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Antriebskette für ein variables Übersetzungsgetriebe
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebskette für
ein variables Übersetzungsgetriebe.
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Bei einem Übersetzungsgetriebe mit variierbarer Geschwindigkeit,
wie es beispielsweise aus US-PS 4 046 023 bekannt ist, ist jeweils eine Übersetzungsrolle
fest auf jeder von zwei parallel zueinander angeordneten Wellen angebracht.
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Jede Übersetzungsrolle hat zwei konische Flächen, um zwischen diesen
eine endlose Antriebskette aufnehmen zu können, die die beiden Wellen über die Übersetzungsrollen
in einem Übersetzungsverhältnis zueinander verbindet. Der Abstand zwischen den konischen
Flächen jeder der Übersetzungsrollen kann variiert werden, um das Übersetzungsverhältnis
zwischen den beiden Wellen zu verändern.
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Obgleich viele verschiedene Typen von Antriebsketten bekannt sind,
ist eine der am meisten praktikablen und wirksamsten von einem Typ, der in US-PS
2 550 431 (L. E. Shaw) gezeigt ist. Diese Antriebskette ist aus starren Gliedern
zusammengesetzt und enthält abwechselnd äußere und innere Glieder, welche drehbar
miteinander durch Drehbolzen verbunden sind, um eine endlose Kette zu bilden. Die
Enden der Drehbolzen stehen über die Glieder hinaus, um ein Eingreifen zum Antreiben
mit den gleichmäßig konischen Flächen der beiden Übersetzungsrollen zu ermöglichen,
die auf entsprechenden Wellen des betreffenden Übersetzungsgetriebes angebracht
sind.
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-Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber
den bekannten Antriebsketten verbesserte Antriebskette zu schaffen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Antriebskette für ein Übersetzungsgetriebe
mit veränderbarer Geschwindigkeit vorgesehen, das zwei in einem Abstand voneinander
angeordnete Übersetzungsrollen mit konischen Flächen zum Aufnehmen der Antriebskette
hat, wobei die Kette eine Vielzahl von
Gliedern aufweist, die drehbar
in einer Ende-an-Ende-Anordnung mittels Drehverbindungen miteinander verbunden sind,
welche auf einer Teilkreislinie liegen. Die durch die Erfindung erreichbare Verbesserung
besteht u.a. in Antriebsbolzen, die in zumindest einigen Gliedern der Kette angeordnet
sind und Stirnflächen zum Eingriff in Wände der Übersetzungsroilen haben. Ein derartiger
Antriebsbolzen ragt durch die Glieder längs einer Achse hindurch, die von der Teilkreislinie
einen Abstand aufweist, um ein Kraftmoment zu schaffen, das einer relativen Verdrehung
zwischen -den Gliedern bei den Drehverbindungen entgegenwirkt.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer, Ausführungsbeispiele
für die Erfindung betreffender Figuren im einzelnen erläutert.
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Fig. 1 zeigt eine Draufsicht einer Antriebskette gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der Antriebskette gemäß Fig. 1.
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Fig. 3 zeigt eine Frontansicht der Antriebskette gemäß Fig. 1, wobei
der Antriebseingriff mit den gleichmäßig konischen Wänden einer der tibersetzungsrollen
eines Übersetzungsgetriebes dargestellt ist.
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Fig. 4 zeigt einen Mittenschnitt, der zwischen den Wänden der Übersetzungsrollen
verläuft und die Teilkreislinie und eine Antriebslinie der Antriebskette gemäß den
Figuren 1 bis 3 darstellt.
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Fig. 5 zeigt eine Ansicht wie Fig. 3, jedoch von einer Antriebskette
gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel entsprechend der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 6 zeigt eine Ansicht wie Fig. 4, wobei die Teilkreislinie und
die Antriebslinie der Antriebskette gemäß Fig. 5 dargestellt sind.
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Fig. 7 zeigt eine Teilansicht eines Teils der Antriebskette gemäß
den Figuren 1 bis 4 längs einer Ebene zwischen End-Sicherungsscheiben; ebenso sind
einander benachbarte Gruppen von Gliedern im Eingriff mit einer Übersetzungsrolle
dargestellt.
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Fig; 8 zeigt eine Teilansicht eines Teils der Antriebskette gemäß
den Figuren 5 u. 6 längs einer Ebene zwischen End-Sicherungsscheiben; ebenso sind
Gruppen von Gliedern in einem Antriebseingriff mit einer Übersetzungsrolle dargestellt.
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Fig. 9 zeigt eine Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels für
eine Antriebskette, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
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Fig. 10 zeigt eine Seitenansicht der Antriebskette gemäß Fig. 9.
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Fig. 11 zeigt eine Frontansicht der Antriebskette gemäß Fig 9, wobei
der Antriebseingriff mit den gleichmäßi g konischen Wänden einer der Übersetzungsrollen
eines Übersetzungsgetriebes veranschaulicht ist.
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Fig. 1 zeigt, wie bereits erläutert, eine Draufsicht eines ersten
Ausführungsbeispiels einer Antriebskette gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Antriebskette
10 hat sich abwechselnde Gruppen 12 und 14 von Gliedern, die durch Drehbolzen 16
drehbar miteinander verbunden sind. Jede erste Gruppe 12 besteht aus identischen
Gliedern 12a, 12b, 12c, 12d u. 12e. Jede zweite Gruppe 14 besteht aus Gliedern 14a,
14b, 14c u. 14d, die identisch sind und den Gliedern der ersten Gruppe 12 gleichen.
Die Glieder der ersten Gruppe 12
greifen an jedem ihrer Enden mit
den Gliedern der benachbarten Gruppen 14 ineinander. Die Glieder der Gruppe 14 greifen
an jedem ihrer Enden mit den Gliedern der benachbarten Gruppen 12 ineinander.
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Jedes Glied aus beiden Gruppen hat allgemein eine dreieckige Gestalt,
wobei die Ecken verrundet sind. Zum Zwecke der Verdeutlichung ist die allgemein
dreieckige Form gleichschenklig dargestellt, wobei jeweils eine Basis 18 und zwei
gleiche Seiten 20, 22 vorhanden sind. An einer der unteren Ecken der Glieder ist
jeweils ein Loch 24 vorgesehen. An den jeweils anderen unteren Ecken der Glieder
sind Löcher 26, die die gleiche Größe wie die Löcher 24 haben, vorgesehen. Ein wesentlich
größeres Loch 28 ist jeweils an der Spitze der dreieckförmigen Glieder vorgesehen.
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Von den Löchern 26 in den Gliedern der ersten Gruppen 12 und ebenso
von den Löchern 24 in den Gliedern der zweiten Gruppen 14 werden die Drehbolzen
16 aufgenommen. Ein anderer Drehbolzen 16 wird von den Löchern in Gliedern der letzten
Gruppe 14 und ebenfalls von den Löchern 24 der Glieder der nächsten benachbarten
Gruppe 12 aufgenommen.
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Die Drehbolzen 16 haben in den Löchern 24 und 26 der Glieder der Gruppen
12 und 14 einen losen Sitz und werden in den Löchern durch Sicherungsscheiben 30
gehalten, die an den betreffenden Enden der Drehbolzen befestigt sind. Daraus ergibt
sich, daß die Glieder der Gruppen 12 und 14 in abwechselnder Reihenfolge durch die
Drehbolzen 76, die jeweils eine zentrale Längsachse A, die die Drehachsen definieren,
aufweisen, drehbar miteinander verbunden sind. Die drehbare Verbindung zweier benachbarter
Gruppen von Gliedern mit den Drehbolzen definiert eine Drehverbindung. Obwohl die
Drehverbindungen, wie sie oben beschrieben wurden, bevorzugt werden, können die
Glieder der benachbarten Gruppen 12 und 14 durch andere Drehverbindungen drehbar
miteinander verbunden werden, wie sie beispielsweise in US-PS 3 742 776 oder US-PS
3 661 025 beschrieben sind. Die Getriebe-
antriebskette, nämlich
die Antriebskette 10, ist, wie in Fig. 4 gezeigt, endlos.
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Eine Linie, die die zentralen Längsachsen A der Drehbolzen 16 - wie
in Fig. 2 gezeigt - miteinander verbindet, stellt eine Teilkreislinie P durch die
Drehbolzen dar. Die Teilkreislinie P nimmt die Form einer Schleife in der gezeigten
endlosen Antriebskette 10 ein, vergl. Fig. 4.
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Von den Löchern 28 der Glieder in jeder Gruppe 12 und 14 der Antriebskette
werden Antriebsbolzen 32, die längs zentraten Längsachsen B verlaufen, aufgenommen.
Jeder der Antriebsbolzen 32 wird in einer Gruppe von Gliedern durch Elemente oder
Sicherungssch.eiben 34 gehalten, die an den sic-h gegenüberliegenden Enden des Antriebsbolzens
befestigt sind. Die Längsachse B des Antriebsbolzens, die sich durch jedes der Glieder
erstreckt, liegt auf einer weiteren Achse C, die senkrecht. auf einem Abschnitt
der Teilkreislinie P steht und diesen Abschnitt, der sich zwischen den beiden Drehbolzen
16 erstreckt und durch jedes Glied verläuft, in zwei gleiche Teile zerschneidet,
wie in Fig. 2 gezeigt ist.
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Die Längsachsen B liegen ebenfalls auf einer Antriebslinie D, die
für die gezeigte Antriebskette die Form einer Schleife einnimmt, vergl. Fig. 4.
Die Antriebsbolzen könnten in einer alternativen Anordnung in einem losen Sitz von
Lagerbüchsen aufgenommen werden, die in die Löcher 28 gepreßt sind.
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Die Antriebskette 10 wird von einer Übersetzungsrolle 36, die auf
einer Eingangswelle 38 eines Übersetzungsgetriebes (schematisch dargestellt und
mit 40 bezeichnet) angebracht ist, und von einer gleichen weiteren Übersetzungsrolle
42, die auf einer Ausgangswelle 44 des Übersetzungsgetriebes angebracht ist, aufgenommen.
Wie in Fig. 3 gezeigt hat jede [ibersetzungsrolle einander gegenüberstehende Wände
45a, 45b, die jeweils gleichmäßig konische Innenseiten 45c aufweisen, welche von
einem Teil von konischen Stirnflächen
46 der Antriebsbolzen 32
berührt werden. Die Übersetzungsrollen werden durch Kräfte F (durch einen Mechanismus
in dem Übersetzungsgetriebe, der nicht gezeigt ist) gegeneinander gedrückt, um die
Kette in an sich bekannter Weise, wie in US-PS 4 046 023 offenbart, gespannt zu
halten.
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In der Antriebskette 10 des Ausführungsbeispiels für die vorliegende
Erfindung gemäß Fig. 1 - 4 einschließlich verläuft die Antriebslinie D außerhalb
der Teilkreislinie P, vergl. Fig. 4. In einer Antriebskette 100 als ein weiteres
Ausführungsbeispiel für die Erfindung gemäß Fig. 5 u. Fig.
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6 verläuft die Antriebslinie D innerhalb der Teilkreislinie P, vergl.
Fig. 6.
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In Fig. 7 sind einander benachbarte Glieder von Gruppen 12 u. 14 gezeigt,
bei denen die Antriebsbolzen 32 mit den Wänden einer der Antriebsrollen, von der
die Antriebs kette aufgenommen ist, im Eingriff stehen. Es ist erkennbar, daß die
Achsen C der einander benachbarten Gruppen nicht parallel zueinander verlaufen,
sondern vielmehr, sie sie sich radial nach innen erstrecken, zusammenlaufen. Nachdem
die Drehbolzen 16 radial nach innen von den Antriebsbolzen 32 entfernt sind, haben
die Antriebsbolzen einen größeren Abstand auf der Antriebslinie D als die Drehbolzen
auf der Teilkreislinie P.
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Einander benachbarte Gruppen 12 u. 14 von Gliedern der Antriebskette
100 (die identisch mit den Gruppen 12 u. 14 der Antriebskette 10 sein können) sind
in Fig. 8 gezeigt, wobei der Antriebsbolzen 32 im Eingriff mit den Wänden einer
dtr Übersetzungsrollen, von der die Kette aufgenommen ist, steht. Bei der Antriebskette
100 laufen die Achsen C der benachbarten Gruppen 12 u. 14 so, wie sie sich nach
innen erstrecken, ebenfalls zusammen, und nachdem die Drehbolzen 16 in diesem Ausführungsbeispiel
radial nach außen von den Antriebsbolzen 32 entfernt sind., sind die Antriebsbolzen
weniger weit voneinander als die Drehbolzen ent-
fernt. Das bedeutet,
daß unter der Vorraussetzung, daß die Glieder der Gruppen 12 u. 14 und die Antriebsbolzen
32 der Antriebsketten 10 u. 100 jeweils gleich lang sind und die Antriebsbolzen
32 der Antriebskette 100 die Wände der Übersetzungsrollen im gleichen Abstand von
der Mitte der Übersetzungsrollen wie die Antriebsbolzen 32 der Antriebskette 10
berühren, die Antriebskette 10 kürzer als die Antriebskette 100 gemäß Fig. 8 sein
muß. Es ist jedoch erkennbar, daß unter diesen Umständen mehr Antriebsbolzen der
Antriebskette 100 mit den Übersetzungsrollen im Eingriff stehen als Antriebsbolzen
bei der Antriebskette 10. Obgleich der zusätzliche Eingriff von Antriebsbolzen bei
der Antriebskette 100 vorteilhaft ist, besteht die Auffassung, daß die Anordnung
für die Antriebskette 10 einer geringeren Verdrehung während des Betriebes ausgesetzt
ist und deswegen die zu bevorzugende Ausführungsform ist.
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In anderen Hinsichten ist die Antriebskette 100 gemäß Fig.
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5 u. Fig. 6 identisch'mit der Antriebskette 10 gemäß Fig. 1 - 4. Tatsächlich
kann die Antriebskette jedes der Ausführungsbeispiele ausgetauscht werden und als
Antriebskette (mit einer Änderung der Länge, falls die Antriebsbolzen die Übersetzungsrollen
in gleichem Abstand von deren Mitte berühren sollen) für das jeweils andere Ausführungsbeispiel
verwendet werden. In beiden Ausführungsbeispielen für die Erfindung weist die Antriebslinie
D einen Abstand von der Teilkreislinie P auf.
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Ein anderes Ausführungsbeispiel für die Erfindung ist in den Figuren
9, 10 u; 11 gezeigt. Eine Antriebskette 200 in Fig. 9 hat zwei unterschiedliche
Gruppen von Gliedern, nämlich Gruppen 212 und Gruppen 214, die einander abwechsel
nd drehbar miteinander in einer endlosen Schleife verbunden sind. Die Glieder beider
Gruppen sind mit den Gliedern der Gruppen 12 und 14, wie sie zuvor beschrieben wurden,
identisch. Jedes Glied jeder Gruppe nimmt einen Drehbolzen 216 an seinen unteren
Ecken und einen Antriebsbolzen 232 an
seiner Spitze auf. Die Glieder
212a, 212b, 212c, 212d der Gruppe 212 werden festgekoppelt von den Drehbolzen 216
in einer mit Abständen versehenen Anordnung aufgenommen. Ein Paar von Gliedern,
nämlich 212a, 212b, der Gruppe 212 auf einer Seite des Drehbolzens 216 nimmt zwischen
sich zwei Glieder, nämlich 214a, 214b, der Gruppe 214 auf, die in einem losen Sitz
auf dem Drehbolzen 216 angebracht sind.
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Das andere Paar von Gliedern, nämlich 212c, 212d der Gruppe 212 am
anderen Ende des Drehbolzens 216 nimmt zwischen sich die anderen Glieder, nämlich
214c, 214d, der Gruppe 214 auf, die ebenfalls im losen Sitz auf dem Drehbolzen 216
angebracht sind. Die Antriebsbolzen 232 werden von den Gliedern beider Gruppen in
einem losen Sitz zum Zwecke einer axialen und drehenden Bewegung darin aufgenommen.
In der Mitte des Antriebsbolzens ist zwischen den Gliedern 212b und 212c ein Element
oder eine Sicherungsscheibe 234 befestigt. Diese Sicherungsscheiben begrenzen somit
die axiale Bewegung der Antriebsbolzen 232, die in beiden der Glieder der Gruppe
212 und der Glieder der Gruppe 214 durch Eingriff der Sicherungsscheiben mit den
Gliedern 212b oder 212c aufgenommen werden.
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In einer typischen Antriebskette aus dem Stand der Technik (wie beispielsweise
in US-PS 2 550 431 gezeigt) wird der Antriebseingriff mit den Übersetzungsrollen
auf der Teilkreislinie durch die Drehbolzen der Antriebskette vorgenommen. In der
Anordnung gemäß dem Stand der Technik und in jeder Anordnung, bei der die Antriebsbolzen
auf der Teilkreislinie angeordnet sind, ist die Größe der Antriebsbolzen begrenzt.
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Nachdem zwei oder mehr Drehbolzen jedes Gliedes auf der Teilkreislinie
vorgesehen sein müssen, können die Drehbolzen nicht so groß wie ein einzelner Antriebsbolzen,
so wie der Antriebsbolzen 32, sein, der in einer Position auf dem Glied sitzt, die
von der Teilkreislinie einen Abstand aufweist. In den drei Ausführungsbeispielen,
die hierin
offenbart sind, ist der Durchmesser des Antriebsbolzens
wesentlich größer als der Durchmesser der Drehbolzen (beinahe 50% größer in den
gezeigten Ausführungsbeispielen). Bei einer gegebenen Antriebsketten-Teilkreisgröße
und unter der Voraussetzung größerer Antriebsbolzen können größere axiale Kräfte
auf die Bolzenenden durch die Wände der Übersetzungsrollen ausgeübt werden, ohne
daß dabei die Oberflächenberührungs-Belastungsgrenze (Hertz-Belastungsgrenze) überschritten
würde, wodurch eine höhere Übertragungskraft zulässig ist.
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Ein weiterer Vorteil der Anordnung der Antriebsbolzen gemäß der vorliegenden
Erfindung, der aus dem Abstand zwischen den Antriebsbolzen und der Teilkreislinie
entsteht, ist in der zusätzlichen Stabilität der Antriebskette zu erblicken.
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Wenn nämlich die Antriebsbolzen auf der Teilkreislinle angeordnet
wären, würde eine Verdrehung der Antriebskette um jene Linie während des Betriebes
eintreten (die in- kleinen Zunahmen bei jeder Drehverbindung auftritt). So wie sich
die zunehmende Verdrehung zwischen benachbarten Gruppen von Gliedern während des
Betriebes summiert, können die Antriebsbolzen zwischen den Übersetzungsrollen schiefgestellt
werd.en, was zu einem schlechten Eingriff mit den Wänden der Übersetzungsrollen
und damit zu einem Kraftverlust führt.
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Mit der offenbarten verbesserten Anordnung der Antriebsbolzen sind
diese mit einem Abstand oberhalb oder unterhalb von den Drehbolzen angordnet. Die
Drehbolzen sind die potentielle Quelle für die sich summierende Verdrehung, und
kraft dieser Anordnung in einem Abstand dienen die Antriebsbolzen dazu, die Antriebskette
gegen ein Verdrehung derart zu halten, wie es kein Antriebsbolzen oder keine Antriebsbolzen,
die auf der Teilkreislinie säßen, könnten. Das bedeutet, daß, wenn die Antriebskette
von Anfang an ohne ein Verdrehung eingebaut ist, die Verdrehung voraussichtlicht
am Anfang kleiner in einer Antriebskette gemäß der n vorliegenden Erfindung ist,
als es bei einer Antriebskette
der Fall ist, bei der die Antriebsbolzen
auf der Teilkreislinie sitzen. Obgleich sich die Glieder seitlich auf den Antriebsbolzen
verschieben können, weil Abstände zwischen den Gliedern und den Sicherungsscheiben
34 (oder 234) vorhanden sind, verringern die Antriebsbolzen die Tendenz zu einer
Verdrehung zwischen den Gruppen 12 und 14 (oder den Gruppen 212 u. 214) von Gliedern
bei den Drehverbindungen, die durch die Drehbolzen 16 definiert sind.
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Obwohl jede Gruppe von Gliedern in der Antriebskette gemäß der vorliegenden
Erfindung weniger als zwei Glieder in einer Seite-an-Seite-Anordung aufweisen kann,
wird es bevorzugt, mehr Glieder zu verwenden, wie dies in den Ausführungsbeispielen
in Fig. 1, Fig. 5 u. Fig. 9 gezeigt ist.
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Obgleich das beste Verfahren zur Verwirklichung der Erfindung betrachtet
wurde, wie es hier gezeigt und beschrieben ist, ist ersichtlich, daß Änderungen
und Variationen ausgeführt werden können, ohne daß dabei der allgemeine Erfindungsgedanke
verlassen werden müßte.
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