DE3141271C2 - Driving speed-dependent switching device - Google Patents
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Abstract
Fahrgeschwindigkeitsabhängige Schaltvorrichtung in einem Kraftfahrzeuggetriebe, die eine Sicherung oder zumindest eine wesentliche Erschwerung dagegen enthält, daß beim Zurückschalten bei zu hoher Fahrgeschwindigkeit der Motor überdreht wird. Ein Stößel (3), der mit Federkraft in eine die Umschaltung der Gänge bewirkende Schaltwelle (1) gedrückt wird, wird zusätzlich von einem Kolben (5) eines Druckzylinders (6) beaufschlagt, wenn der von der Drehzahl der Abtriebswelle (12) abhängige Druck ein vorgegebenes Maß überschreitet und damit ein Wegeventil (7) auf Durchfluß umschaltet, wodurch ein Druckmittel zum Druckzylinder (6) fließt und der Kolben (5) mit wesentlich erhöhter Kraft gegen den Stößel (3) gedrückt wird.Driving speed-dependent switching device in a motor vehicle transmission, which contains a safety device or at least a substantial impediment against the fact that the engine is over-revved when downshifting when the driving speed is too high. A plunger (3), which is pressed by spring force into a shift shaft (1) that switches the gears, is additionally acted upon by a piston (5) of a pressure cylinder (6) when the pressure, which is dependent on the speed of the output shaft (12) exceeds a predetermined level and thus switches a directional valve (7) to flow, whereby a pressure medium flows to the pressure cylinder (6) and the piston (5) is pressed with significantly increased force against the plunger (3).
Description
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Diese Erfindung betrifft eine fahrgeschwindigkeitsabhängige Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.This invention relates to a vehicle speed-dependent switching device according to the preamble of FIG Claim 1.
Ein Kraftfahrzeuggetriebe mit Doppel-H-Schaltung mit einer Vorrichtung zur Verhinderung von Fehlschaltungen bei der Gruppenumschaltung ist durch die DE-A motor vehicle transmission with double H shifting with a device for preventing incorrect shifting when switching between groups, the DE-
65 AS 26 53 263 bekannt Es sind darin nicht näher beschriebene Rastmittel angeführt die die jeweilige Bereichsgruppe Fixieren. Eine Sicherung oder zumindest eine wesentliche Erschwerung dagegen, daß beim Zurückschalten bei zu hoher Fahrgeschwindigkeit der Motor überdreht wird, ist hier nicht vorgesehen. 65 AS 26 53 263 known There are not described locking means listed therein that fix the respective area group. A safeguard or at least a substantial impediment to preventing the engine from over-revving when downshifting at too high a driving speed is not provided here.
In der US-PS 20 43 783 ist eine fahrgeschwindigkeitsabhängige Sperrvorrichtung für Kraffahrzeuggetriebe beschrieben. Oberhalb einer bestimmten Geschwindigkeit betätigt hier ein am Abtrieb befestigter Fliehkraftregler über mehrere Hebel eine Sperrstange, die zwischen zwei auf einer Schaltschiene befestigte Anschläge führt und so verhindert, daß beispielsweise über mehr als eine Gasse oder Stufe zurückgeschaltet werden kann. Diese Vorrichtung beinhaltet viele Einzelteile und ist dadurch sehr aufwendig. Es handelt sich hier um eine Sperre und es besteht keine Möglichkeit einer sogenannten Notschaltur.g.In US-PS 20 43 783 is a speed-dependent Locking device for motor vehicle transmission described. Above a certain speed Here, a centrifugal governor attached to the output actuates a locking rod via several levers, which is between leads two stops attached to a shift rail and thus prevents, for example, over more can be switched back as an alley or step. This device contains many individual parts and is therefore very time-consuming. This is a block and there is no possibility of a so-called Emergency switchg.
Eine weitere fahrgeschwindigkeitsabhängige Sperre in einem Kraftfahrzeuggetriebe ist aus der DE-PS 19 46 496 bekannt. Dort wird nicht mit dem Handschhalthebel, sondern mit einem separaten Hebel die Bereichsgruppe über ein Vorsteuerventil umgeschaltet. Bei dieser Schaltung kann der Bediener nicht erkennen, ob die Bereichsgruppe umgeschaltet wurde oder nicht und es ist keine Notschaltung möglich, wenn z. B. die Bremsen versagen.Another speed-dependent lock in a motor vehicle transmission is from DE-PS 19 46 496 known. There the handshift lever is not used, but a separate lever Area group switched over via a pilot valve. With this circuit, the operator cannot see whether the area group has been switched or not and no emergency switching is possible if z. B. the Brakes fail.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine fahrgeschwindigkeitsabnängige Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, die unzulässige Rückschaltungen zusätzlich zu den z. B. die Bereichsgruppe fixierenden Rastmitteln erheblich erschwert und die in Notsituationen ein Zurückschalten unter stark erhöhtem Kraftaufwand erlaubt.The object of the invention is to provide a vehicle speed-dependent Switching device according to the preamble of claim 1 to provide the impermissible downshifts in addition to the z. B. the area group fixing locking means made considerably more difficult and the in In emergency situations, a downshift is allowed with greatly increased effort.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.This object is achieved by the features listed in the characterizing part of claim 1.
Die Erfindung geht aus von bekannten Vorrichtungen in Kraftfahrzeuggetrieben, bei denen beim Zurückschalten ein auf eine Schaltwelle wirkender Widerstand überwunden werden muß. Durch Hinzufügung eines Druckzylinders, dessen Kolben zusätzlich auf den vorgenannten Widerstand drückt, wenn der von der Drehzahl der Abtriebswelle abhängige Steuerdruck ein bestimmtes Maß überschreitet, wird das Rückschalten wesentlich erschwert. Der Widerstand, der aus einem unter Federdruck stehenden Stößel besteht, ist so ausgelegt, daß auch, wenn dieser zusätzlich vom Kolben beaufschlagt wird, mit wesentlich erhöhtem Kraftaufwand noch ein Federweg überwunden und zurückgeschaltet werden kann.The invention is based on known devices in motor vehicle transmissions, in which when downshifting a resistance acting on a switching shaft must be overcome. By adding a Pressure cylinder, the piston of which also presses on the aforementioned resistance when the speed of the cylinder the output shaft dependent control pressure exceeds a certain level, the downshift becomes essential difficult. The resistance, which consists of a spring-loaded plunger, is designed in such a way that that even if this is additionally acted upon by the piston, with significantly increased effort a spring travel can still be overcome and switched back.
Eine Vereinfachung wird durch eine bauliche Einheit von Druckzylinder und mechanischem Widerstand erreicht. A simplification is achieved through a structural unit of pressure cylinder and mechanical resistance.
Der von der Fahrgeschwindigkeit abhängige Steuerdruck zur Umschaltung des Wegeventils wird in kostengünstiger Weise durch ein auf der Abtriebswelle sitzendes Schaufel-Rad, das Flüssigkeit über ein Pitot-Rohr und eine Leitung zum Wegeventil fördert bis der Druck so hoch wird, daß das Wegeventil auf Durchfluß schaltet und so Druckluft die Schaltvorrichtung beaufschlagt.The control pressure for switching the directional control valve, which is dependent on the driving speed, is more cost-effective With a paddle wheel on the output shaft, the liquid flows through a pitot tube and a line to the directional control valve promotes until the pressure is so high that the directional control valve switches to flow and so compressed air is applied to the switching device.
Zur Verbesserung der Schaltsicherheit kann der Steuerdruck einem hydraulischen Druckschalter zugeführt werden, der ein Elektromagnetventil von der Sperr- in die Durchflußstellung schaltet.To improve switching reliability, the control pressure can be fed to a hydraulic pressure switch which switches a solenoid valve from the blocking to the flow position.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht einen elektronischen Impulsgenerator vor, der drehzahlabhängig auf eine elektronische Schaltstufe arbeitet, die ein elektromagnetisch betätigbares Wegeventil umschaltet.A further development of the invention provides an electronic pulse generator that is dependent on the speed an electronic switching stage works, which switches over an electromagnetically actuated directional control valve.
3ί 413ί 41
Die elektronische Schaltstufe hat noch den weiteren Vorteil, daß sie mit geringen Mitteln so ausgelegt werden kann, daß eine Umschaltung bei mehreren Drehzahlen, d. h. entsprechend bei mehreren Impulsfrequenzen, erfolgen kann, da es hierbei nicht ai'f die Höhe des Druckes ankommt, sondern darauf, daß bei einer oder auch mehreren Impulsfrequenzen, die der Abtriebswelle entnommen werden, jeweils ein Schaltimpuls von der Schaltstufe auf die Wicklung des elektromagnetischen Wegeventils gegeben wird und dadurch nur ein Wege- ip ventil erforderlich istThe electronic switching stage also has the further advantage that it can be designed with little resources can that a switch at several speeds, i. H. correspondingly with several pulse frequencies, can take place, since it is not ai'f the amount of pressure that matters, but that with one or also several pulse frequencies that are taken from the output shaft, one switching pulse each from the Switching stage is given to the winding of the electromagnetic directional valve and thus only one way ip valve is required
Der Kolben des Druckzylinders kann auch so ausgelegt werden, daß der durch das Druckmittel betätigte Kolben den gesamten Federweg der Druckfeder überwindet und direkt auf den Stößel drückt Dadurch, daß die Druckfeder nicht mehr auf den Stößel wirkt und damit ausschließlich die vom Druckmittel auf den Kolben wirkende Kraft wird das Bewegen der Schaltwelle Ober eine Stufe so schwer, daß dies praktisch einer Sperre gleicht.The piston of the pressure cylinder can also be designed so that it is actuated by the pressure medium Piston overcomes the entire travel of the compression spring and presses directly on the plunger the compression spring no longer acts on the plunger and thus only that of the pressure medium on the piston acting force is moving the control shaft above a step so difficult that this is practically a lock equals.
Aus der DE-OS 31 23 404 ist eine Schaltsperre bekannt, die im Normalfall, wenn sich das Grundgetriebe in Neutralstellung befindet, als einfache allgemein bekannte Rastierung wirkt. In allen anderen Stellungen des Grundgetriebes, wenn von einer Kraftquelle an den Abtrieb des Getriebes ein Drehmoment übertragen wird, wirkt diese Rastierung als absolute Schaltsperre. Ein von einem Druckmittel beaufschlagter Kolben sperrt über eine Arretiereinrichtung das Verschieben der Schaltstange so, daß keine Schaltung möglich ist. Schaltungen sind also nur zugelassen, wenn sich das Hauptgetriebe in Neutralstellung befindet.From DE-OS 31 23 404 a shift lock is known, which in the normal case when the basic transmission is in the neutral position, acts as a simple, well-known detent. In all other positions of the basic gear when a torque is transmitted from a power source to the output of the gear this detent acts as an absolute shift lock. A piston acted upon by a pressure medium uses a locking device to block the shift rod from being moved in such a way that switching is not possible. Shifts are therefore only permitted when the main transmission is in neutral.
In ähnlicher Weise wirkt auch die Sperreinrichtung der DE-OS 19 43 476. Der Handschalthebel ist über die Schaltstange immer dann gesperrt, wenn sich die Hauptwellenkupplung nicht in einer der Endstellungen befindet.The locking device of DE-OS 19 43 476 acts in a similar way. The manual lever is on the Shift rod always locked when the main shaft coupling is not in one of the end positions is located.
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel mittels Zeichnungen erläutert, und zwar zeigtThe invention is explained below using an exemplary embodiment by means of drawings, namely shows
F i g. 1 schematisch die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung für Bereichsgruppengetriebe,F i g. 1 schematically the switching device according to the invention for range group transmissions,
F i g. 2 ein Geschwindigkeits-Druck-Diagramm, bezogen auf den Gegenstand der Fig. 1,F i g. 2 shows a speed-pressure diagram, based on the object of FIG. 1,
F i g. 3 schematisch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit hydraulischem Druckschalter und elektromagnetisch betätigbarem Wegeventil undF i g. 3 schematically the device according to the invention with hydraulic pressure switch and electromagnetic actuatable directional control valve and
F i g. 4 schematisch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit elektronischem Impulsgenerator und elektronischer Schaltstufe.F i g. 4 schematically the device according to the invention with an electronic pulse generator and an electronic one Switching stage.
In Fig. 1 ist eine Schaltwelle 1 eines Kraftfahrzeuggetriebes dargestellt, die von einem nicht gezeichneten Handschalthebel in Richtung eines Pfeiles 2 bewegt werden kann. Ein Stößel 3 wird von einer Druckfeder 4 gegen die Schaltwelle 1 gedrückt. Die Druckfeder 4 liegt auf ihrer Gegenseite an einem Kolben 5 eines Druckzylinders 6 an. Der Weg des Kolbens 5 wird durch einen ringförmigen Anschlag 26 begrenzt. Ein Wegeventil 7 mit Federrückhub, im Ausführungsbeispiel ein 3/2-Wegeventil, steht über eine Leitung 8 mit dem Druckzylinder 6 und über eine weitere Leitung 9 mit einer Druckquelle 10, im dargestellten Beispiel Luftdruck, in Verbindung. Der zum Umschalten des Wegeventils 7 erforderliche Steuerdruck wird von einem in Flüssigkeit laufenden Rad 11 erzeugt, an dessen Umfang Schaufeln angebracht sind und das auf einer Abtriebswelle 12 des oben genannten Getriebes silzt. Das Rad 11 fördert mit seinen umlaufenden Schaufeln Flüssigkeit über ein zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit offenes Rohr 13, auch Pitot-Rohr genannt und eine daran anschließende Leitung 14 zu einem Steueranschluß 15 des Wegeventils 7.In Fig. 1 is a shift shaft 1 of a motor vehicle transmission shown moving in the direction of an arrow 2 by a manual shift lever (not shown) can be. A plunger 3 is pressed against the selector shaft 1 by a compression spring 4. The compression spring 4 is located on its opposite side to a piston 5 of a pressure cylinder 6. The path of the piston 5 is through a annular stop 26 limited. A directional valve 7 with spring return stroke, in the exemplary embodiment a 3/2-way valve, stands via a line 8 to the pressure cylinder 6 and via a further line 9 to a pressure source 10, in the example shown air pressure, in connection. The one required to switch over the directional control valve 7 Control pressure is generated by a wheel 11 running in liquid, with blades attached to its circumference are and that silzt on an output shaft 12 of the above-mentioned transmission. The wheel 11 promotes with his rotating blades of liquid via a pipe 13 open to the direction of flow of the liquid, also called pitot tube and an adjoining line 14 to a control connection 15 of the directional control valve 7th
In F i g. 2 ist anhand eines Diagrammes dargestellt, in welchem Maße der Steuerdruck ρ in der Leitung 14 bei steigender Drehzahl η zunimmt F i g. 2 enthält Zahlenwerte aus dem praktischen Betrieb eines Bereichsgruppengetriebes. Danach kann also nur bis zu einer Drehzahl der Abtriebswelle 12 von b50 l/min ohne Erschwerung von der oberen (5. bis 8. Gang) in die untere Bereichsgruppe (1. bis 4. Gang) geschaltet werden, da bei höherer Drehzahl der Steuerdruck über 0,5 bar ansteigt, das Wegeventil 7 auf Durchfluß umschaltet und damit, wie weiter unten genauer beschrieben, der Stößel 3 mit einer wesentlich höheren Zusatzkraft eines Druckmittels gegen die Schaltwelle 1 gedrückt wird.In Fig. 2 is a diagram showing the extent to which the control pressure ρ in the line 14 increases with increasing speed η F i g. 2 contains numerical values from the practical operation of a range group transmission. After that, it is only possible to shift from the upper (5th to 8th gear) to the lower range group (1st to 4th gear) up to a speed of the output shaft 12 of b50 l / min, since the control pressure is at a higher speed rises above 0.5 bar, the directional valve 7 switches to flow and thus, as described in more detail below, the plunger 3 is pressed against the switching shaft 1 with a significantly higher additional force of a pressure medium.
Im folgenden wird die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben. Beim Rückschalten von der oberen in die untere Bereichsgruppe wird bei einer Doppel-H-Schaltung über einen nicht gezeichneten Handschalthebel die Schaltwelle 1 in Richtung des Pfeiles 2 bis in die strichpunktiert dargestellte Lage bewegt. Dabei ist ein Widerstand zu überwinden, der im Ausführungsbeispiel aus dem Stößel 3, der Druckfeder 4 und einer Stufe 16 auf der Schaltwelle 1 besieht, im Schaltzustand gemäß Fig. 1, d.h. bei einer Antriebsdrehzahl von bis zu 650 l/min, läßt sich die Schaltwelle 1 relativ leicht in Richtung des Pfeiles 2 schieben, da der Stößel 3 nur gegen den Druck der unbelasteten Druckfeder 4 auf die Stufe 16 der Schaltwelle 1 gebracht werden muß. Wenn die Drehzahl der Abtriebswelle 650 l/min übersteigt, wird der Steuerdruck in der Leitung 14 größer als 0,5 bar, wodurch das Wegeventil 7 auf Durchfluß umgeschaltet wird. Jetzt fließt von der Druckquelle 10 über die Leitung 9, das Wegeventil 7 und die Leitung 8 das Druckmittel zum Druckzylinder 6, dessen Kolben 5. unter Überwindung des größten Teils des Federweges der Druckfeder 4, auf den Stößel den Druck überträgt und damit die Bewegung der Schaltwelle 1 derart erschwert, daß sie nur mit großem Kraftaufwand in Richtung des Pfeiles 2 betätigbar ist.The function of the device according to the invention is described below. When switching back from the upper to the lower range group is in a double-H circuit over a not shown Manual shift lever moves the shift shaft 1 in the direction of arrow 2 to the position shown in phantom. A resistance has to be overcome, which in the exemplary embodiment consists of the plunger 3, the compression spring 4 and a stage 16 on the selector shaft 1, in the switching state according to Fig. 1, i.e. at a drive speed of up to 650 l / min, the selector shaft 1 can be pushed relatively easily in the direction of the arrow 2, since the plunger 3 only has to be brought to step 16 of the shift shaft 1 against the pressure of the unloaded compression spring 4. If the speed of the output shaft exceeds 650 l / min, the control pressure in line 14 is greater than 0.5 bar, whereby the directional control valve 7 is switched to flow. Now overflows from the pressure source 10 the line 9, the directional control valve 7 and the line 8, the pressure medium to the pressure cylinder 6, the piston 5 below Overcoming most of the spring travel of the compression spring 4, on which the plunger transfers the pressure and so that the movement of the selector shaft 1 is so difficult that it is only with great effort in the direction of the Arrow 2 is actuated.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Der Steuerdruck p. dessen Erzeugung anhand der Fig. 1 beschrieben wurde, wird hier auf einen hydraulischen Druckschalter 24 gegeben, e.-r bei einer bestimmten Drehzahl der Abtriebswelle 12 ein Wegeventil 25 elektromagnetisch umschaltet und so, wie oben näher erläutert, den Stößel 3 gegen die Schaltwelle 1 gedrückt wird. In Fig.4 ist eine weitere Möglichkeit der Drehzahlabnahme von der Abtriebswelle 12 zur Gewinnung eines Steuersignals für die Umschaltung eines Wegeventils 17 dargestellt. Ein Impulsgenerator, bestehend aus einer auf der Abtriebswelle 12 befestigten Zahnscheibe als Sender 18 und einen Empfänger 19, leitet die erzeugten Impulse über eine Leitung 20 zu einer elektronischen Schaltstufe 21. Die Schaltstufe 21 gibt bei einer festzulegenden Impulszahl über eine Leitung 22 einen Schaltimpuls an eine Wicklung 23 des Wegeventils 17, das dadurch elektromagnetisch auf Durchfluß umgeschaltet wird und damit wie oben ausführlich beschrieben der Stößel 3 gegen die Schaltwelle 1 gedrückt wird. Die elektronische Schaltstufe ist mit wenig Aufwand so auszulegen, daß die Wirkung der Erschwerung beim Rjckschalten bei mehreren Drehzahlen erzielt werden kann.Fig. 3 shows a further embodiment. The control pressure p. the generation of which was described with reference to FIG. 1, is given here to a hydraulic pressure switch 24, e.-r at a certain speed of the output shaft 12 a directional valve 25 switches over electromagnetically and so, as explained in more detail above, the plunger 3 against the switching shaft 1 is pressed. In FIG. 4, a further possibility of decreasing the speed of the output shaft 12 in order to obtain a control signal for switching over a directional valve 17 is shown. A pulse generator, consisting of a toothed pulley attached to the output shaft 12 as a transmitter 18 and a receiver 19, transmits the generated pulses via a line 20 to an electronic switching stage 21. The switching stage 21 sends a switching impulse via a line 22 to an electronic switching stage when a number of impulses has to be specified Winding 23 of the directional valve 17, which is thereby electromagnetically switched to flow and thus the plunger 3 is pressed against the switching shaft 1, as described in detail above. The electronic switching stage can be designed with little effort so that the effect of making it difficult to shift down can be achieved at several speeds.
Anstatt der dargestellten Stufe 16 an der Schaltwelle 1 können auch Nocken oder Höcker vorgesehen wer-Instead of the step 16 shown on the selector shaft 1, cams or humps can also be provided.
Die Erfindung kann auch bei Getrieben mit mindestens drei Schaltgassen Anwendung finden, insbesondere in Verbindung mit der Ausführung gemäß Fig. 4. Dann sind auf der Schaltwelle entsprechend weitere Stufen vorzusehen.The invention can also be used in transmissions with at least three shift gates, in particular in connection with the version according to Fig. 4. Then there are correspondingly more on the selector shaft To provide steps.
Der Anschlag 26, der im Ausführungsbeispiel ringförmig ausgebildet und an der Innenwand des Druckzylinders befestigt ist, begrenzt den Weg des Kolbens 5 und bewirkt, daß auch bei betätigtem Kolben 5 die dadurch in Richtung zur Schaltwelle 1 gedrückte Feder 4 noch einen Restfederweg hat, so daß es mit erhöhtem Kraftaufwand möglich ist, die Schaltwelle 1 in Richtung des Pfeiles 2 zu bewegen. Wenn der Kolben 5 am Anschlag 26 mit der Kraft des Druckmittels anliegt, wild im Ausführungsbeispiel der Druckzylinder in zwei Teilräume geteilt. Das Druckmittel ist nur auf der Stirnseite des Kolbens 5 wirksam, während auf der anderen Seite der Stößel 3 gegen den Druck der Feder 4 bewegt werden kann.The stop 26, which is ring-shaped in the embodiment and on the inner wall of the printing cylinder is attached, limits the travel of the piston 5 and has the effect that even when the piston 5 is actuated, the thereby in the direction of the selector shaft 1 pressed spring 4 still has a residual spring travel, so that it requires increased effort it is possible to move the selector shaft 1 in the direction of arrow 2. When the piston 5 hits the stop 26 is applied with the force of the pressure medium, wildly in the exemplary embodiment, the pressure cylinder in two sub-spaces divided. The pressure medium is only effective on the face of the piston 5, while on the other side of the The plunger 3 can be moved against the pressure of the spring 4.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch so ausgebildet werden, daß sie praktisch wie eine Sperre wirkt. Unter Weglassung des Anschlags 26 drückt das Fluid den Kolben 5 unmittelbar gegen den Stößel 3, wobei eine Vergrößerung von Druck und/oder Stufe 16 zur Sperre führt, eine Verkleinerung von Druck und/ oder Stufe 16 eine Schaltung mit erhöhtem Kraftaufwand (Notschaltung) ermöglicht.The device according to the invention can also be designed so that it is practically like a lock works. With the stop 26 omitted, the fluid presses the piston 5 directly against the plunger 3, where an increase in pressure and / or level 16 leads to the lock, a decrease in pressure and / or stage 16 enables a shift with increased effort (emergency shift).
Hierzu 2 Blatt ZeichnungFor this 2 sheets of drawing
Claims (6)
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Applications Claiming Priority (1)
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| DE19813141271 DE3141271C2 (en) | 1981-10-17 | 1981-10-17 | Driving speed-dependent switching device |
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Family Applications (1)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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