generators. 7o Reibradgetriebe laut Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius des reinen Abrollens bestimmt und vorausbestimmt wird durch das Verhältnis oder durch den Winkel, welcher gebildet wird durch die Achse (17) des abgetriebenen Teils und der Achse (18) der Triebscheibe (1)o 8o Reibradgetriebe laut Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch gleichbleibende Berührungsverhältnisse in der Reibstelle, während der gesamten VerschleißperiodeO 90 Reibradgetriebe laut Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch Anpaarung eines Reibwerkstoffes an eine hartverchromte Gegenfläche07o friction gear according to claim 1 to 6, characterized in that that the radius of the pure rolling is determined and predetermined by the ratio or by the angle which is formed by the axis (17) of the driven off Part and the axis (18) of the drive pulley (1) o 8o friction gear according to claim 1 to 7, characterized by constant contact conditions in the friction point, during the entire wear period O 90 friction gear according to claims 1 to 8, characterized by the pairing of a friction material to a hard chrome-plated counter surface0
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0195263A1 (en) * 1985-03-20 1986-09-24 Diethelm & Co. AG Floor cleaner or floor treating machine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0195263A1 (en) * 1985-03-20 1986-09-24 Diethelm & Co. AG Floor cleaner or floor treating machine

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