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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegenden Lehren beziehen sich allgemein auf eine verbesserte Bremsfeder und spezifischer auf eine verbesserte Bremsfeder für eine Scheibenbremse, die sowohl radiale als auch axiale Kräfte zur Verfügung stellt.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Die vorliegenden Lehren treffen Aussagen über die Bereitstellung eines verbesserten Scheibenbremssystems (oder Bremssattelsystems) zum Einsatz bei Fahrzeugen. Beispielsweise kann die Felgenbremse bei fast jedem Fahrzeug eingesetzt werden (z.B. PKW, LKW, Bus, Zug, Flugzeug o.ä.) Alternativ dazu kann der Bremssattel in Bausätze integriert werden, die für die Herstellung benutzt werden, oder in andere Maschinerien, die eine Bremse benötigen, wie z. B. Drehbänke, Spuler für Papierprodukte oder Stoff, Karussells o.ä. Die vorliegenden Lehren eignen sich jedoch am besten für Personenkraftwagen (also Autos, Laster, Geländewägen etc.).
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Typischerweise gehören zu Scheibenbremssystemen eine Halterung, zwei weitere Bremsbeläge, ein Bremssattelkörper (z.B. ein aufgehängter Bremssattelkörper) und eine Bremsscheibe. Die mindestens zwei Bremsbeläge (Reibbeläge) sind mit zwei oder mehr Stiften befestigt und befinden sich neben der Halterung und/oder werden direkt an den Armen der Halterung befestigt, sodass die Bremsbeläge sich axial auf die Scheibe zu und von ihr weg bewegen. Das Scheibenbremssystem kann auch eine Belaghaltefeder enthalten, dass ein gewisses Maß an Kräften (radial/vertikal, axial oder beides) zwischen der Halterung und dem Bremssattel bietet, sodass die Bewegungsfreiheit des Bremssattels eingeschränkt wird, wenn die Bremse nicht im Einsatz ist, und es zu dementsprechend wenig Klappergeräuschen kommt. Diese Federn können auch dazu dienen, das Gehäuse nach Anwendung der Bremse zurückzuziehen, sodass beabsichtigte Betriebsspieleinstellungen zwischen den Bremsbelägen und der Scheibe aufrecht erhalten werden können. Einige bekannte Belaghaltefedern verbinden und bewegen sich mit dem Bremssattelkörper, wenn die Bremsen angewendet werden und wenn sich die Beschichtung der Bremsbeläge abnutzt. Diese Belaghalteclips (bzw. Federn) bieten keine beabsichtigte Axialkraft oder Steifigkeit, um das Gehäuse (oder den Körper) in beabsichtigten Positionen im Verhältnis zur Bremsscheibe zu halten, wenn sich Beschichtungen und Bremsscheibe abnutzen. Das liegt an der langen Gehäusekonstruktion der Clips, die es schwieriger macht, die beabsichtigte Steifigkeit in eine oder mehre Richtungen zu kontrollieren. Zusätzlich dazu kann es sein, dass diese Clips bei der Wartung des Bremssystems (also beim Wechseln der Bremsbeläge, der Bremsscheibe oder in beiden Fällen) ausgetauscht werden müssen, was dazu führen kann, dass die Feder verbogen, beschädigt, falsch installiert, plastisch deformiert oder die potentielle Kraft der Feder reduziert wird, oder eine Kombination des Vorangehenden. In einigen weniger bekannten Belaghalteclip-Designs verändert sich die Axiallast wesentlich, wenn sich die Beschichtung der Bremsbeläge und der Bremsscheibe abnutzen. Es wäre wünschenswert, eine Bremsfeder zu haben, die gegen den Bremssattel rutscht, sodass die Bremsfeder eine im Wesentlichen konstante Axialkraft anlegt bzw. auf eine solche reagiert, wenn sich die Beschichtung der Bremsbeläge abnutzt. Es wäre weiterhin wünschenswert, eine diskrete Bremsfeder auf jeder Seite des Bremssatzes zu haben, sodass die auf jeder Seite des Bremssatzes angelegten Kräfte unabhängig von der Kraft sind, die auf die jeweils gegenüberliegende Seite des Bremssatzes einwirkt.
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Beispiele einiger Belaghaltefedern sind in den
US-Patenten 3,710,896 ;
4,186,824 ;
4,194,597 ;
4,410,068 ;
4,607,728 ;
4,901,825 ;
5,067,594 ;
6,179,095 ;
6,644,444 ; und
6,971,486 beschrieben, sowie in der
U.S.-Patentauslegschrift Nr. 2004/0108176 , die hier sämtlich per Verweis für sämtliche Zwecke mit eingegliedert werden.
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Es wäre erstrebenswert, ein Bremssystem zu haben, dass über ein besseres Bremsfeder-Design verfügt, welches das richtige Maß an Radialkraft, Axialkraft oder beiden Kräften erzeugt, sodass das Bremssattelgehäuse stets adäquat eingeschränkt ist und das Gehäuse vor und nach Anwendung der Bremse in den beabsichtigten Positionen im Verhältnis zur Bremsscheibe gehalten wird. Es ist zudem notwendig, dass die Bremsfeder es dem Bremssattelgehäuse ermöglicht, sich anzupassen, sodass, wenn sich die Bremsbeläge, die Bremsscheibe oder beide abnutzen, die Bremsfeder und das Bremssattelgehäuse im Wesentlichen justiert bleiben und die von der Bremsfeder angelegten Kräfte für die Lebensdauer der Bremsbeläge, der Bremsscheibe oder beider im Wesentlichen konstant sind. Weiterhin erforderlich ist eine Bremsfeder, bei der die Bremsfeder eine Kraft auf einer Seite des Bremssattels anlegt, die unabhängig von der Kraft ist, die auf der gegenüberliegenden Seite des Bremssattelgehäuses angelegt wird.
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KURZDARSTELLUNG
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Die vorliegenden Lehren erfüllen den oben beschriebenen Bedarf in verschiedener Hinsicht, indem sie folgendes zur Verfügung stellen: Eine Bremsfeder bestehend aus: einem oder mehreren Hakenteilen zum Anbringen der Bremsfeder an einem Arm der Halterung; zwei oder mehr Verschlusslaschen; und mindestens einen flexiblen Arm, der mit dem Hakenteil verbunden ist und davon ausgeht, wobei mindestens ein flexibler Arm zurückklappt, sodass mindestens ein Teil des flexiblen Arms sich entlang der Oberfläche des Hakenteils erstreckt, wobei mindestens ein erster flexibler Arm von dem Hakenteil ausgeht, sodass mindestens ein erster flexibler Arm an eine Kontaktoberfläche eines Bremssattelkörpers anstößt und Kräfte bereitstellt, um den Bremssattelkörper zurückzuhalten.
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Zu einer der möglichen Ausführungsformen der vorliegenden Lehren gehört: ein Scheibenbremssatz bestehend aus: einer Halterung; einem Bremssattelkörper, der mit ein oder zwei Stiften beweglich an der Halterung angebracht ist; zwei oder mehr entgegengesetzte Reibbeläge, die verschieb- bzw. gleitbar an Halterung, Stiften, Gehäuse oder einer Kombination letzterer angebracht sind, sowie zwei oder mehr Bremsfedern, bestehend aus: einem Hakenteil, der die Feder sicher mit der Halterung verbindet; mindestens einem ersten flexiblen Arm, der vom Hakenteil ausgeht und an einen Teil einer Oberfläche des Bremssattelkörpers anstößt, wodurch eine vertikale Kraft bereitgestellt wird, um den Bremssattelkörper zurückzuhalten, wobei mindestens einer der flexiblen Arme auf die Axialkräfte reagiert, die von der Bewegung besagten Bremssattelkörpers verursacht werden.
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Zu einer der möglichen Ausführungsformen der vorliegenden Lehren gehört: ein Scheibenbremssatz bestehend aus: einer Halterung; einem Bremssattelkörper, der beweglich an der Halterung angebracht ist; zwei oder mehr entgegengesetzte Reibbeläge, die verschieb- bzw. gleitbar an der Halterung angebracht sind, sowie zwei oder mehr Bremsfedern, bestehend aus: einem Hakenteil, der die Feder sicher mit der Halterung verbindet; mindestens einem ersten flexiblen Arm, der vom Hakenteil ausgeht und an einen Teil einer Oberfläche des Bremssattelkörpers anstößt, wodurch eine vertikale Kraft bereitgestellt wird, die im Wesentlichen senkrecht zur Kontaktoberfläche des Bremssattelkörpers ist, um den Bremssattelkörper zurückzuhalten, wobei mindestens ein erster flexibler Arm auf die Axialkräfte reagiert, die von der Bewegung besagten Bremssattelkörpers verursacht werden; sowie einer oder mehr Verschlusslaschen auf dem Hakenteil.
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Die oben beschriebenen Lehren und Ausführungsformen können weiterhin dadurch charakterisiert werden, dass sie über eines oder eine Kombination der hierin beschriebenen Merkmale verfügen, wie zum Beispiel: die zwei oder mehrere Bremsfedern enthalten weiter einen oder mehrere zweite flexible Arme, die von mindestens einem ersten flexiblen Arm ausgehen und an die äußere Oberfläche der Halterung angrenzen, wobei der zweite flexible Arm die axiale Reaktionskraft kontrolliert, indem er ein axiales Einfedern der Bremsfeder begrenzt und für eine axiale Steifigkeit sorgt, die im Wesentlichen unabhängig von der Kontaktstelle des ersten flexiblen Arms im Verhältnis zur Oberfläche des Bremskörpergehäuses ist; die Halterung verfügt über zwei entgegengesetzte Armteile und eine Bremsfeder ist jeweils an beiden Armteilen befestigt; der mindestens eine erste flexible Arm ist weniger als 60 mm lang; der zweite flexible Arm erstreckt sich von dem mindestens einen ersten flexiblen Arm innerhalb von 30 mm von der Stelle, an dem mindestens ein erster flexibler Arm an die Oberfläche des Bremssattelkörpers anstößt; die vertikale Reaktionskraft reicht von etwa 30 bis ca. 150 N; die axiale Reaktionskraft ermöglicht es dem Bremssattelkörper, sich vor dem Abrutschen auf der Oberfläche des Bremssattelkörpers etwa 0,2 mm oder weniger axial zu bewegen; die zwei oder mehr Bremsfedern enthalten flachen Federstahl; und die zwei oder mehr Bremsfedern enthalten einen Draht.
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Die vorliegenden Lehren lösen überraschen ein bzw. mehrere dieser Probleme, indem sie ein einzigartiges Bremsfeder-Design zum Einsatz in einem Bremssattelsatz, in einem Bremssatz oder in beiden zur Verfügung stellen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
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1A zeigt die Seitenansicht eines Bremssattelsatzes, wie er in einem Scheibenbremsensatz zur Anwendung kommt.
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1B zeigt eine Nahansicht von 1A, einem Ausführungsbeispiel einer Bremsfeder gemäß den vorliegenden Lehren.
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2A zeigt die perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Bremsfeder gemäß den vorliegenden Lehren.
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2B zeigt die perspektivische Ansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der Bremsfeder gemäß den vorliegenden Lehren.
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3A zeigt die perspektivische Ansicht eines Bremssattelsatzes, wie er in einem Scheibenbremsensatz zur Anwendung kommt, mit einem weiteren Ausführungsbeispiel der Bremsfeder gemäß den vorliegenden Lehren.
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3B zeigt eine Seitenansicht des in 3A abgebildeten Satzes.
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4 zeigt die perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Bremsfeder gemäß den vorliegenden Lehren.
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5 zeigt die Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der Bremsfeder, die an einem Arm einer möglichen Halterung befestigt ist.
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6 zeigt eine perspektivische Ansicht der Bremsfeder in 5.
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7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer möglichen Bremsfeder.
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8 zeigt die perspektivische Ansicht eines Teils eines Bremssattelsatzes, wie er in einem Scheibenbremssatz zur Anwendung kommt, mit einem weiteren Ausführungsbeispiel der Bremsfeder gemäß den vorliegenden Lehren.
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9A zeigt die perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Bremsfeder in 8 und
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9B zeigt eine perspektivische Ansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der Bremsfeder gemäß den vorliegenden Lehren.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en) dient allein als Beispiel und soll die Lehren, deren Anwendung oder Einsatzmöglichkeiten in keiner Weise beschränken.
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Die vorliegenden Lehren treffen Aussagen über die Bereitstellung eines verbesserten Scheibenbremssystems und Bremssattels zum Einsatz bei Fahrzeugen, spezifischer ausgedrückt ein verbessertes System mit einer verbesserten Bremsfeder. Beispielsweise kann ein Bremssattel bei fast jedem Fahrzeug eingesetzt werden (z.B. PKW, LKW, Bus, Zug, Flugzeug o.ä.). Alternativ dazu kann der Bremssattel in Bausätze integriert werden, die für die Herstellung benutzt werden, oder in andere Maschinerien, die eine Bremse benötigen, wie z. B. Drehbänke, Spuler für Papierprodukte oder Stoff, Karussells o.ä. Die vorliegenden Lehren eignen sich jedoch am besten für Personenkraftwagen (also Autos, Laster, Geländewägen etc.).
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Üblicherweise besteht ein Bremssystem aus einer Bremsscheibe, einem Bremssattelkörper und einer Halterung. Die Halterung verfügt über einen Rahmenträger und mindestens zwei entgegengesetzte Arme auf jeder Seite des Rahmenträgers. Die Arme haben Löcher für Stifte, um Bremssattelkörper, Bremsbeläge oder beides zu befestigen. Der Bremssattelköper besteht aus einem inneren und einem äußeren Bremsbelag, die sich auf entgegengesetzten Seiten der Bremsscheibe befinden. Der Bremssattelkörper hat weiter eine Brücke, einen oder mehr Finger (Bremssattelfinger) und eine Kolbenbohrung. Die Kolbenbohrung enthält einen Kolben, der sich an einer Kolbenbohrungsachse entlang bewegt. Die Kolbenbohrung kann einen Flüssigkeitseinlass enthalten, eine geschlossene Wand, eine Vorderöffnung, eine zylindrische Seitenwand, die einen ringförmigen Einschnitt in der Nähe der Vorderöffnung hat und eine Abdichtung in dem ringförmigen Einschnitt enthält. Die Halterung kann über einen oder mehrere Stifte verfügen, die dabei helfen, den einen bzw. mehrere Bremsbeläge zu halten und eine Verbindung zum Bremssattel herstellen. Die Bremsbeläge können auch direkt an den Armen der Halterung befestigt sein. Die Halterung kann zwei oder mehrere Bremsfedern enthalten, die daran befestigt sind (z.B. an zwei entgegengesetzten Stützarmen) und axiale und radiale (vertikale) Reaktionskräfte zwischen der Halterung und dem Bremssattelkörper bereitstellen. Die eine bzw. mehrere Bremsfedern können sich innerhalb des Bremssystems befinden, sodass die Bremsfeder nicht bewegt und/oder entfernt werden muss, wenn das Bremssystem gewartet wird. Beispielsweise können die Bremsbeläge, die Bremsscheibe oder beide vom Bremssystem entfernt werden, ohne die Bremsfedern zu bewegen, zu justieren, zu entfernen oder eine Kombination der letzteren. Wenn die Bremsfeder bei der Wartung in ihrer Position belassen werden können, wird damit das Risiko reduziert, dass die Bremsfedern verloren gehen, sich verformen, brechen, verbiegen oder falsch zusammengesetzt werden könnten. In der Lage zu sein, die Bremsfedern während der Wartung im Bremssystem lassen zu können, trägt außerdem dazu bei, dass die Lebensdauer und/oder die Kräfte der Bremsfedern aufrecht erhalten und/oder nicht vorzeitig durch Entfernung und Auswechseln reduziert werden. Die Bremsfeder kann mit praktisch jedem Scheibenbremsensystem eingesetzt werden. Ein Bremssystemtyp, bei dem die vorliegenden Lehren eingesetzt werden können, kann in
US-Patent 5,297,659 eingesehen werden, das hiermit per Verweis als alternativer Bremssystemtyp eingegliedert wird.
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Zu den vorliegenden Lehren gehört eine Bremsfeder, die so eingestellt wurde, dass sie die Bewegung des Bremssattels mindert (und damit Klappern zu reduzieren), sowie um dabei zu helfen, den Bremssattelkörper nach Einsatz der Bremse zurückzuziehen, sodass beabsichtigte Betriebsspieleinstellungen zwischen den Bremsbelägen und der Scheibe aufrecht erhalten werden können. Die Bremsfeder kann eine axiale Kraft, eine radiale Kraft oder eine Kraft in eine dazwischen liegende Richtung bieten. Die Bremsfeder kann dem schwerkraftbedingten Durchhängen des Bremssattelgehäuses entgegenwirken. Die Bremsfeder kann S-förmig sein. Die Bremsfeder kann einen oder mehrere Hakenteile haben, einen oder mehrere erste flexible Arme, einen oder mehrere zweite flexible Arme, einen oder mehrere verformbare Teile auf dem einen oder mehren Armen, eine oder mehrere Verschlusslaschen, eine oder mehrere Lippen auf dem einen oder mehreren Armen oder eine Kombination des Vorangehenden.
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Der Hakenteil kann beliebig geformt sein, solange er sich mit der Halterung einer Bremse verwendet lässt und zum Sichern der Bremsfeder an der Bremse dient. Vorzugsweise sollte die Form des Hakenteils der Bremsfeder im Wesentlichen der Form des Paarungsmerkmals der Halterung folgen bzw. mit dieser übereinstimmen, sodass der Hakenteil auf die Halterung passt. Der Hakenteil kann so geformt sein, dass der Hakenteil jegliches Merkmal ergänzt, an dem es befestigt ist. Der Hakenteil kann so geformt sein, dass sich der Hakenteil mit einer angrenzenden Bremskomponente paart. Idealerweise ist der Hakenteil der Bremsfeder so geformt, dass die Bremsfeder neben oder angrenzend an ein äußeres Endmerkmal der Halterung passt (z.B. einen Arm der Halterung). Die Bremsfeder kann eine oder mehre Hakenteile haben. Beispielsweise kann die Bremsfeder aus Draht bestehen und zwei Hakenteile enthalten. In einem anderen Beispiel kann die Bremse aus einer Platte bestehen und nur einen Hakenteil haben. Der Hakenteil kann u-förmig, c-förmig oder beides sein. Der Hakenteil kann ein fortlaufend bogenförmiges Teil sein, das fortlaufend verschiedene Radien über die Länge des Hakenteils formt. Beispielsweise kann der Hakenteil zwei im Wesentlichen rechtwinklige Biegungen enthalten, sodass der Hakenteil ein „C“ formt. Der Hakenteil kann einen Teil enthalten, der sich über sich selbst zurückbiegt und so zwischen zwei gebogenen Teilen einen aufnehmenden Bereich formt, der eine Komponente des Bremssatzes (z.B. einen Arm der Halterung) aufnimmt. Der Hakenteil kann über eine oder mehrere Verschlusslaschen verfügen, um dabei zu helfen, den Hakenteil sicher zu verbinden bzw. fixieren.
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Die eine bzw. mehrere Verschlusslaschen können ein beliebiger Teil der Bremsfeder sein, der dabei hilft, die Bremsfeder mit einer Bremskomponente zu verbinden (z.B. einem Arm der Halterung). Die Verschlusslasche kann sich in einen Teil der Bremskomponente einhaken. Die Verschlusslasche kann sich in eine Einbuchtung in der Bremskomponente verlängern, sodass die Verschlusslasche die Bremsfeder auf der Bremskomponente hält. Die Verschlusslasche kann sich auf einem Hakenteil befinden. Die Verschlusslaschen können plastisch verformbar, elastisch verformbar oder beides sein. Die Verschlusslasche kann sich von einer Seite des Hakenteils in einem rechten Winkel verlängern. Die Verschlusslaschen bilden einen Winkel mit dem Hakenteil, dem mindestens einen ersten flexiblen Arm oder mit beiden, wobei der Winkel zwischen 75 und 135 Grad liegen sollte, vorzugsweise zwischen 80 und 115 Grad und idealerweise zwischen 85 und 105 Grad. Wenn sich die Verschlusslaschen auf einer Seite der Bremsfeder befinden, sind die Verschlusslaschen vorzugsweise so anzupassen, dass der Hakenteil auf jeder Seite von der Bremsfeder gestützt wird. Die Verschlusslaschen können symmetrisch oder asymmetrisch auf der Bremsfeder angebracht sein oder beides. Die Verschlusslasche kann an einer Kante des Hakenteils sein. Die Verschlusslasche kann am Ende eines Hakenteils positioniert sein. Die Verschlusslasche kann am Ende des Hakenteils eine Lippe formen, sodass sich der Hakenteil in den Einschnitt der Halterung einfügt.
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Die Lippe kann in eine Einbuchtung in einer Bremskomponente eintreten, wie zum Beispiel in der Halterung, sodass die Lippe die Bremsfeder davon abhält, mit bewegt und/oder von dem Bremssatz entfernt zu werden (d.h. vom Bremssattelsatz). Die Lippe kann sich paarungsweise mit einem Einschnitt auf einer angrenzenden Bremskomponente verbinden, sodass die Lippe dabei hilft, die Bremsfeder in Kontakt mit der angrenzenden Bremskomponente zu halten.
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Die Bremsfeder kann über mindestens einen ersten flexiblen Arm verfügen, der von dem Hakenteil ausgeht und an einen Teil einer Oberfläche des Bremssattelkörpers anstößt (also eine Kontaktoberfläche). Der erste flexible Arm dient dazu, eine vertikale Kraft bereitzustellen (d.h. entlang einer Ebene parallel zu der Länge der Finger des Bremssattels, senkrecht zu der Kontaktoberfläche der Finger oder beides) um den Bremssattelkörper zurückzuhalten. Der mindestens eine erste flexible Arm bewirkt eine Kraft, welche den axialen Kräften entgegenwirkt, die von der Bewegung des Bremssattelkörpers entlang der Bohrungsachse verursacht werden (z.B. wenn die Bremse aktiviert oder deaktiviert wird oder in beiden Fällen). Vorzugsweise genügen die Kräfte, um zur Zurückziehung des Körpers beizutragen, nachdem die Bremse gelöst wird, sowie um den Bremssattelkörper parallel zur Achse des Kolben, der Kolbenbohrung oder beiden zu halten und um Klappern zu vermeiden sowie eine Kombination des Vorangehenden. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die von dem ersten flexiblen Arm bereit gestellte Kraft (also die Kraft gegen den Finger des Bremssattelkörpers (z.B. eine Vertikalkraft)) zwischen ungefähr 20 bis 200 N, vorzugsweise zwischen 25 und 175 N und idealerweise zwischen 30 und 150 N (also circa zwischen 75 und 125 N).
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Die Bremsfederkraft kann es dem Bremssattelkörper ermöglichen, axial eine Entfernung zurückzulegen, bevor die Bremsfeder auf der Oberfläche, auf der sie den Bremssattelköper berührt, „ausrutscht“. Beispielsweise kann die Feder, wenn sich der Bremssattel bei Betätigung der Bremse, bei der Zurückziehung der Bremse oder in beiden Fällen bewegt, anfangen sich mit dem Bremssattel zu bewegen, und wenn der Bremssattel sich über eine genügend weite Entfernung bewegt, kann die Kraft der Feder die Reibungskraft zwischen Bremsfeder und der Kontaktoberfläche überwinden, sodass die Bremsfeder rutscht und sich der Bremssattel bewegt, ohne die Bremsfeder zu bewegen. Dies kann es der verbesserten Bremsfeder ermöglichen, eine fast konstante Körperrückzugskraft über die Lebensdauer der Bremsbeläge (z.B. wenn sich die Beläge abnutzen), der Bremsscheibe oder beiden zu bewahren. In anderen Worten, der Bremssattelkörper kann nach jedem Bremseinsatz eine andere Ruhelage einnehmen, sodass die Lücke zwischen Belägen und Scheibe auf Dauer gleich bleibt, wenn sich Beläge oder Scheibe oder beide abnutzen und dünner werden, und die Bremsfeder in eine entsprechende Stelle auf der Oberfläche des Bremssattelkörpers „rutscht“. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die axiale Bewegungsdistanz (vor dem Gleiten) zwischen 0,01 mm und circa 0,5 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 mm und circa 0,4 mm und idealerweise unter 0,2 mm.
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Der erste flexible Arm kann ein beliebiger Teil der Bremsfeder sein, der sich biegt und eine Kraft gegen das Bremssattelgehäuse, einen oder mehrere Finger oder beides bewirkt. Der erste flexible Arm kann beliebig lang sein, sodass sich der erste flexible Arm sich bis zum Kontakt mit dem Bremssattelgehäuse erstreckt. Der mindestens eine erste flexible Arm kann sich vom Hakenteil über eine Distanz erstrecken, die ihn mit dem Bremssattelkörper an einem Punkt in Kontakt bringen würde, der weniger als die Hälfte der Distanz über dem Bremssattelkörper liegt (z.B. auf einem der Fingerteile). In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste flexible Arm circa 150 mm lang oder kürzer, bevorzugt ca. 100 mm oder weniger, idealerweise 80 mm oder kürzer (also ungefähr 60 mm). Die Länge des ersten flexiblen Arms kann mindestens dazu ausreichen, um die Distanz zwischen den entsprechenden Merkmalen auf der Halterung und dem Bremssattelkörper zu überbrücken (z.B. eine Länge von größer als Null). Der erste flexible Arm kann im Wesentlichen flach und/oder ebenflächig sein. Der erste flexible Arm kann eine Biegung in einem Bereich haben, der in der Nähe des Bremssattels liegt, so dass die Biegung den Bremssattel berührt. Der erste flexible Arm kann unter dem Hakenteil eingeklappt sein.
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Der erste flexible Arm kann über einen verformbaren Teil am Hakenteil angebracht sein. Beispielsweise kann die Bremsfeder sich im verformbaren Teil auf sich selbst zurückbiegen, um den ersten flexiblen Arm zu bilden. Die Biegung (also der verformbare Teil) kann einen federähnlichen Teil an einem Ende des ersten flexiblen Arms entstehen lassen, sodass der erste flexible Arm eine Kraft produziert und flexibel ist. Der verformbare Teil kann plastisch verformbar sein. Vorzugsweise ist der verformbare Teil elastisch verformbar, sodass die Feder auf der Halterung, dem Bremssattelkörper oder auf beiden eine Kraft aufrechterhält. Der verformbare Teil kann es dem ersten flexiblen Arm ermöglichen, sich radial, axial oder in einem dazwischen liegenden Winkel zu bewegen, sodass die Bremsfeder Klappern vermeidet.
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Die Bremsfeder kann einen oder mehrere zweite flexible Arme haben. Der eine bzw. mehrere zweite flexible Arme können an den ersten flexiblen Arm angeschlossen sein. Der zweite flexible Arm kann von einer Seite des ersten flexiblen Arms ausgehen. Der eine bzw. mehrere zweite flexible Arme können sich symmetrisch, asymmetrisch oder symmetrisch und asymmetrisch am ersten flexiblen Arm, am Hakenteil oder an beiden befinden. Der zweite flexible Arm kann im Wesentlichen einen rechten Winkel mit dem ersten flexiblen Arm bilden. Vorzugsweise kann der zweite flexible Arm über eine Kontur verfügen, sodass die Kontur einen Arm der Halterung berührt, und zwar auf eine Weise, dass der zweite flexible Arm sich praktisch stets in einem Spannungszustand befindet (d.h. er drückt stets gegen den Arm der Halterung). Der zweite flexible Arm kann dabei helfen, die Position der Bremsfeder auf dem Bremsbelag während des Anlegens oder Zurückziehen der Bremse oder in beiden Fällen zu bewahren. Beispielsweise können bei einem Zurückziehen oder Anlegen der Bremse oder in beiden Fällen die Reibungskräfte des ersten flexiblen Arms gegen einen Finger des Bremssattels den ersten flexiblen Arm mit dem Bremssattel bewegen, und der zweite flexible Arm kann den Reibungskräften entgegenwirken, sodass die Bremsfeder gegen die Finger rutscht und die Bremsfeder ihre Position beibehält. Die Verschlusslaschen können als zweiter flexibler Arm fungieren und eine oder mehrere der hierin beschriebenen Funktionen, vorzugsweise sämtliche Funktionen, erfüllen. Es wird in Betracht gezogen, dass die Verschlusslaschen eine Kraft in die axiale Richtung bewirken können, sodass die Position der Bremsfeder während des Anlegens oder des Zurückziehens der Bremse oder zu einem beliebigen dazwischenliegenden Zeitpunkt beibehalten wird. Der zweite flexible Arm kann von dem mindestens einen ersten flexiblen Arm ausgehen und vorzugsweise an eine äußere Endoberfläche der Halterung anstoßen. Der zweite flexible Arm dient dazu, beim Kontrollieren der axialen Reaktionskraft zu helfen. Das wird dadurch erreicht, dass der zweite flexible Arm ein axiales Einfedern der Bremsfeder begrenzt und damit für eine axiale Steifigkeit sorgt, die im Wesentlichen unabhängig von der Berührungsstelle des ersten flexiblen Arm im Verhältnis zu der Oberfläche des Bremssattelkörpers ist. Der zweite flexible Arm kann die axiale Distanz begrenzen, die der flexible Arm vor dem Gleiten zurücklegt. Die axiale Bewegungsdistanz kann eine beliebige hierin aufgeführte Entfernung sein.
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Wenn die Bremsfeder mindestens einen zweiten flexiblen Arm hat, der von dem mindestens einen ersten flexiblen Arm ausgeht, befindet sich der mindestens eine zweite flexible Arm vorzugsweise so nah wie möglich am Ende des mindestens einen ersten flexiblen Arms, der an die Oberfläche des Bremssattelkörpers stößt, jedoch immer noch mit der Halterung in Kontakt ist. Dadurch kann der zweite flexible Arm effizienter dabei helfen, die axiale Reaktionskraft zu kontrollieren, indem er ein axiales Einfedern der Bremsfeder begrenzt. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Position des zweiten Arms innerhalb von 60 mm von dem Punkt, an dem der mindestens eine erste flexible Arm an die Oberfläche des Bremssattelköpers anstößt, besser noch innerhalb von 40 mm und idealerweise innerhalb von 30 mm, jedoch mindestens immer noch im Kontakt mit der Halterung ist.
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Die flexiblen Arme (d.h. der mindestens eine erste flexible Arm und/oder der zweite flexible Arm), der Hakenteil, der verformbare Teil, die Verschlusslaschen oder eine beliebige Kombination dieser Elemente können aus demselben Material hergestellt werden. Die flexiblen Arme und der Hakenteil können aus verschiedenen Materialien hergestellt und zusammengefügt werden. Die flexiblen Arme können aus einem beliebigen Material mit Federeigenschaften hergestellt werden. Die Bremsfeder kann aus einem Material hergestellt werden, das korrosionsbeständig ist. Die Bremsfeder kann aus einem Material hergestellt werden, das formbar ist. Die Bremsfeder kann aus einem Material hergestellt werden, das verformbar ist. Vorzugsweise wird die Bremsfeder aus Metall hergestellt. Die Bremsfeder kann aus Titan, Aluminium, Stahl, Kupfer, Eisen, Nickel, Kobalt oder einer Kombination dieser Materialien hergestellt werden. Vorzugsweise wird die Bremsfeder aus Edelstahl hergestellt. Idealerweise wird die Bremsfeder aus einem Material hergestellt, das bei einer Messung mit ASTM A666 einen Wert von 301 3/4H aufweist, oder SU301-CSP 3/4H bei einer Messung mit JIS G4313. Vorzugsweise wird die Bremsfeder aus 301 3/4H Edelstahl hergestellt. Vorzugsweise können die flexiblen Arme aus einem elastisch verformbaren Material hergestellt werden (z.B. ein Arm kehrt im Wesentlichen in seine Originalposition zurück). Es ist noch besser, wenn die Bremsfeder aus einem Material hergestellt wird, das plastische verformbar ist (z.B. ein Teil der Bremsfeder bewegt sich auf seine Originalposition zu, kehrt jedoch nicht zu seiner Originalposition zurück). Die flexiblen Arme können aus einer beliebigen Materialkonfiguration hergestellt werden (also Platten, Rollen, Spiralen, Blöcken, geschmolzenem Material, flüssigem Material o.ä.). Die Bremsfeder kann durch einen beliebigen bekannten Herstellungsprozess geformt werden, wie z.B.: Gießen, Prägen, Schneiden, Biegen, Formpressen, Tiefziehen, Spinnen, Gesenkbiegen, Bandprofilieren, Abstreckziehen, Blattbildung, Entwölbung oder eine Kombination davon. Idealerweise sollte jeder Teil der Bremsfeder aus einem einzigen Teil hergestellt werden (z.B. einem geformten Blech und/oder Draht).
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1A–B zeigen mögliche Beispiele eines Scheibenbremssatzes 10. Der Scheibenbremssatz 10 enthält einen Bremssattelkörper 20 und eine Halterung 40. Der Bremssattelköper 20 enthält weiter einen inneren Bremsbelag 22 (nicht abgebildet) und einen äußeren Bremsbelag 24, die sich auf entgegengesetzten Seiten einer Bremsscheibe (nicht abgebildet) befinden. Der Bremssattelkörper 20 enthält weiter eine Brücke 26, einen oder mehrere Finger 28, und eine Kolbenbohrung 30. Die Kolbenbohrung enthält eine Bohrungsachse (nicht abgebildet), an der entlang sich der Kolben bewegt. Der Bremssattelkörper 20 gleitet auf Stiften 45, die an der Halterung 40 befestigt sind, sodass der Bremssattelkörper 20 im Verhältnis zur Halterung 40 gleitet, der fixiert ist. Die Stifte 45 befinden sich in den Armen 42 der Halterung 40. Diese der Illustrierung dienenden Beispiele enthalten ebenfalls eine Ausführungsform der Bremsfeder 50. In diesem Beispiel enthält die Bremsfeder 50 einen Hakenteil 52m einen ersten flexiblen Arm 54, einen zweiten flexiblen Arm 56 und eine Reihe von Verschlusslaschen 58, die in 1B und 2A anschaubarer dargestellt sind. Eine Kraft 100 (z.B. eine vertikale Reaktionskraft) wird von dem gestrichelten (↑) angezeigt. Der zweite flexible Arm 56 bewirkt eine Kraft 120 (z.B. eine Axialkraft) entlang einer Achse parallel zur Bohrungsachse in einem Bereich 112 des zweiten flexiblen Arms 56. Weiter gezeigt wird die Kontaktoberfläche 60 der Bremsfeder, die axial „rutscht“, wie oben beschrieben, und in 2B als gestrichelter Pfeil 120 abgebildet ist, welcher die Richtung der „Rutschbewegung“ anzeigt. 2A und 2B zeigen Bremsfeder 50 und die Hauptunterschiede, die illustriert werden, sind Beispiele von Verschlusslaschen 58 sowie die Form des flexiblen Arms 56.
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3A–B ist ein weiteres Beispiel für einen Scheibenbremssatz 10. Der Scheibenbremssatz 10 enthält eine Variation im Bremssattelkörper 20 und insbesondere die Finger 28. Der Bremssattelkörper 20 besteht aus zwei Teilen, bei dem der eine Teil aus einem leichteren Metall und der zweite Teil aus einem schwereren Metall angefertigt ist, und die beiden Teile zusammengefügt sind. In diesem Beispiel wirkt die Kraft 100 in die entgegengesetzte Richtung verglichen mit dem ersten Beispiel in 1B (gezeigt mit dem gestrichelten (↑)). Der Körper kann aus einem Einzelstück angefertigt sein, oder aber aus zwei oder mehreren Teilen, die durch bekannte Methoden wie Schweißen, Festbohren oder Kleben zusammengefügt sind.
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4 zeigt eine andere mögliche Bremsfeder 50, die nicht im Bremssatz 10 installiert ist. Bremsfeder 50 in 4 veranschaulicht eine andere Konfiguration von Verschlusslaschen 58 (ähnlich der in 2B gezeigten). Die Bremsfeder 50 enthält einen ersten flexiblen Arm 54 und einen zweiten flexiblen Arm 56.
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5 zeigt die Vorderansicht einer möglichen Halterung 40 einschließlich einer möglichen Bremsfeder 50, die detaillierter in 6 dargestellt wird. Wie in 5 gezeigt, ist die Bremsfeder von 6 an einem Arm 42 der Halterung befestigt. Die Halterung hat einen Einschnitt 70 und eine Lippe 80 der Bremsfeder 50 erstreckt sich in den Einschnitt 70, sodass der Hakenteil 52 sich herumwickelt und an dem Arm 42 der Halterung 40 befestigt ist. Die Bremsfeder ist mit einer Vielzahl von Verschlusslaschen am Arm 42 der Halterung 40 befestigt. Die abgebildete Bremsfeder hat keinen zweiten flexiblen Arm 56.
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7 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform der Bremsfeder 50. Die Bremsfeder 50 hat einen Hakenteil 52 mit einer Lippe 80 am Ende. Der Hakenteil 52 enthält Verschlusslaschen 58. Der Hakenteil 52 ist am ersten flexiblen Arm 54 über einen verformbaren Teil 82 befestigt. Der erste flexible Arm 54 enthält ein Paar symmetrisch angeordneter flexibler Arme 56.
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8 und 9A–B zeigen eine Bremsfeder 50, die eine Drahtstruktur enthält. Die Bremsfeder 50 in 9A–B funktioniert ähnlich wie die oben dargestellten Bremsfedern 50. 8 zeigt eine Draufansicht ohne Bremssattelköper 20 und Bremsbeläge, um einen klareren Blick auf die Bremsfeder zu ermöglichen, die an der Halterung 40 und Stift 45 befestigt ist. 9A und 9B zeigen zwei verschiedene Ausführungsbeispiele des ersten flexiblen Arms 54. Sowohl 9A und 9B enthalten einen Hakenteil 52 und einen flexiblen zweiten Arm 58.
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Die hier präsentierten Erläuterungen und Illustrationen sind dazu beabsichtigt, andere Fachleuten mit den Lehren, ihren Prinzipien sowie ihren praktischen Anwendungen vertraut zu machen. Fachleute können die Lehren in ihren zahlreichen Formen anpassen und anwenden, je nachdem, wie sie am besten für die Anforderungen eines bestimmten Gebrauchs geeignet sind. Dementsprechend sind die spezifischen Ausführungsformen der vorliegenden Lehren nicht flächendeckend oder einschränkend gemeint. Der Anwendungsrahmen der Lehren sollte deshalb nicht per Bezugnahme auf die vorangehende Beschreibung festgelegt werden, sondern unter Bezugnahme auf die angehängten Ansprüche, zusammen mit der kompletten Bandbreite von Entsprechungen, zu denen die Ansprüche berechtigt sind. Die Offenbarungen sämtlicher Artikel und Verweise, einschließlich Patentanmeldungen und Veröffentlichungen, werden per Verweis für sämtliche Zwecke mit eingeschlossen. Andere Kombinationen sind ebenfalls möglich, wie die folgenden Ansprüche zeigen werden, die hier ebenfalls per Verweis in die vorliegende schriftliche Beschreibung eingegliedert werden.
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Hierin angeführte Zahlenwerte enthalten sämtliche Werte vom niedrigeren bis zum höchsten Wert in Abstufungen einer Einheit, vorausgesetzt, es liegt eine Abstand von mindestens zwei Einheiten zwischen einem beliebigen niedrigeren Wert und einem beliebigen höheren Wert. Wenn zum Beispiel die Höhe eines Komponenten oder eines Wertes von Prozessvariablen, wie z.B. Temperatur, Druck, Zeit o.ä., angegeben wird und dieser zwischen 1 und 90, bevorzugt zwischen 20 und 80, idealerweise zwischen 30 und 70 liegt, wird beabsichtigt, dass Werte wie 15 bis 85, 22 bis 68, 43 bis 51, 30 bis 32 etc. ausdrücklich in dieser Spezifizierung aufgezählt sind. Bei Werten, die kleiner als eins sind, gilt eine Einheit als 0,0001, 0,001, 0,01 oder 0,1, je nach Umstand. Es handelt sich hier nur um Beispiele für die Darstellungsform und alle möglichen Kombinationen von numerischen Werten zwischen dem niedrigsten und höchsten aufgezählten Wert sollen in dieser Anwendung entsprechend als ausdrücklich aufgeführt gelten.
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Soweit nichts gegenteiliges ausgeführt ist, enthalten alle Messbereiche bzw. Bandbreiten beide Endpunkte und alle Zahlen zwischen den Endpunkten. Die Verwendung von „ungefähr“, „circa“ oder „etwa“ in Verbindung mit einer Bandbreite gilt für beide Endpunkte. „Circa 20 bis 30“ deckt also „circa 20 bis circa 30“ ab und enthält mindestens die angegebenen Endpunkte.
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Die Offenbarungen sämtlicher Artikel und Verweise, einschließlich Patentanmeldungen und Veröffentlichungen, werden per Verweis für sämtliche Zwecke mit eingeschlossen. Die Wendung „im Wesentlichen bestehend aus“ zur Beschreibung einer Kombination enthält die kenntlich gemachten Elemente, Bestandteile, Komponenten bzw. Schritte, welche die grundlegenden und neuen Eigenschaften der Kombination nicht erheblich beeinflussen. Der Gebrauch der Begriffe „umfassen“ oder „enthalten“ zur Beschreibung von Kombinationen von Elementen, Bestandteilen, Komponenten oder Schritten zieht auch Ausführungsformen in Betracht, die essentiell aus den Elementen Bestandteilen, Komponenten oder Schritten bestehen. Der Gebrauch des Begriffs „kann“ oder „könnte“ soll darauf hinweisen, dass die beschriebenen Attribute, die enthalten sein „könn(t)en“, optional sind.
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Elemente, Bestandteile, Schritte oder Komponenten in der Mehrzahl können von einem einzigen integrierten Element, Bestandteil, Schritt oder einer einzigen integrierten Komponente zur Verfügung gestellt werden. Alternativ dazu kann ein einziges integriertes Element, ein einziger integrierter Bestandteil, Schritt oder eine einzige integrierte Komponente in separate Elemente, Bestandteile, Schritte oder Komponenten in der Mehrzahl aufgeteilt werden. Die Benennung eines Elements, Bestandteils, Schritts oder einer Komponente mit „eine“ oder „ein“ soll keine zusätzlichen Elemente, Bestandteile, Schritte oder Komponenten ausschließen.
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Es versteht sich, dass die vorangehende Beschreibung der Illustration dient und nicht einschränkend ist. Viele Ausführungsformen sowie viele Anwendungen neben den dargestellten Beispielen sind offenkundig für Fachleute, die sich die obige Beschreibung durchlesen. Der Anwendungsrahmen der Lehren sollte deshalb nicht nur per Bezugnahme auf die vorangehende Beschreibung festgelegt werden, sondern unter Bezugnahme auf die angehängten Ansprüche, zusammen mit der kompletten Bandbreite von Entsprechungen, zu denen die Ansprüche berechtigt sind. Die Offenbarungen sämtlicher Artikel und Verweise, einschließlich Patentanmeldungen und Veröffentlichungen, werden per Verweis für sämtliche Zwecke mit eingeschlossen. Die Auslassung jeglichen Aspekts des hierin offenbarten Gegenstands in den folgenden Ansprüchen kann nicht als Ausschluss ausgelegt werden, noch sollte eine solche Auslassung dahingehend ausgelegt werden, dass die Erfinder einen solchen Gegenstand nicht als Teil des offenbarten Erfindungsgegenstands in Betracht gezogen haben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 3710896 [0004]
- US 4186824 [0004]
- US 4194597 [0004]
- US 4410068 [0004]
- US 4607728 [0004]
- US 4901825 [0004]
- US 5067594 [0004]
- US 6179095 [0004]
- US 6644444 [0004]
- US 6971486 [0004]
- US 2004/0108176 [0004]
- US 5297659 [0026]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- ASTM A666 [0037]
- JIS G4313 [0037]
