DE2950208A1 - INTERCHANGEABLE GEARBOX FOR CONTINUOUS SPEED CHANGE - Google Patents
INTERCHANGEABLE GEARBOX FOR CONTINUOUS SPEED CHANGEInfo
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Description
Dipt -Ing Heim Lesser. Dipl -Ing Otto Flügel. Patentanwälte - D-B München 81. Cosimastraße 81 Dipt -ing Heim Lesser. Dipl -Ing Otto Flügel. Patent attorneys - DB Munich 81. Cosimastraße 81
KUBOTA LTD.KUBOTA LTD.
22-banchi, 2-chome, Funade-cho22-banchi, 2-chome, Funade-cho
Naniwa-ku, Osaka-shi, Osaka-fuNaniwa-ku, Osaka-shi, Osaka-fu
_ . L 11.507/sä/wa_. L 11.507 / sä / wa
Japan - 3 -Japan - 3 -
Die Erfindung bezieht sich auf ein Wechselgetriebe laut Oberbegriff des Anspruches 1, welches eine stufenlose Drehzahländerung ermöglicht, indem durch eine Verschiebung eines angetriebenen Drehteils die Angriffslage an einem, zum Zwecke der Kraftübertragung mit dem angetriebenen Drehteil in Angriffsbzw. Reibkontakt befindlichen Triebteil geändert wird.The invention relates to a change gear according to the preamble of claim 1, which enables a stepless speed change by shifting a driven rotating part, the attack position on one, for the purpose of Power transmission with the driven rotating part in attack or. Frictional contact located drive part is changed.
Bei bekannten Wechselgetrieben dieser Art steht ein einzelnes Triebteil mit einem angetriebenen Drehteil in Reib- bzw. Angriff skontakt.In known change gears of this type, a single drive part is in frictional or attacking contact with a driven rotating part.
Mit solch herkömmlichen Wechselgetrieben 18Bt eich keine zuverlässige Kraftübertragung erzielen, wenn nicht das Triebteil und das angetriebene Drehteil unter Aufbringung von erheblichem Druck aneinandergepreBt werden, und zwar deshalb, weil Reibungs Schluß bzw. Reibkontakt bei beiden Teilen nur an einem einzigen Punkt gegeben ist. Ein derart großer Anpressungsdruck hat einen entsprechend hohen Verschleiß beider in Reibkontakt befindlicher Teile zur Folge. Wird zur Erreichung einer genügend großen Antriebskraftübertragung großer Druck nur auf einen einzigen Kontaktpunkt aufgebracht, so unterliegt die Welle des Triebteils in einer Richtung einer großen, ungleichmäßigen Biegebeanspruchung, was letztlich in einer ungleichmäßigen übertragung der Antriebskraft resultiert.With such conventional change gears 18Bt you can not achieve a reliable power transmission, if not the drive part and the driven rotating part are pressed against one another with the application of considerable pressure, namely because friction Conclusion or frictional contact is given in both parts only at a single point. Such a large contact pressure has one correspondingly high wear of both parts in frictional contact result. Will help achieve a sufficient large driving force transmission large pressure applied only to a single contact point, the shaft is subject to the Drive part in one direction of a large, uneven bending stress, which ultimately results in an uneven Transmission of the driving force results.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Wechselgetriebe zur stufenlosen Drehzahländerung zur Verfugung zu stellen, das eine gleichmäßige Kraftübertragung sicherstellt und zudem über eine relativ einfache Konstruktion verfügt.It is therefore the object of the invention to provide a change gear for continuously variable speed change available, the one ensures even power transmission and also via a has a relatively simple construction.
Diese Aufgabe wird bei einem Wechselgetriebe laut Oberbegriff des Anspruches 1 erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnendeThis object is achieved according to the invention in a change gear according to the preamble of claim 1 by its characterizing
Dipl-lng Heinz Lessei. Uipl -Ing Otto Flügel. Patentanwälte D-B München Bt. Cosimastraße 81 Dipl-lng Heinz Lessei. Uipl -Ing Otto wing. Patent attorneys DB Munich Bt. Cosimastraße 81
KUBOTA LTD;KUBOTA LTD;
Merkmale gelöst.Features solved.
Dazu umfaßt das erfindungsgemäße Wechselgetriebe ein Antriebskegelrad zur übertragung der Motorkraft, eine Vielzahl von angetriebenen, jeweils mit dem Antriebskegelrad in Eingriff befindliche Kegelräder, wobei sich die Drehachsen aller angetriebenen Kegelräder an einem Punkt kreuzen, Triebteile, von denen je eines für jedes der angetriebenen Kegelräder vorgesehen, zusammen mit diesem drehbar ist und eine Reibungsfläche zur Kraftübertragung aufweist, eine koaxial zu dem Antriebskegelrad gelagerte Antriebswelle, und zwar in Verlängerung des antreibenden Wellenstumpfes ein und derselben dazu gemeinsamen Achse, ein mittels einer Keilverbindung an der Antriebswelle befestigtes angetriebenes Drehteil, dessen umlaufende Reibunpsflächen zur Kraftübertragung mit den Reibungsflächen des AntriebsdrehteiIs bzw. Triebteils in Angriff sind, wobei die Angriffslage an den Reibungsflächen der Antriebsdrehteile geändert werden kann, und eine Andrück- bzw. Anpreßvorrichtunp:, um die Antriebsdrehteile an den angetriebenen Drehteilen zu halten.For this purpose, the change gear according to the invention comprises a drive bevel gear for transmitting the engine power, a plurality of driven, bevel gears engaged with the drive bevel gear, the axes of rotation of all driven ones Cross bevel gears at one point, drive parts, one of which is provided for each of the driven bevel gears, is rotatable together with this and has a friction surface for power transmission, a drive shaft mounted coaxially to the drive bevel gear, in extension of the driving shaft stub one and the same common to it Axis, a driven rotating part fastened to the drive shaft by means of a spline connection, its circumferential friction surfaces for power transmission with the friction surfaces of the drive rotating part or drive part are in attack, the attack position changed on the friction surfaces of the rotary drive parts can be, and an Andrück- or Anpreßvorrichtunp: to the drive rotating parts to the driven rotating parts keep.
Durch Anordnung einer Vielzahl von Triebteilen, die zur Kraftübertragung mit einem angetriebenen Drehteil in Angriff gehalten werden, wird die auf die zur Kraftübertragung dienenden Kontaktpunkte entfallende Antriebskraft geringer, und somit der Abtrieb wie demzufolge auch der Verluste an bei der Kraftübertragung bei einem stufenlos ablaufenden Geschwindigkeitswechsel reduziert.By arranging a large number of drive parts that are used for power transmission are held in attack with a driven rotating part, which is used for power transmission Driving force omitted from contact points is lower, and thus the Downforce and consequently also the losses in power transmission reduced with a stepless speed change.
Eine an einer Vielzahl von einzelnen Angriffspunkten des angetriebenen Drehteils stattfindende Kraftübertragung trägt gleich· zeitig zu einem besseren Lastausgleich bei, das heißt, daß die große, ungleiche Biegebeanspruchung, der die Welle des angetriebenen Drehteils nach der konventionellen Bauweise, d.h. mitOne at a large number of individual points of application of the driven one The power transmission taking place in the rotating part also contributes early on to a better load balancing, that is, that the large, unequal bending stress, which the shaft of the driven Turned part according to the conventional design, i.e. with
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Oipi-lny Heinz Lesser. Dipl -Ing Otto Flügel. Patentanwälte D-B München 81. CosimastraAe 81 Oipi-lny Heinz Lesser. Dipl -Ing Otto Flügel. Patent attorneys DB Munich 81. CosimastraAe 81
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einer Kräftübertragung nur an einem einzigen Kontaktpunkt, in einer Richtung unterliegt, kleiner und dadurch eine gleichmäßige Kraftübertragung ermöglicht wird.a power transmission only at a single contact point, in is subject to one direction, is smaller and thereby enables a uniform power transmission.
Durch Verteilung der Antriebskraft auf eine Vielzahl von fJbertragungslinien, die durch Anordnung einer entsprechenden Anzahl von angetriebenen Kegelrädern geschaffen wird, wobei sich jedes j dieser Kegelräder mit einem gemeinsamen Antriebskegelrad in Angriff bzw. Reibkontakt befindet, läßt sich eine einfache und kompakte Bauweise verwirklichen. IBy distributing the driving force to a large number of transmission lines, which are established by arranging a corresponding number is created by driven bevel gears, each j of these bevel gears is in engagement or frictional contact with a common drive bevel gear, can be a simple and Realize compact design. I.
Nichtzuletzt gilt es, die durch Reibung stattfindende Kraftübertragung von den Triebteilen auf die angetriebenen Teile sicherzustellen.Last but not least, there is the force transmission from the drive parts to the driven parts, which takes place through friction to ensure.
Zu diesem Zweck sieht die Erfindung einen Nockenmechanismus vor, der die Triebteile während der Drehung der angetriebenen Kegelräder bei einem zur Drehzahl proportionalen Anpressungsdruck an die angetriebenen Teile drückt.To this end, the invention provides a cam mechanism, the drive parts during the rotation of the driven bevel gears at a contact pressure proportional to the speed pushes the driven parts.
Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Appropriate refinements and developments of the invention are characterized in the subclaims.
Es folgt die Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen, in einen Traktor einzubauenden Wechsel-' getriebe in Zusammenhang mit den in der Zeichnung dargestellten Figuren. Es zeigt:Some preferred embodiments are described below an inventive, to be installed in a tractor interchangeable ' transmission in connection with the figures shown in the drawing. It shows:
Figur 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Wechsel getriebe, das in einen Traktor eingebaut ist, wobei einige nicht relevante Teile nicht abgebildet sind.Figure 1 shows a longitudinal section through an inventive change transmission built into a tractor with some non-relevant parts not shown.
Figur 2 einu vergrößerte Ansicht eines erfindungswesentliohen Abschnitts,FIG. 2 shows an enlarged view of an essential part of the invention Section,
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29S020829S0208
Dipl Ing Heinz I pwih Oipl-Ing OtIo Flügel. Patentanwälte D-β München 81. Coslmastrafle 81 Dipl Ing Heinz I pwih Oipl-Ing OtIo wing. Patent Attorneys D-β Munich 81. Coslmastrafle 81
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Figur 3 eine Ansicht eines Abschnittes an der Linie III-III von Fig. 2 undFigure 3 is a view of a section on the line III-III of Fig. 2 and
In dem abgebildeten übersetzungsbereich eines Traktors wird das Drehmoment eines Motors E über eine Hauptkupplung 1 an eine Hauptantriebswelle 2 abgegeben und über ein Hauptwechselgetriebe 3 und ein Umlaufuntersetzungsgetriebe 4 auf eine Hohlwelle 5 übertragen. Ea sei angenommen, da9 die Antriebskraft normalerweise noch von der Hohlwelle 5 über ein Hilfs-Wschselgetriebe (nicht abgebildet) auf eine Getriebehohlwelle R zu übertragen ist. Nach dem Hi Ifs-Wechselgetriebe wird die Antriebs kraft von der Getriebehohlwelle 6 über ein Differential (nicht abgebildet) einerseits auf die hinteren Räderachsen (nicht abgebildet) und andererseits über eine Getriebewelle 8, die in dem untersten Bereich des Getriebegehäuses 7 gelagert ist, auf die vorderen Räderachsen (nicht abgebildet) übertragen.In the illustrated transmission range of a tractor the torque of an engine E is output via a main clutch 1 to a main drive shaft 2 and transmitted to a hollow shaft 5 via a main change gear 3 and an epicyclic reduction gear 4. Assume that Ea is the driving force normally still from the hollow shaft 5 to a hollow shaft R via an auxiliary alternating gear (not shown) is transferred. After the Hi Ifs change gearbox, the drive force from the gearbox hollow shaft 6 via a differential (not shown) on the one hand to the rear wheel axles (not shown) and on the other hand via a transmission shaft 8, which is in the lowest area of the gear housing 7 is mounted on the transfer the front wheel axles (not shown).
Weiterhin sei angenommen, obwohl nicht abgebildet, daB sich die Hauptantriebswelle 2 zur Rückseite des Getriebegehäuses 7 ausdehnt, um die Antriebskraft von deren rückwärtigem Ende, normalerweise über ein weiteres Wechselgetriebe, zu einer Zapfwelle zu übertragen.Furthermore, it is assumed, although not shown, that the Main drive shaft 2 expands to the rear of the transmission housing 7 in order to transmit the driving force from the rear end thereof, normally via a further change gearbox, to a power take-off shaft.
In Figur 1 bezeichnet Ziffer 9 eine hydraulische Pumpe zum Betreiben eines AnLriebszylinders für einen Hubarm (nicht abgebildet), wobei das in dem Getriebegehäuse 7 enthaltende Getriebeöl als hydraulisches Medium dient.In FIG. 1, numeral 9 designates a hydraulic pump for operating a drive cylinder for a lifting arm (not shown), the transmission oil contained in the transmission housing 7 serving as the hydraulic medium.
Betrachtet man das Haupt-Wechselgetriebe 3 in Bezug auf die Figuren 2 und 3, so wird die Antriebskraft von der Hauptantriebswelle 2 zu einer Antriebswelle 11 und über ein Antriebs-,Looking at the main change gear 3 in relation to the Figures 2 and 3, the drive force from the main drive shaft 2 to a drive shaft 11 and via a drive,
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kegel- oder -tellerrad 13 weiter auf die drei angetriebenen Kegel- oder Tellerräder 12a, 12b, 12c übertragen, die so angeordnet sind, daB deren Achsen an einem Punkt zusammentreffen. Zusammen mit diesen Kegelrädern- 12a, 12b, 12c sind jeweils Triebteile 14a, 14b, 14c frei drehbar, jedoch relativ zu den Kegelrädern axial verschiebbar angeordnet, deren sich drehende Randflächen F für eine Kraftübertragung durch Reibkontakt bzw. Reibungsschluß ausgelegt sind. Die Triebteile 14a, 14b, 14c sind im Allgemeinen in Tor- oder Portalform angeordnet, und in dem durch diese Teile festgelegten Raum ist eine Antriebswelle 15 gelagert, die koaxial zu dem Antriebskegelrad 13 verläuft, und zwar in Verlängerung sin und derselben dazu gemeinsamen Achse, wobei ein angetriebenes Drehteil 16 mittels einer Keilverbindung an der Abtriebewelle 15 befestigt ist. Die Reib* flSche am Umfang des angetriebenen Drehteils 16 steht zur Kraftübertragung in Reibkontakt bzw. Angriff mit den dazugehörigen Reibflächen F der Triebteile 14a, 14b, 14c, wobei die Angriffslage an den Reibflächen F jeweils in deren radialer Richtung geändert werden kann.bevel or ring gear 13 continue to the three driven Bevel gears or ring gears 12a, 12b, 12c, which are arranged so that their axes meet at one point. Together with these bevel gears 12a, 12b, 12c each drive parts 14a, 14b, 14c are freely rotatable, but relative to the Bevel gears arranged to be axially displaceable, the rotating edge surfaces F of which for power transmission through frictional contact or Frictional engagement are designed. The drive parts 14a, 14b, 14c are generally arranged in a gate or portal shape, and in the space defined by these parts is a drive shaft 15 mounted, which is coaxial with the drive bevel gear 13, namely in extension sin and the same common thereto Axis, a driven rotating part 16 being fastened to the output shaft 15 by means of a spline connection. The friction * FlSche on the circumference of the driven rotating part 16 is in frictional contact or engagement with the associated power transmission Friction surfaces F of the drive parts 14a, 14b, 14c, the attack position on the friction surfaces F in their radial direction can be changed.
Das Triebteil 14a der drei Triebteile IaBt beispielsweise erkennen, daß in den sich drehenden Randflächen dieser Triebteile, und zwar auf der der Reibfläche F entgegengesetzt liegenden Seite und in der sich drehenden, ebenfalls zu der Reibfläche F entgegengesetzt liegenden Randfläche des angetriebenen Kegelrads 12a jeweils löffel- bzw. muldenförmige, zueinander ausrichtbare Paare von Vertiefungen 17 und 10, vorzugsweise drei oder mehrere Paare, ausgebildet sind, wobei in die Aushöhlung jeder Vertiefung 1B eine Kugel 19 eingepaßt ist· Die Vertiefung 17 auf der Seite des Triebteils 14a weist eine konische Form auf und bildet auf diese Weise die als Kugel-Nocken-fiechanisrnus 20 konstruierte Anpreßvorrichtung, durchThe drive part 14a of the three drive parts can be seen, for example, that in the rotating edge surfaces of these drive parts, namely on the side opposite to the friction surface F and in the rotating edge surface of the driven one, which is also opposite to the friction surface F Bevel gear 12a each spoon-shaped or trough-shaped, mutually alignable pairs of recesses 17 and 10, preferably three or more pairs, are formed with a ball 19 fitted in the cavity of each recess 1B Depression 17 on the side of the drive part 14a has a conical shape and in this way forms the pressing device constructed as a ball-cam fiechanisrnus 20
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Oipl Ing Heinz I esset Dipt-Ing Otto Flügel. Patentanwälte 0-8 München 81. CosimastraBe 81 Oipl Ing Heinz I esset Dipt-Ing Otto wing. Patent Attorneys 0-8 Munich 81. CosimastraBe 81
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die das Triebteil 14a, während das angetriebene Kegelrad 12a gedreht wird, mit großer Druckkraft gegen das angetriebene Dreh teil 16 gepreßt wird. Mit Hilfe dieser Nockenfunktion ist die Kraft, mit der das Triebteil gegen das in eine bestimmte Angriffslage gebrachte angetriebene Drehteil 16 gedruckt wird, proportional zum Antriebsdrehmoment des Triebteils 14a, das heiBt, daß der Anpreßungsdruck mit dem Drehmoment steigt. Auf diese Weise läßt sich eine sichere übertragung der Antriebskraft erzielen. Der Kugel-Nocken-Mechanismus 2Π, der vorstehend nur in Zusammenhang mit dem Triebteil 14a und dem dazugehörigen angetriebenen Kegelrad 12a erläutert ist, ist in gleicher Weise für jedes Paar von Vertiefungen der anderen Triebteile 14b, 14c und angetriebenen Kegelräder 12b, 12c vorgesehen. Diese Konstruktion ermöglicht eine stufenlose übertragung der Antriebskraft von den angetriebenen Kegelrädern 12a, 12b, 12c auf die Abtriebswelle 15, indem die unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeit, die je nach Einstellung in radialer Richtung an den Triebteilun 14a, 14b, 14c gegeben ist. Jede Vertiefung 17 kann neben der bereits erwähnten konischen Form in Umfangsrichtung auch eine längliche bzw. ausgedehnte Form aufweisen, womit im Wesentlichen dieselbe Wirkung erzielt wird.which the driving part 14a, while the driven bevel gear 12a is rotated, with a large pressing force against the driven rotation part 16 is pressed. With the help of this cam function, the Force with which the drive part against that in a certain attack position Brought driven rotary part 16 is printed, proportional to the drive torque of the drive part 14a, the This means that the contact pressure increases with the torque. on In this way, a safe transmission of the driving force can be achieved achieve. The ball-and-cam mechanism 2Π, the foregoing only in connection with the drive part 14a and the associated one driven bevel gear 12a is explained in the same way for each pair of recesses of the other drive parts 14b, 14c and driven bevel gears 12b, 12c are provided. This construction enables a stepless transmission of the driving force from the driven bevel gears 12a, 12b, 12c to the output shaft 15 by the different peripheral speed, which is given depending on the setting in the radial direction on the drive parts 14a, 14b, 14c. Every depression 17 can in addition to the already mentioned conical shape in the circumferential direction also have an elongated or extended shape, with which essentially the same effect is achieved.
Ziffer 21 bezsichnet Druckfedern, die die Triebteile 14a, 14b, 14c jeweils mit dem angetriebenen Drehteil 16 in Kontakt halten Figur 4 zeigt drei Paare von angetriebenen Kegelrädern 12a, 12b 12c und die Triebteile 14a, 14b, 14c in einer alternativen Anordnung, das heißt, daß die Drehachsen dieser drei Räderpaare in diesem Fall unter Einhaltung eines Winkels, der größer ist als ein rechter Winkel, voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei die Triebteile 14a, 14b, 14c zur sicheren Einstellung und Beibehaltung der Lage des angetriebenen Drehteils 16 und auch zur Unterdrückung von Verlagerungen der Achse des TeiIs 16 dienen.Numeral 21 denotes compression springs that drive the drive parts 14a, 14b, 14c each keep in contact with the driven rotary part 16. FIG. 4 shows three pairs of driven bevel gears 12a, 12b 12c and the drive parts 14a, 14b, 14c in an alternative arrangement, that is, the axes of rotation of these three pairs of wheels in this case, while maintaining an angle which is greater than a right angle, arranged at a distance from one another are, the drive parts 14a, 14b, 14c for safe setting and maintaining the position of the driven rotary part 16 and also serve to suppress displacements of the axis of part 16.
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Was den Nockenmechanismus 20 betrifft, so ist dieser nicht ausschließlich auf die hierin beschriebene Ausführung in Form eines Kugelnockens beschränkt, sondern kann auch in alternativen AusführungsFormen angewendet werden, so zum Beispiel in Form eines Zapfens, der einstückig entweder mit den angetriebenen Kegelrädern 12a, 12b, 12c oder den Triebteilen 14a, 14b, 14c ausgebildet und so ausgelegt ist, daß er in die jeweiligen Vertiefungen des Gegenstückes paßt und auf diese Weise eine Nockenfunktion bewirkt, die ähnlich der hier beschriebenen ist.As for the cam mechanism 20, it is not limited to the form described herein a ball cam, but can also be used in alternative embodiments, for example in Form of a pin that is integral with either the driven Bevel gears 12a, 12b, 12c or the drive parts 14a, 14b, 14c and is designed so that it is in the respective Wells of the counterpart fits and in this way causes a cam function similar to that described here is.
An dieser Stelle sei noch angemerkt, daß sich die Erfindung keineswegs nur auf ein Haupt-Wechselgetriebe eines Traktors beschränkt, sondern sehr gut auch für andere Wechselgetriebe, Anwendung finden kann.At this point it should be noted that the invention is by no means limited to a main change-speed gearbox of a tractor limited, but can also be used very well for other gearboxes.
Kurz zusammengefaßt, bezieht sich die Erfindung also auf ein Wechselgetriebe, das eine stufenlose Drehzahländerung ermöglicht, indem durch eine Verschiebung eines angetriebenen Orehteils die Angriffslage an einer Vielzahl von Triebteilen geändert wird, die zum Zwecke der Kraftübertragung mit den angetriebenen Drehteilen in Reibkontakt bzw. Angriff stehen. Durch Anordnung einer Vielzahl von Triebteilen, die sich mit einem gemeinsam angetriebenen Drehteil in Reibkontakt befinden, wird eine gleichmäßige und zuverlässige übertragung der Antriebskraft gewährleistet.Briefly summarized, the invention relates to a change gearbox that enables a continuously variable speed change, by shifting a driven Orehteils the attack position on a variety of drive parts is changed for the purpose of power transmission with the driven Turned parts are in frictional contact or attack. By arranging a large number of drive parts that deal with a jointly driven rotating part are in frictional contact, a uniform and reliable transmission of the drive force is achieved guaranteed.
DQ0027/0725DQ0027 / 0725
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| FR2444859A1 (en) | 1980-07-18 |
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| CA1108888A (en) | 1981-09-15 |
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| GB2038430A (en) | 1980-07-23 |
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