EP0877151A1 - Ventilkegelstücke - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
- F01L3/10—Connecting springs to valve members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/32—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for rotating lift valves, e.g. to diminish wear
Definitions
- the invention relates to a device for actuating a gas exchange valve Internal combustion engine using non-jamming multi-groove valve cones as connecting elements between the valve stem end and the valve spring plate, in which the actuating forces for the valve movements are initiated immediately.
- valve turning devices In internal combustion engines, the rotation of the valves about their axis during their Opening or closing movements are aimed at to make an uneven, too local Overheating leading to heating of the valve disc and the build-up of Avoid combustion residues on the valve. For a safe rotation of the valves To ensure during operation, valve turning devices are different Types used. However, valve turning devices require additional installation space. For this reason and also for reasons of cost, valve turning devices are only used for Large engines and partly used in truck engines. They come for car engines practically no longer used.
- valve cone pieces seated on the shaft ends have the task of connecting the valve spring plate to the valve in such a way that the valve spring always holds the valve in its required position.
- valve plug pieces there are plug pieces that allow the valve to be rotated and those where the stem is clamped.
- the two halves of the cone piece lie against each other at their parting lines and are thus supported.
- the valve stem end which has several grooves due to the better power transmission and is hardened like the cone pieces itself, is able to rotate within these non-clamping multi-groove cone pieces.
- the rotation of the valves occurs only in the upper speed range, depending on the excitation by the motor; otherwise the friction resulting from the valve spring forces will not be overcome.
- a rotation of the valves is also achieved when clamping cone pieces are used, but the valve rotation only occurs at the highest engine speeds.
- valve rotators As mentioned at the beginning, is out of the question for various reasons.
- the U.S. PS 5,485,815 shows, for example, a poppet valve in which the actuating force is not immediate is introduced into the valve stem end, but in the surrounding end Multi-groove valve cone pieces. It is supported on the outer end faces of the valve cone pieces cap-shaped pressure element while maintaining a free space at the end of the valve stem.
- a rocker arm loads the external one in time with the control provided Surface of the pressure cap and thereby pushes the valve into the open position.
- the conical shape of the valve cone elements means that Actuating force on the valve spring plate, so that the valve spring can be compressed.
- On the surface of the valve plate facing the gas channel are scoop-shaped, aerodynamic guide surfaces arranged at the moment of relief of the Bring the valve plug pieces one valve turn.
- Making a separate one Power transmission element for the introduction of the actuating force directly into the Valve plug is a significant cost factor.
- the known design requires a special design of the valve spring plate to guide the cap-shaped pressure element and keep it in its prescribed position.
- the invention has for its object a device according to the preamble of Claim 1 to be designed so that without the use of special components or by Use of power transmission elements that can be produced at significantly lower cost Valve rotations can be reliably achieved even at low engine speeds.
- the Invention achieves this object by the feature of the characterizing part of claim 1.
- the rocker arms, rocker arms or other cam followers can start their movement immediately transfer the outer end faces of the elongated valve cone pieces without that To touch valve stem end.
- the actuation force and the spring force based on the Grooves in the valve cone pieces evenly even out.
- the frictional force between Valve stem and cone pieces, which are triggered by the spring actuation or from the Motor excitation must be overcome goes to zero. It has been shown that turn the valves sufficiently even at low engine speeds.
- the extended ends of the Valve plug pieces for force introduction are provided with force absorption plates.
- the valve cone pieces on the outer end face an annular, have inner paragraph in which the plates rest.
- valve stem 1 The upper end of a valve stem 1 is designed with three grooves 2, into which inner beads 3 of valve cone pieces 4 engage. Between the beads 3 and the annular grooves 2 there is a sufficient, but not shown game.
- the wedge-shaped or conical outer surfaces of the valve cone pieces create a force-transmitting connection between them and the valve spring plate 5.
- the valve cone pieces 4 are extended beyond the end face or the end 6 of the valve stem.
- the extended ends 7 are provided with an additional inner bead 8, which is located at a distance above the valve stem end 6, so that a force transmission in the valve stem can only take place via the valve cone pieces.
- valve cone pieces 10 according to FIG. 2 have a similar design to that of FIG. 1, but with the difference that the beads 11 located at the extended end continue reach radially inwards and thereby a larger end face 12 for the transmission of Offer actuation forces.
- valve cone pieces 15 enter with their elongated ends Force absorption plate 16, which in circumferential annular paragraphs of the valve cone pieces is laid.
- the actuation forces act on the force absorption plate Valve plug pieces 15.
- valve cone pieces shown in FIGS. 4 and 5 differ from those in FIG. 3 only in that they do not show any force-receiving plates placed in the elongated ends, but rather a force-absorbing cap 21, 25 which, according to FIG. 4, is provided with a flat force-receiving surface 22. 5 is designed with a peripheral edge 26 in order to be able to guide the force transmission element, not shown, for example a rocker arm.
- FIG. 1 An example of use is shown in FIG. The one sitting on the control shaft 30 Cam 31 moves the valve stem 1 over the tappet 32, the power transmission cap 21 and the valve cone pieces 20 against the force of the not shown, on the Valve spring plate 5 acting valve spring downwards.
- valve cone pieces 4 according to FIG. 1 enables inexpensive production, since the existing production facilities can be used for this. It is possible to grind the contact surfaces between the valve cone pieces on the existing machines. In the manufacture of the valve cone pieces 10, the grinding of the separating surfaces is not possible with the machines used for the valve cone pieces which have been customary to date, but the design offers a larger contact surface for power transmission elements.
- the designs of the valve cone pieces according to FIGS. 3, 4 and 5 require the use of platelets or small caps, which require somewhat higher costs for the manufacture and assembly, on the other hand, these elements can be used for valve clearance adjustment, since the manufacture of elements of different thicknesses is easy is possible.
- the solutions according to FIGS. 1 and 2 come primarily into consideration for bucket tappet valve drives.
- FIGS. 3, 4 and 5 are also suitable for rocker arm drives. They also create a simple option for valve clearance adjustment in mechanical valve drives.
- the shaft end caps previously used in particular for rocker arm motors and small valve stem diameters to reduce the pressure can be saved by the invention, because the shaft end pressure is now completely eliminated.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine einrichtung zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Verbrennungskraftmaschine unter Verwendung nicht Klemmender Mehrrillenventilkegelstücke als Verbindungselemente zwischen dem Ventilschaftende und dem Ventilfederteller, in welche die Betätigungskräfte für die Ventilbewegungen unmittelbar eingeleitet werden. Die Ventilkegelstücke (4,10,15,20) zur Aufnahme der Betätigungskräfte über das Ende (6) des Ventilschaftes (1) hinaus verlängert und die verlängerten Enden der Ventilkegelstücke (10) vergrösserte stirnflächen (12) aufweisen. <IMAGE>
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Betätigung eines Gaswechselventils einer
Verbrennungskraftmaschine unter Verwendung nicht klemmender Mehrrillenventilkegelstücke
als Verbindungselemente zwischen dem Ventilschaftende und dem Ventilfederteller, in welche
die Betätigungskräfte für die Ventilbewegungen unmittelbar eingeleitet werden.
Bei Verbrennungsmotoren wird die Drehung der Ventile um ihre Achse während ihrer
Öffnungs- oder Schließbewegungen angestrebt, um eine ungleichmäßige, zu örtlichen
Überhitzungen führende Erwärmung der Ventilteller und den Aufbau von
Verbrennungsrückständen am Ventil zu vermeiden. Um eine sichere Drehung der Ventile
während des Betriebes zu gewährleisten, werden Ventildrehvorrichtungen unterschiedlicher
Bauarten eingesetzt. Ventildrehvorrichtungen benötigen jedoch einen zusätzlichen Einbauraum.
Deshalb und auch aus Kostengründen werden Ventildrehvorrichtungen nur noch bei
Großmotoren und teilweise bei LKW-Motoren eingesetzt. Für PKW-Motoren kommen sie
praktisch nicht mehr zur Anwendung.
Die Kraft zur Ausführung der Ventilbewegungen für die Öffnungs- und Schließvorgänge wird
von den Betätigungselementen üblicherweise auf die Ventilschaftenden übertragen. An den
Schaftenden sitzende Ventilkegelstücke haben die Aufgabe, den Ventilfederteller mit dem
Ventil so zu verbinden, daß die Ventilfeder das Ventil stets in seiner geforderten Stellung hält.
Bei Ventilkegelstücken gibt es ein großes Unterscheidungsmerkmal: Es gibt Kegelstücke, die
eine Drehmöglichkeit des Ventils erlauben und solche, bei denen der Schaft festgeklemmt ist.
Beim "drehenden Kegelstück" liegen die beiden Hälften des Kegelstückes an ihren Trennfugen
aneinander und stützen sich somit ab. Dadurch ist das Ventilschaftende, das wegen der
besseren Kraftübertragung mehrere Rillen besitzt und wie die Kegelstücke selbst gehärtet ist, in
der Lage, sich innerhalb dieser nicht klemmenden Mehrrillenkegelstücke zu drehen. Die
Drehung der Ventile tritt aber abhängig von der Anregung durch den Motor nur im oberen
Drehzahlbereich auf; da die aus den Ventilfederkräften herrührende Reibung sonst nicht
überwunden wird.
Eine Drehung der Ventile wird zwar auch bei der Verwendung von klemmenden Kegelstücken erreicht, die Ventildrehung tritt aber nur bei höchsten Motordrehzahlen auf.
Eine Drehung der Ventile wird zwar auch bei der Verwendung von klemmenden Kegelstücken erreicht, die Ventildrehung tritt aber nur bei höchsten Motordrehzahlen auf.
Von Motorenherstellern wird immer wieder gefordert, die Drehung der Ventile auch im
unteren Drehzahlbereich zu gewährleisten. Eine Verwendung von Ventildrehvorrichtungen
kommt, wie eingangs ausgeführt, aus verschiedenen Gründen nicht in Betracht. Die US-PS
5,485,815 zeigt beispielsweise ein Tellerventil, bei dem die Betätigungskraft nicht unmittelbar
in das Ventilschaftende eingeleitet wird, sondern in das Schaftende umgebende
Mehrrillenventilkegelstücke. Auf den äußeren Stirnflächen der Ventilkegelstücke stützt sich ein
kappenförmiges Druckelement unter Einhaltung eines Freiraums zum Ventilschaftende ab.
Beispielsweise ein Kipphebel belastet im Takt der vorgesehenen Steuerung die äußere
Oberfläche der Druckkappe und drückt dadurch das Ventil in die Öffnungsposition.
Gleichzeitig übertragen die Ventilkegelstücke durch ihre konische Formgebung die
Betätigungskraft auf den Ventilfederteller, so daß die Ventilfeder komprimiert werden kann.
An der dem Gaskanal zuweisenden Oberfläche des Ventiltellers sind schaufelförmige,
aerodynamische Führungsflächen angeordnet, die im Moment einer Entlastung der
Ventilkegelstücke eine Ventildrehung herbeiführen. Die Herstellung eines separaten
Kraftübertragungselements für die Einleitung der Betätigungskraft unmittelbar in die
Ventilkegelstücke ist ein erheblicher Kostenfaktor. Ferner erfordert die bekannte Ausführung
eine Sonderbauweise des Ventilfedertellers, um das kappenförmige Druckelement zu führen
und in seiner vorgeschriebenen Position zu halten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 so zu gestalten, daß ohne den Einsatz besonderer Bauteile oder durch die
Verwendung wesentlich kostengünstiger herstellbarer Kraftübertragungselemente
Ventildrehungen schon bei niedrigen Motordrehzahlen zuverlässig erreicht werden. Die
Erfindung löst diese Aufgabe durch das Merkmal des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.
Die Kipphebel, Schlepphebel oder andere Nockenfolger können ihre Bewegung unmittelbar auf
die äußeren Stirnflächen der verlängerten Ventilkegelstücke übertragen, ohne das
Ventilschaftende zu berühen. Die Betätigungskraft und die Federkraft, bezogen auf den
Rilleneinstich der Ventilkegelstücke, gleichen sich zeitweise aus. Die Reibkraft zwischen
Ventilschaft und Kegelstücken, die durch die Anregung aus der Federbetätigung oder aus der
Motoranregung überwunden werden muß, geht dabei gegen null. Es hat sich gezeigt, daß sich
die Ventile schon bei geringen Motordrehzahlen ausreichend drehen.
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, an den verlängerten Enden der
Ventilkegelstücke eine zusätzliche Innenwulst vorzusehen, wobei zwischen der Wulst und dem
Ventilschaftende jederzeit ein Spiel eingehalten wird. Dadurch erhalten die Endflächen an den
verlängerten Enden der Ventilkegelstücke eine zusätzliche Vergrößerung, ohne die Herstellung
grundsätzlich zu ändern. Die Fertigung dieser Kegelstücke kann mit den bisherigen
Einrichtungen ausgeführt werden, ohne aufwendige Änderungen an diesen vornehmen zu
müssen.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung können die verlängerten Enden der
Ventilkegelstücke zur Krafteinleitung mit Kraftaufnahmeplättchen versehen werden. Zur
Verbindung können die Ventilkegelstücke an der äußeren Stirnfläche einen ringförmigen,
innenliegenden Absatz aufweisen, in welchem die Plättchen ruhen. Ferner besteht die
Möglichkeit, auf die verlängerten Enden der Ventilkegelstücke eine Kraftaufnahmekappe zu
setzen. Sie kann zusätzlich mit einem Rand als Seitenführung für einen die Betätigungskraft
einleitenden Schlepphebel dienen.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäß gestalteter
Ventilkegelstücke dargestellt und nachstehend erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- Ventilkegelstücke mit einer zusätzlichen Wulst am verlängerten Kegelstückende,
- Figur 2
- Ventilkegelstücke mit radial weiter einwärts greifenden Wulsten für eine weitere Vergrößerung der äußeren Stirnflächen,
- Figur 3
- Ventilkegelstücke mit einem eingelegten Kraftaufnahmeplättchen,
- Figur 4
- Ventilkegelstücke mit einem aufgesteckten kappenförmigen Kraftaufnahmeplättchen,
- Figur 5
- Ventilkegelstücke mit einem Kraftaufnahmekäppchen mit einem Seitenführungsrand für Schlepphebel und
- Figur 6
- eine Ausführung der Ventilkegelstücke gemäß Figur 4 zur Krafteinleitung durch einen Tassenstößel.
In den einzelnen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Das obere Ende eines Ventilschaftes 1 ist mit drei Rillen 2 ausgeführt, in welche Innenwülste 3
von Ventilkegelstücken 4 greifen. Zwischen den Wülsten 3 und den ringförmigen Rillen 2
besteht ein ausreichendes, jedoch nicht näher dargestelltes Spiel. Durch die keil- oder
kegelförmigen Außenflächen der Ventilkegelstücke wird eine kraftübertragende Verbindung
zwischen diesen und dem Ventilfederteller 5 hergestellt.
Die Ventilkegelstücke 4 sind über die Stirnfläche oder das Ende 6 des Ventilschaftes hinaus verlängert. Die verlängerten Enden 7 sind mit einer zusätzlichen Innenwulst 8 versehen, die sich mit Abstand oberhalb des Ventilschaftendes 6 befindet, so daß eine Kraftübertragung in den Ventilschaft nur über die Ventilkegelstücke erfolgen kann.
Die Ventilkegelstücke 4 sind über die Stirnfläche oder das Ende 6 des Ventilschaftes hinaus verlängert. Die verlängerten Enden 7 sind mit einer zusätzlichen Innenwulst 8 versehen, die sich mit Abstand oberhalb des Ventilschaftendes 6 befindet, so daß eine Kraftübertragung in den Ventilschaft nur über die Ventilkegelstücke erfolgen kann.
Die Ventilkegelstücke 10 gemäß Figur 2 zeigen eine ähnliche Ausbildung wie die der Figur 1,
jedoch mit dem Unterschied, daß die am verlängerten Ende befindlichen Wülste 11 weiter
radial einwärts greifen und dadurch eine größere Stirnfläche 12 für die Übertragung der
Betätigungskräfte bieten.
Die Ventilkegelstücke 15 gemäß Figur 3 tragen mit ihren verlängerten Enden ein
Kraftaufnahmeplättchen 16, das in umlaufende ringförmige Absätze der Ventilkegelstücke
gelegt ist. Über dieses Kraftaufnahmeplättchen wirken die Betätigungskräfte auf die
Ventilkegelstücke 15.
Die in den Figuren 4 und 5 gezeigten Ventilkegelstücke unterscheiden sich von denen der Figur
3 lediglich dadurch, daß sie keine in die verlängerten Enden gelegten Kraftaufnahmeplättchen
zeigen, sondern eine Kraftaufnahmekappe 21, 25, die gemäß Figur 4 mit einer ebenen
Kraftaufnahmefläche 22 versehen ist.
Die Kraftaufnahmekappe 25 gemäß Figur 5 ist mit einem umlaufenden Rand 26 ausgeführt, um das nicht dargestellte Kraftübertragungselement, beispielsweise einen Schlepphebel, führen zu können.
Die Kraftaufnahmekappe 25 gemäß Figur 5 ist mit einem umlaufenden Rand 26 ausgeführt, um das nicht dargestellte Kraftübertragungselement, beispielsweise einen Schlepphebel, führen zu können.
Mit der Figur 6 ist ein Anwendungsbeispiel gezeigt. Der auf der Steuerwelle 30 sitzende
Nocken 31 bewegt den Ventilschaft 1 über den Tassenstößel 32, die Kraftübertragungskappe
21 und die Ventilkegelstücke 20 gegen die Kraft der nicht dargestellten, auf den
Ventilfederteller 5 wirkenden Ventilfeder nach unten.
Die Gestaltung der Ventilkegelstücke 4 gemäß Figur 1 ermöglicht eine günstige Herstellung,
denn die vorhandenen Herstellungseinrichtungen können hierfür eingesetzt werden. Das
Planschleifen der Kontaktflächen zwischen den Ventilkegelstücken ist auf den vorhandenen
Maschinen möglich. Bei der Herstellung der Ventilkegelstücke 10 ist das Schleifen der
Trennflächen mit den für die bislang üblichen Ventilkegelstücke verwendeten Maschinen nicht
möglich, die Ausbildung bietet jedoch eine größere Auflagefläche für
Kraftübertragungselemente. Die Ausführungen der Ventilkegelstücke gemäß den Figuren 3, 4
und 5 erfordern zwar die Verwendung von Plättchen oder kleinen Kappen, die etwas höhere
Kosten für die Herstellung und Montage erfordern, andererseits können diese Elemente zur
Ventilspieleinstellung verwendet werden, da die Fertigung von Elementen unterschiedlicher
Stärken leicht möglich ist. Die Lösungen nach den Figuren 1 und 2 kommen in erster Linie für
Tassenstößelventiltriebe in Betracht. Die Vorschläge nach den Figuren 3, 4 und 5 eignen sich
auch für Schlepphebeltriebe. Zudem ist mit ihnen eine einfache Möglichkeit für die
Ventilspieleinstellung bei mechanischen Ventiltrieben geschaffen.
Die besonders bei Schlepphebelmotoren und kleinen Ventilschaftdurchmessern bisher eingesetzten Schaftendenkäppchen zur Verringerung der Pressung können durch die Erfindung eingespart werden, denn die Schaftendenpressung entfällt nunmehr völlig.
Die besonders bei Schlepphebelmotoren und kleinen Ventilschaftdurchmessern bisher eingesetzten Schaftendenkäppchen zur Verringerung der Pressung können durch die Erfindung eingespart werden, denn die Schaftendenpressung entfällt nunmehr völlig.
Claims (6)
- Einrichtung zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Verbrennungskraftmaschine unter Verwendung nicht klemmender Mehrrillenventilkegelstücke als Verbindungselemente zwischen dem Ventilschaftende und dem Ventilfederteller, in welche die Betätigungskräfte für die Ventilbewegungen unmittelbar eingeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkegelstücke (4, 10, 15, 20) zur Aufnahme der Betätigungskräfte über das Ende (6) des Ventilschaftes (1) hinaus verlängert und die verlängerten Enden der Ventilkegelstücke (10) vergrößerte Stirnflächen (12) aufweisen.
- Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkegelstücke (4) an den verlängerten Enden (7) eine zusätzliche Innenwulst (8) aufweisen, die so ausgebildet ist, daß ein Abstand zwischen dem Ventilschaftende und der Wulst eingehalten wird.
- Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verlängerten Enden der Ventilkegelstücke (15) mit Kraftaufnahmeplättchen (16) versehen sind.
- Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftaufnahmeplättchen in ringförmigen Absätzen (17) der verlängerten Enden der Ventilkegelstücke lagern.
- Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die verlängerten Enden der Ventilkegelstücke eine Kraftaufnahmekappe (21, 25) gesetzt ist.
- Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftaufnahmekappe mit einem Rand (26) zur Seitenführung des die Betätigungskraft einleitenden Elements versehen ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19719685 | 1997-05-09 | ||
DE1997119685 DE19719685A1 (de) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | Ventilkegelstücke |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP0877151A1 true EP0877151A1 (de) | 1998-11-11 |
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ID=7829138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP98108204A Withdrawn EP0877151A1 (de) | 1997-05-09 | 1998-05-06 | Ventilkegelstücke |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0877151A1 (de) |
DE (1) | DE19719685A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2917119A1 (fr) * | 2007-06-11 | 2008-12-12 | Valeo Sys Controle Moteur Sas | Ensemble d'une soupape de moteur a combustion interne sans arbre a cames et d'un actionneur |
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- 1997-05-09 DE DE1997119685 patent/DE19719685A1/de not_active Ceased
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1998
- 1998-05-06 EP EP98108204A patent/EP0877151A1/de not_active Withdrawn
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19719685A1 (de) | 1998-11-12 |
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