DE3331223A1 - Gangschaltanordnung fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents
Gangschaltanordnung fuer ein kraftfahrzeugInfo
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Description
1 ? 7 Fuji Jukogyo K.K.
Gangschaltanordnung für ein Kraftfahrzeug
Priorität: 31. August 1982 Japan 57-151366
Die Erfindung betrifft eine GangschaLtanordnung für ein
Kraftfahrzeug mit einer automatischen Pu L verkupp Lung, wie
einer elektromagnetischen Kupplung, und insbesondere eine
Anordnung, die es ermöglicht, daß die Gangschaltung durch
Schalten eines Schalthebels in gerader Linie betätigt wird.
Eine elektromagnetische Kupplung für ein Kraftfahrzeug enthält
ein ringförmiges Antriebsorgan, das an der Kurbelwelle
des Motors befestigt ist, eine MagnetisierungsspuIe, die
in dem Antriebsorgan vorgesehen ist, ein Abtriebsorgan,
das an einer Eingangswelle des Getriebes befestigt ist,
wobei ein Spalt zu dem Antriebsorgan frei bleibt, und einen Schalthebel zum Wechseln der Gänge in dem Getriebe. Der
Schalthebel ist mit einem kippbaren Griff und Schaltern
versehen. Der Griff wird in bezug auf den Schalthebel durch
eine Kraft gekippt, die durch die Hand des Fahrers ausgeübt
wird, wenn der Schalthebel geschaltet wird. Die Schalter
werden durch den Griff zum Regeln des durch die Magnetisierungsspule
fließenden elektrischen Stroms betätigt. Wenn
das Gaspedal niedergedrückt wird, steigt der durch die Spule
fließende Kupplungsstrom an. Das Magnetpulver wird in dem Spalt zwischen dem Antriebsorgan und dem Abtriebsorgan angesammelt,
so -daß das Abtriebsorgan mit dem Antriebsorgan
gekuppelt wird. Auf diese Weise kann das Kraftfahrzeug glatt
gestartet werden, indem das Gaspedal beim Schlüpfen der Kupplung niedergedrückt wird. Eine solche Anordnung ist
beispielsweise in der JP-OS 56-60733 offenbart.
Heutzutage sind viele Kraftfahrzeuge mit Vierganggetrieben
ausgestattet. Der Schalthebel muß demnach längs eines H-förmigen
Schaltungsmusters für die Vorwärtsfahrt geschaltet
werden. Obwohl, in einem solchen Kraftfahrzeug keine Kupp-LungspedaLbetätigung
erforderlich ist, muß der Fahrer dennoch komplexe Schalthebelbetätigungen ausführen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Gangschaltanordnung
eines Getriebes mit einer elektromagnetischen
Kupplung zu schaffen, bei dem vier Vorwärtszahnradsät ze des
Getriebes durch Schalten eines Schalthebels in gerader Linie
geschaltet werden, wodurch die Schalthebelbetätigung sehr
vereinfach wird.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist somit mit einer elektrischen
Betätigungseinrichtung zum Betätigen einer Wählvorrichtung,
um zwei Zahnradsätze aus vier Zahnradsätzen auszuwählen, sowie mit einer Regelschaltung versehen, die
auf die Signale anspricht, die durch Schalter zum Betätigen der elektrischen Betätigungseinrichtung angelegt werden.
Durch Betätigen des Schalthebels kommt somit einer der beiden
Zahnradsätze, der durch die Wählvorrichtung ausgewählt ist,
in Eingriff mit der Ausgangswelle des Getriebes zum übertragen
der Leistung des Motors auf die Antriebsräder.
Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben,
in der sind
Fig. 1 ein schematischer Schnitt eines Getriebes mit einer
EIektromagnetpu I verkupp lung, die bei der Anordnung
der Erfindung verwendet wird,
Fig. 1a eine Darstellung eines Gangschaltmusters in dem
Getriebe der Fig. 1,
Fig. 2 eine Darstellung einer; Schalthebels und eines Teils
Fig. 2 eine Darstellung einer; Schalthebels und eines Teils
der Schalteinrichtung,
Fig. 3 ein Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 2 ,
Fig. 3 ein Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 2 ,
BAD ORIGtNAL
Fiq. 4 ein Schnitt Längs der Linie IV-IV der Fig. 3 und
ein Blockschaltbild einer elektrischen Regelanordnung,
Fig. 5 ein Schaltbild einer elektrischen Regelschaltung
in der Anordnung der Erfindung,
Fig. 6 ein Blockschaltbild der Anordnung,
Fig. 7 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen
der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Antriebsdrehmoment
und
Fig. 8 eine graphische Darstellung der Änderung des Kupplungsstroms
in der Anordnung.
In Fig. 1 , die ein Getriebe zeigt, bei dem die Erfindung angewendet wird, ist eine Elektromagnetpulverkupplung allgemein
mit 1 bezeichnet. Ein Vierganggetriebe 2 steht in
Wirkungsverbindung mit der Kupplung 1 , die wiederum mit
einer Enduntersetzungsvorrichtung 3 verbunden ist.
Die Elektromagnetpulverkupplung 1 ist in einem Kupplungsgehäuse
vorgesehen und enthält eine Antriebsplatte 5, die
an dem Ende der Kurbelwelle 4 des (nicht dargestellten) Verbrennungsmotors befestigt ist, ein ringförmiges Antriebsorgan 7, das an der Antriebsplatte 5 befestigt ist, eine
Kupplungsspule 6, die in dem Antriebsorgan 7 vorgesehen ist, und ein Abtriebsorgan 9, das durch eine Keilverzahnung
an einer Eingangswelle 8 des Getriebes 2 befestigt ist,
wobei ein Spalt 10 zu .dem Antriebsorgan 7 frei bleibt. Pulver
aus magnetischem Material ist in einer Pulverkammer 11 vorgesehen
und der Spalt 10 kann mit dem Pulver gefüllt werden. Eine Kappe 12 ist an dem Antriebsorgan 7 befestigt. Die
Kappe 12 hat einen zylindrischen Teil koaxial mit der Eingangswelle
8, auf dem Schleifringe 13 befestigt sind. Die
Schleifringe i3 sind mit der Spule 6 durch Leitungen verbunden
und Bürsten 14 werden gegen die Schleifringe 13 gedruckt.
Bei dieser Ausbildung drehen sich die AntriebspLatte 5 und
das Antriebsorgan 7 zusammen mit der KurbeLwelLe 4 und das
in der Pulverkammer 11 eingeschlossene Magnetpulver wird
zu der Innenfläche des Antriebsorgans 7 durch Zentrifugalkraft
gezogen. Wenn die Spule 6 erregt wird, wird das Antriebsorgang
7 magnetisiert, um einen Magnetfluß zu erzeugen,
der durch das Abtriebsorgan 9 fließt. Das Pulver wird somit
in dem Spalt 10 angesammelt, so daß die Leistung des Motors auf die Eingangswelle 8 über die Kupplung übertragen wird.
In dem Getriebe 2 sind Zahn radsätze für den ersten bis vierten
Gang vorgesehen. Gemäß der Erfindung sind der Zahnradsatz
des zweiten Gangs und der Zahnradsatz "des vierten Gangs
nebeneinander angeord.net und der Zahnradsatz des ersten
Gangs und der Zahnradsatz des dritten Gangs sind nebeneinander angeordnet. Der Zahnradsatz des zweiten Gangs enthält
ein Antriebszahnrad 16a, das. auf der Eingangswelle 8 gebildet
ist, und ein Abtriebszahnrad 16b, das mit dem Antriebszahnrad
16a in Eingriff ist und drehbar auf der Ausgangswelle 15
befestigt ist. Der Zahnradsatz des vierten Gangs enthält ein Antriebszahnrad 17a und ein Abtriebszahnrad 17b, das
drehbar auf der Ausgangswelle 15 befestigt ist. Zwischen
den Abtriebszahnrädern 16b und 17b ist eine Synchronisierungsvorrichtung 18 auf der Ausgangswelle 15 angebracht, um wahlweise
die Abtriebszahnräder 16b und 17b mit der Ausgangswelle
15 in Eingriff zu bringen. In gleicher Weise enthält der Zahnradsatz des ersten Gangs ein Antriebszahnrad 19a, und
ein Abtriebszahnrad 19b liegt neben dem Zahnradsatz "des
dritten Gangs, der ein Antriebszahnrad 20a und ein Abtriebszahnrad 20b enthält. Eine Synchronisierungsvorrichtung 21
ist zwischen, den Abtriebszahnrädern 19b und 20b vorgesehen.
Der Zahnradsatz des zweiten Gangs und der Zahnradsatz des
ersten Gangs sind an derselben Seite der Synchronisierungsvorrichtungen
18 und 21 angeordnet und der Zahnradsatz des dritten Gangs und der Zahnradsatz des vierten Gangs
sind an der gegenüberliegenden Seite der jeweiligen Synchronisierungsvorrichtung
angeordnet.
-V-
Ein RCi c kwa r t sa nt r i ebs za hn rad 22a ist auf der Ei ngangswe L L e
8 gebildet und ein Abtriebszahnrad 22b ist auf einer Seite
einer Hülse der Synchronisierungsvorrichtung 21 gebildet.
Ein Leerlaufzahnrad 22c kann in Eingriff mit den Zahnrädern
22a und 22b für den Rückwärtsantrieb kommen. Ein Parkzahnrad
23 ist an einem Ende der Ausgangswelle 15 gebildet, um die.
AntriebsIeistungsübertragungsanordnung während des Parkens
des Fahrzeugs zu sperren.
Das Gangschaltmuster des Getriebes ist in Fig. 1a gezeigt,
wobei L1 und L _, Stellungen des ersten und des zweiten Gangs
zeigen. H, und H, zeigen Stellungen des dritten und des
vierten Gangs. N ist die Leer I aufste I lung, P ist die Parkstellung
und R ist die Rückwärtsgangstellung.
An einem Ende der Ausgangswelle 15 ist des weiteren ein
Ausgangszahn rad 24 vorgesehen, das in ein Ringzahnrad 25
eines Differentials 26 der Enduntersetzungsvorrichtung 3
eingreift, um die Ausgangsleistung der Ausgangswelle 15
auf die Antriebsräder über die Räderwellen 27 und 28 zu
übertragen.
Gemäß Fig. 2 ist ei τ Schalthebel 30 drehbar durch eine Welle
32 in einem KonsoIengehäuse 31 gehalten, um in gerader Linie
in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs geschaltet zu werden.
Ein T-förmiger Griff 33 ist an einem oberen Teil des Schalthebels 30 angebracht und ein Ende eines Betätigungsstabs
34 ist mit einem unteren Teil des Schalthebels-durch einen
Stift verbunden. An dem· anderen Ende des Betätigungsstabs
34 ist eine Gabel 46 befestigt, deren Aussparung 46a in
Eingriff mit einem Arm 44a des Wählhebels 44 der elektrischen Wählvorrichtung 36 in einem Gehäuse 35 ist.
Gemäß Fig. 2 bis 4 enthält ate elektrische Wählvorrichtung
36 eine vertikale gleitbare Wählwelle 40, einen Wählhebel
und eine elektrische Betätigungseinrichtung 43. Die
WähLweLLe 40 ist mit einem seitlich vorragenden Stift
41 versehen, der gteitbar in Eingriff mit einer vertikalen
Führungsnut 42 ist, um die Wählwelle zu führen. Der Wählhebel 44 ist drehbar an der Wählwelle 40 angebracht und
durch obere und untere Sprengringe 45 gehalten, die in Eingriff mit der Wählwelle 4C sind. Die elektrische Betätigungs*
einrichtung 43 enthält einen Schrittmotor 51, eine Schnecke 50, die ander Welle des Schrittmotors befestigt ist, ein
Schneckenrad 50a, das an einer Drehwelle 49 befestigt ist,
und ein Ritzel 48, das an der Welle 49 befestigt ist. Das Ritzel 48 greift in eine Zahnstange 47 ein, die an der Welle
40 an deren oberen Teil gebildet ist. Die Drehung der Schnecke
50 durch den Schrittmotor 51 verursacht somit, daß die Welle 40 und der Wählhebel 44 sich axial bewegen. Die Aussparung
46a hat eine ausreichende axiale Länge, um den Eingriff mit dem Arm 44a während der axialen Bewegung der Welle 40
aufrechtzuerhalten.
Ein weiterer Arm 44b des Wählhebels 44 ist so ausgebildet, daß er wahlweise in Eingriff mit einer der Gabeln 37b, 38b
und 39b der Schaltarme 37a, 38a und 39a kommt. Die Schaltarme sind jeweils an S cha Itschienen 37, 38 und 39 befestigt
und sind vertikal so angeordnet, daß sie wahlweise und wirksam in Eingriff mit dem Arm 44b in der Leerlaufstellung
kommen. Die Schaltschiene 37 gehört zu dem ersten und dritten Gang (L.., H^) und ist so ausgebildet,
daß sie die Synchronisiervorrichtung 21 mit einer
(nicht dargestellten) Gabel betätigt. Die Schaltschiene
38 ist für den zweiten und vierten Gang (L_, H.) bestimmt und ist so ausgebildet, daß sie die Synchronisiervorrichtung
18 betätigt. Die S cha Itschiene 39 ist für das Rückwärtszahnrad
22c und das Parkzahnrad 23 vorgesehen.
Gemäß Fig. 2 und 4 sind ein Rückwärts- und Par k wähl τ, c halter
55 und ein 1.-3.-Gangwählschaltf>r 56 an dem Griff
33 angebracht. Ein Leerlaufschalter 57 ist unter dem
Schalthebel 30 vorgesehen, um in der Leerlaufstellung des
Schalthebels einzuschalten. Die Anordnung ist des weiteren
mit einem Geschwindigkeitsschalter 58 versehen, der einschaltet,
wenn sich das Kraftfahrzeug bewegt. Diese Schalter
55 bis 58 sind elektrisch mit einer Regelschaltung 59 zum Betätigen des Schrittmotors 51 verbunden. Der Rückwärts-
und Parkwählschalter 55 wird ausgeschaltet, wenn der Knopf
des Schalters an dem Griff manuell betätigt wird, und der
1.-3.-Gangwählschalter 56 wird bei seiner Betätigung
eingeschaltet.
Wenn gemäß Fig. 5 das Kraftfahrzeug sich- in Ruhe
befindet, ist der Geschwindigkeitsschalter 58 ausgeschaltet
und der Leerlaufstellungsschalter 57 ist eingeschaltet,
so daß sich der Ausgang eines ODER-Verknüpfungsglieds 63
auf einem hohen Pegel befindet und der Ausgang eines Inverters 60 sich auf einem hohen Pegel befindet. Wenn demgemäß
der Rückwärts- und Parkwäh I scha 11er 55 zum Ausschalten betätigt
wird, werden alle Eingänge eines UND-Verknüpfungsglieds
61 hochpegelig und dessen Ausgang wird hochpegelig. Der
hochpegelige Ausgang des UND-Verknüpfungsglieds 61 wird
zu einer (nicht dargestellten) Treiberstufe gesandt, die
ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von dem Eingangssignal
erzeugt, so daß der Schrittmotor 51 in Abhängigkeit von
dem Ausgangssignal· der Treiberstufe betätigt wird, um die
Welle 40 zu bewegen. Die axiale Bewegung der Welle 40 bewirkt,
daß der Wählarm 44b in Eingriff mit' der Gabel 39b
des Schaltarms 39a kommt. Wenn somit der Schalthebel 30 in die L- oder Η-Stellung-geschaltet wird, wird ein Rückwärtszahnrad-
oder Parkzahnradeingriff ausgeführt.
Wenn die Schalter 55 und 5 6 nicht betätigt werden, ist ein
Ausgangs eines Inverters 65 hochpegelig, so daß alle Eingänge
eines UND-Verknüpfungsglieds 66 hochpegelig sind.
Ein hochpegeliges Ausgangssignal des UND-Verknüpfungsglieds
66 wird somit an die Eingänge der UND-VerknüpfungsgIieder
67 und 68 angelegt. Das UND-Verknüpfungsglied 67 erzeugt
- y-
somit ein Ausgangssignal, das den Schrittmotor 51 betätigt,
um den Schaltarm 4 4b mit der Gabel 38b in Eingriff zu bringen. Wenn demgemäß der Schalthebel 30 in die L-Stellung geschaltet
wird, kommt das Abtriebzahnrad 16b des zweiten Gangs in
Eingriff mit der Ausgangswelle 15 über die Synchronisiervorrichtung
18, und wenn der Schalthebel 30 in die H-Stellung geschaltet wird, greift das Zahnrad.des vierten Gangs ein.
Wenn der 1.-3.-GangwähIschaIter 56 betätigt wird,
um in die Kontakte einzugreifen, wird der Ausgang eines
Inverter,. 69 hochpegelig. Der Ausgang des UND-Verknüpfungsglieds
68 wird somit hochpegelig, was bewirkt, daß der Schaltarm
44b mit der Gabel 37b für den ersten und den dritten
Gang in Eingriff konimt.
Gemäß der Erfindung wird das übersetzungsverhältnis des
Zahnradsatzes des zweiten Gangs ausgewählt, um ein ausreichendes
Drehmoment zum Starten des Kraftfahrzeugs zu erzeugen.
Die Übersetzungsverhältnisse des zweiten und des vierten
Gangs sind so ausgewählt, daß das Kräftfahrzeug nur durch
den zweiten und vierten Gang auf ebenen Straßen gefahren
werden kann. Andererseits sind der erste und der dritte Gang so ausgebiIdet,. daß ein ausreichendes Drehmoment erhalten
wird, um das Kraftfahrzeug an Steigungen zu fahren. Das
Kraftfahrzeug kann somit durch Schalten des Schalthebels
in gerader Linie gefahren werden.
Fig. 7 zeigt die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit
und dem Drehmoment in den vier Gängen. Um zu ermöglichen, daß das Getriebe das Kraftfahrzeug in zwei Gängen
antreibt, sind die Übersetzungsverhältnisse des ersten und
des zweiten Gangs (L1, L?) etwa einander gleich und
sind die Übersetzungsverhältnisse des dritten und des vierten
Gangs (H-,, H^) angenähert, wie dies die graphische Darstellung
zeigt. Der- U η t er r, c h i c d ζ w ι s c: h e η d on Übersetzungsverhältnissen von zwei Gängen ist andererseits merklich groß.
Ein solcher großer Unterschied des Übersetzungsverhältnisses
BAD ORIGINAL
verursacht einen starken Stoß, wenn die KuppLung sehr schneLL einrückt. DeshaLb ist bei der Anordnung die KuppLung so
ausgebildet, daß sie allmählich mit einem TeiLeinrücken einrückt.
Fig. 6 zeigt eine KuppLungsstromregelanordnung zum Erzeugen
einer TeiLeinrückperiode in der KuppLungseinruckperiode.
Die Anordnung enthäLt einen ZündimpuLsgenerator 75, einen
SchaLthebeLschaLter 7 6, einen GaspedaLschaLter 77, einen
FahrzeuggeschwindigkeitsschaLter 58 und eine RegeLschaLtung
78. Die RegeLschaLtung 78 arbeitet ansprechend auf die daran
angeLegten EingangssignaLe und regeLt einen durch die SpuLe
6 fLießenden KuppLungsstrom. Der KuppLungsstrom ändert sich
schrittweise; wie Fig. 8 zeigt. Wenn der SchaLthebeL 30
geschaLtet wird, fLießt der KuppLungsstrom in umgekehrter
Richtung, um das Antriebsorgan 7 in die entgegengesetzte
PoLarität zu magnetisieren, um den Restmagnetismus zu entfernen.
Nachdem der SchaLthebeL geschaLtet worden ist, fLießt
ein niedriger KuppLungsstrom durch die SpuLe zum Erzeugen
eines TeiLeinrückensfür eine reLativ Lange Zeit. Danach
fließt ein Nennstrom, um die KuppLung voLLständig-einzurücken.
Aus der vorangehenden Beschreibung ergibt sich, daß die
Erfindung eine Gangs cha Lt anordnung für ein Kraftfahrzeug
mit einer automatischen KuppLung ergibt, durch weLche Zahnräder
in einem Getriebe durch Schalten eines Schalthebels
in gerader Linie geschaLtet werden können, wodurch die Betätigung
des SchaLthebeLs sehr vereinfacht wird.
Leerseite
Claims (8)
- Patentansprüchea.J Gangs cha L tano rdnung für ein Kraftfahrzeug mit einer utomatisehen Kupplung una einem Getriebe mit vier Vorwärtszahnradsätzen, die in zwei Niedriggangzahnräder und zwei Hochgangzahnräder aufgeteilt sind,
gekennzeichnet durcheine erste Synchronisiervorrichtung zum wahlweisen Eingriff eines der Niedriggangzahnräder und eines der Hochgangzahnräder mit einer Ausgangswelle des Getriebes,eine zweite Synchronisiervorrichtung zum wahlweisen Eingriff des anderen Niedriggangzahnrads und des anderen Hochgangzahnrads mit der Ausgangswelle,eine erste Verschiebeeinrichtung zum Betätigen der ersten Synchronisiervorrichtung,eine zweite Verschiebeeinrichtung zum Betätigen der zweiten Synchronisiervorri chtung,einen Wählhebel, der so ausgebildet ist, daß er in eine der ersten oder zweiten Verschiebeeinrichtungen eingreift,einen von Hand betätigten Schalthebel,Einrichtungen zum übertragen des Schaltens des Schalthebels auf den Wählhebel zum Verschieben einer der Verschiebeeinrichtungen,eine elektrische Wählvorrichtung zum Betätigen der Wählhebeleinrichtung zum Eingriff in oinp der Verschiebeeinrichtungen,SchaLteinrichtungen zum Erzeugen von Signalen, die ein Auswählen einer der Synchronisiervorrichtungen darstellen,undRegelschaltungseinrichtungen, die auf die Signale zum Betätigen der elektrischen Wählvorrichtung ansprechen, um eine der Synchronisiervorrichtungen auszuwählen. - 2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß jedes der zwei Niedriggangzahnräder ein übersetzungsverhältnis aufweist, das ein ausreichendes Drehmoment zum Starten des Motors erzeugt.
- 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Kupplung eine elektromagnetische Kupplung ist.
- 4 . Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Kupplung eine Elektromagnetpulverkupplung ist.
- 5. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß jede der ersten und zweiten Verschiebeeinrichtungen eine Schaltschiene, die in Wirkungsverbindung mit einer entsprechenden Synchronisiervorrichtung steht, und einen Schaltarm aufweist, der an der Schaltschiene befestigt ist und eine Gabel aufweist, die so ausgebildet ist, daß sie in ein Ende des Wählhebels eingreift, und daß die Getriebeeinrichtung einen Betätigungsstab, der in Wirkungsverbindung mit dem Schalthebel an dessen einem Ende steht-, und eine Gabel aufweist, die an dem Betätigungsstab an dessen anderem Ende befestigt und in Eingriff mit dem anderen Ende des Wähl hebe Is ist.
- 6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Wählvorrichtung eine gleitbare Wählwelle, die in drehbarem Eingriff mit dem Wählhebel an einer Achse des Wählhebels ist, und eine elektrische Betätigungsvorrichtung zum axialen Gleiten der Wählwelle aufweist, wobei der Wähl hebel in die Wählwelle eingreift, um durch die Wählwe!. Ie axial bewegt zu werden.
- 7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung Schalter enthält, die an dem Schalthebel befestigt sind.
- 8. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Rege I scha I teinrichtung einen logischen Kreis enthält, der auf die Signale zum Erzeugen von Ausgangssignalen zum Betätigen der elektrischen Wählvorrichtung anspricht.BAD ORIGINAL
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JP (1) | JPS5940047A (de) |
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