EP2823158B1 - Mechanisch steuerbare ventiltriebanordnung - Google Patents
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- EP2823158B1 EP2823158B1 EP12809746.6A EP12809746A EP2823158B1 EP 2823158 B1 EP2823158 B1 EP 2823158B1 EP 12809746 A EP12809746 A EP 12809746A EP 2823158 B1 EP2823158 B1 EP 2823158B1
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Definitions
- the invention relates to a mechanically controllable valve train arrangement having a plurality of gas exchange valves arranged in series, which are assigned to corresponding cylinders, wherein a gas exchange valve is assigned a transmission arrangement, wherein the transmission arrangement has at least one intermediate lever arrangement and at least one pivot lever arrangement, wherein an intermediate lever of the intermediate lever arrangement with a working curve for operative connection with a pivot lever of the pivot lever assembly, wherein the intermediate lever is in operative connection with a circumferential contour of a camshaft and wherein the intermediate lever assembly has an engaging member which is operatively connected to a valve lift, wherein the Ventilhubverstell Marie has a control shaft which is rotatable on a first end of a bearing mounted actuating lever, wherein the second end is in operative connection with the engaging member of the intermediate lever assembly.
- Valve train arrangements are well known. So describe the DE 10 2006 033 559 A1 and the DE 10 2007 022 266 A1 Valve train assemblies having an adjustable lift height of a respective gas exchange valve.
- an intermediate lever arrangement is provided in both valve train arrangements, which is on the one hand in operative connection with a camshaft to move the gas exchange valve periodically, and on the other hand has an attacking device, via which the maximum or minimum reachable lifting height is adjustable.
- all these valve train arrangements have the disadvantage that after Production and subsequent assembly due to manufacturing tolerances a precisely desired valve stroke is not adjustable or can not be restored in the operating state. In particular, when requesting an identical valve lift across all valves and cylinders of a multi-cylinder internal combustion engine, this can lead to unsatisfactory running behavior of the engine at low valve strokes.
- the invention is therefore based on the object to design a mechanically controllable valve train arrangement such that the disadvantages described above can be avoided.
- adjusting lever is arranged displaceably. About this so-called lever, it is much easier even in the preassembled or final assembled state to adjust the valve lift of the associated gas exchange valve. In addition, the valve train assembly is much simpler and thus cheaper to manufacture.
- the engagement member of the intermediate lever assembly may advantageously be formed by a surface portion on the intermediate lever, wherein advantageously the adjusting lever has a first rotatably mounted roller, which may be in operative connection with the surface portion of the intermediate lever.
- the intermediate lever may advantageously have a second rotatably mounted roller, which is in operative connection with the control shaft to further minimize wear phenomena.
- the intermediate lever on the working contour opposite side has a first roller, which is in operative connection with the camshaft, and having a second roller which is guided in a slot, wherein the engagement member between the first roller and the working contour is provided ,
- an intermediate lever assembly comprises two intermediate levers which are connected via a connecting shaft at the opposite end of the working curve, wherein first rollers are provided for the transmission of a camshaft to the intermediate lever and a second roller between the intermediate levers is provided for guidance in a gate, wherein the engagement member is formed by the connecting shaft.
- the mechanically controllable valve drive arrangement 10 has four transmission arrangements 28, 29, 30, 31, 32, 33 and 34, 35, to each of which two gas exchange valves 12, 14; 16, 18; 20, 22; 24, 26 are assigned.
- the transmission arrangements 28, 29, 30, 31, 32, 33 and 34, 35 are mounted in a known manner in the cylinder head by means of bearing means.
- the bearing means 36, 38 are in the present FIG. 1 merely exemplified for the storage of a pivot lever 56 of the transfer assembly 35.
- the transmission assemblies 28, 29, 30, 31, 32, 33 and 34, 35 in known manner with a camshaft 40 in operative connection.
- each transmission arrangement 28, 29, 30, 31, 32, 33 and 34, 35 by adjusting members 42, 43, 44, 45, 46, 47 and 48, 49 a Ventilhubverstell 180 41 can be controlled such that a lesser or higher valve lift of the intake valves 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26 is adjustable.
- the adjusting members 42, 43, 44, 45, 46, 47 and 48, 49 are each two inlet valves 12, 14; 16, 18; 20, 22; Assigned 24, 26 and executed as control members, which are provided on a control shaft 50 and acting on engaging members 75.
- the control shaft 50 is designed here as an eccentric shaft. It should be understood that the control shaft 50 may have any type of drive contours.
- the Ventilhubverstell Marietta 41 is driven in the present embodiment by a drive member 52 in a known manner.
- a drive member 52 both a forward and reverse running rotary drive can be used.
- the Ventilhubverstell Rhein 41 can thus be driven in such a way that depending on the present position quickly and precisely corresponding to the next operating state valve lift through the use of appropriate control bodies can be selected. Even angles of rotation of> 360 ° can be realized.
- a mechanically actuable valve drive 54 has the transmission arrangement 35 and the gas exchange valve 26.
- the transfer assembly 35 consists of a pivot lever assembly 56 and an intermediate lever assembly 58, wherein the intermediate lever assembly 58 is in operative connection with the pivot lever assembly 56 via a working curve, and wherein the pivot lever assembly 56 engages with an end face on the gas exchange valve 26 and the intermediate lever assembly 58 in operative connection with the Ventilhubverstell responded 41 and the camshaft 40 is.
- the adjusting member 48 of the Ventilhubverstell responded 41 engages against a biasing force of a spring 55 on a not further shown attack element (for example, a role, see FIG. 2 ) of the intermediate lever assembly 58.
- the intermediate lever assembly 58 engages with a in FIG. 1 not shown working curve 60 on the pivot lever assembly 56 at.
- FIG. 2 now shows a schematic side view of an embodiment of the invention a valve train assembly 10 for the gas exchange valve 26.
- the camshaft 40 which is in operative connection with a first roller 62, rotatably mounted on one of the working curve 60 of an intermediate lever 64 of the intermediate lever assembly 58 opposite end is.
- the intermediate lever 64 is further supported by a second roller 66 in a link 70.
- a link 70 in operative connection with two transmission arrangements. But it is of course also possible for each transmission arrangement to see a single backdrop 70 before.
- the second Role 66 is in the FIG. 2 shown only dashed, since it is covered by the first roller 62.
- the working curve 60 of the intermediate lever 64 is in known manner with a roller 68 of the pivot lever 72 for the gas exchange valve 26 in operative connection.
- the control shaft 50 acts and the second end 78 with an engaging member 80 of the intermediate lever assembly 58 is in operative connection.
- the engagement member 80 of the intermediate lever assembly 58 is formed by a surface portion 80 on the intermediate lever 64.
- the adjusting lever 74 has a first rotatably mounted roller 82, which is in operative connection with this surface portion 80.
- the adjusting lever 74 in the present case is also displaceably mounted in a bearing 84, which is indicated schematically by the double-sided arrow. Due to the slidable mounting of the control lever 74, a fine adjustment of the valve lifts can be made in a simple manner.
- an intermediate lever assembly comprises two intermediate lever, which are connected via a connecting shaft in a known manner at the opposite end of the working curve.
- first rollers for the power transmission of a camshaft are provided on the intermediate lever and a second roller, which is arranged between the intermediate levers and is provided for guidance in the backdrop.
- the engaging member for the adjusting lever is advantageously formed by the connecting shaft.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung mit mehreren in Reihe angeordneten Gaswechselventilen, denen entsprechende Zylinder zugeordnet sind, wobei einem Gaswechselventil eine Übertragungsanordnung zugeordnet ist, wobei die Übertragungsanordnung mindestens eine Zwischenhebelanordnung und mindestens eine Schwenkhebelanordnung aufweist, wobei ein Zwischenhebel der Zwischenhebelanordnung eine Arbeitskurve zur Wirkverbindung mit einem Schwenkhebel der Schwenkhebelanordnung aufweist, wobei der Zwischenhebel in Wirkverbindung mit einer Umfangskontur einer Nockenwelle steht und wobei die Zwischenhebelanordnung ein Angriffsorgan aufweist, das mit einer Ventilhubverstellung in Wirkverbindung steht, wobei die Ventilhubverstelleinrichtung eine Steuerwelle aufweist, die auf ein erstes Ende eines in einem Lager drehbar gelagerten Stellhebels einwirkt, wobei das zweite Ende mit dem Angriffsorgan der Zwischenhebelanordnung in Wirkverbindung steht.
- Ventiltriebanordnungen sind hinlänglich bekannt. So beschreiben die
DE 10 2006 033 559 A1 und dieDE 10 2007 022 266 A1 Ventiltriebanordnungen, die eine einstellbare Hubhöhe eines betreffenden Gaswechselventils aufweisen. Hierzu ist in beiden Ventiltriebanordnungen eine Zwischenhebelanordnung vorgesehen, die einerseits mit einer Nockenwelle in Wirkverbindung steht, um das Gaswechselventil periodisch zu bewegen, und andererseits ein Angriffsorgan aufweist, über das die maximal bzw. minimal zu erreichende Hubhöhe einstellbar ist. All diese Ventiltriebanordnungen weisen jedoch den Nachteil auf, dass nach Fertigung und nachfolgender Montage aufgrund von Fertigungstoleranzen ein exakt gewünschter Ventilhub nicht einstellbar bzw. im Betriebszustand nicht wieder herstellbar ist. Insbesondere bei der Anforderung eines identischen Ventilhubs über alle Ventile und Zylinder eines Mehrzylinderverbrennungsmotors kann das bei geringen Ventilhüben zu einem unbefriedigenden Laufverhalten des Motors führen. - Aus der
US 7,367,298 B2 ist eine gattungsgemäße Ventiltriebanordnung bekannt, die jedoch den Nachteil aufweist, das der Stellhebel und die zugehörige Ventilhubverstelleinrichtung kompliziert und somit teuer in der Herstellung ausgeführt sind. - Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung derart auszugestalten, dass die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden können.
- Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Stellhebel verschieblich angeordnet ist. Über diesen sogenannten Stellhebel ist es auch im vormontierten oder endmontierten Zustand wesentlich einfacher, die Ventilhubhöhe des zugehörigen Gaswechselventils einzustellen. Zudem ist die Ventiltriebanordnung wesentlich einfacher und damit kostengünstiger herzustellen.
- Das Angriffsorgan der Zwischenhebelanordnung kann vorteilhaft durch einen Flächenabschnitt am Zwischenhebel gebildet sein, wobei in vorteilhafter Weise der Stellhebel eine erste drehbar gelagerte Rolle aufweist, die mit dem Flächenabschnitt des Zwischenhebels in Wirkverbindung stehen kann. Durch diese Anordnung wird eine wesentlich geringere Flächenpressung erreicht als mit den konventionellen Anordnungen.
- Auch kann der Zwischenhebel in vorteilhafter Weise eine zweite drehbar gelagerte Rolle aufweisen, die mit der Steuerwelle in Wirkverbindung steht, um Verschleißerscheinungen noch weiter zu minimieren.
- Vorteilhafter Weise weist der Zwischenhebel an dem der Arbeitskontur entgegen gesetzten Seite eine erste Rolle aufweist, die in Wirkverbindung mit der Nockenwelle steht, und eine zweite Rolle aufweist, die in einer Kulisse geführt ist, wobei das Angriffsorgan zwischen der ersten Rolle und der Arbeitskontur vorgesehen ist.
- In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist es darüber hinaus möglich, dass eine Zwischenhebelanordnung zwei Zwischenhebel aufweist, die über eine Verbindungswelle an dem der Arbeitskurve entgegengesetzten Ende miteinander verbunden sind, wobei erste Rollen für die Kraftübertragung einer Nockenwelle auf die Zwischenhebel vorgesehen sind und eine zweite Rolle zwischen den Zwischenhebeln zur Führung in einer Kulisse vorgesehen ist, wobei das Angriffsorgan durch die Verbindungswelle ausgebildet ist.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, hierin zeigen:
-
Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer erfinderischen Ventiltriebanordnung, die nach dem Grundprinzip "Univalve" funktioniert, und -
Figur 2 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Ventiltriebanordnung für ein Gaswechselventil. -
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ventiltriebanordnung 10 mit mehreren in Reihe angeordneten Gaswechselventilen 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 und 26. Im vorliegenden - Fall sind jeweils zwei Einlass-Gaswechselventile einem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordnet. Die mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung 10 weist im vorliegenden Fall vier Übertragungsanordnungen 28, 29, 30, 31, 32, 33 und 34, 35 auf, denen jeweils zwei Gaswechselventile 12, 14; 16, 18; 20, 22; 24, 26 zugeordnet sind. Dabei sind die Übertragungsanordnungen 28, 29, 30, 31, 32, 33 und 34, 35 auf bekannte Weise im Zylinderkopf mittels Lagermitteln gelagert. Die Lagermittel 36, 38 werden in der vorliegenden
Figur 1 lediglich exemplarisch für die Lagerung eines Schwenkhebels 56 der Übertragungsanordnung 35 dargestellt. Darüber hinaus stehen die Übertragungsanordnungen 28, 29, 30, 31, 32, 33 und 34, 35 auf bekannte Weise mit einer Nockenwelle 40 in Wirkverbindung. Außerdem ist jede Übertragungsanordnung 28, 29, 30, 31, 32, 33 und 34, 35 durch Verstellorgane 42, 43, 44, 45, 46, 47 und 48, 49 einer Ventilhubverstelleinrichtung 41 derart ansteuerbar, dass ein geringerer oder höherer Ventilhub der Einlassventile 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26 einstellbar ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Verstellorgane 42, 43, 44, 45, 46, 47 und 48, 49 jeweils zwei Einlassventilen 12, 14; 16, 18; 20, 22; 24, 26 zugeordnet und als Steuerorgane ausgeführt, die auf einer Steuerwelle 50 vorgesehen sind und auf Angriffsorgane 75 einwirken. Die Steuerwelle 50 ist hier als Exzenterwelle ausgeführt. Es sollte deutlich sein, dass die Steuerwelle 50 jegliche Art von Ansteuerkonturen aufweisen kann. Die Ventilhubverstelleinrichtung 41 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch ein Antriebsorgan 52 auf bekannte Weise antreibbar. Es ist natürlich auch möglich mehreren Gaswechselventilen eine Übertragungsanordnung zuzuordnen. Als Antriebsorgan 52 kann ein sowohl vorwärts wie rückwärts laufender Drehantrieb genutzt werden. Die Ventilhubverstelleinrichtung 41 kann damit derart angetrieben werden, dass in Abhängigkeit von der vorliegenden Position schnell und präzise der dem nächsten Betriebszustand entsprechende Ventilhub durch den Einsatz der entsprechenden Steuerorgane gewählt werden kann. Auch Drehwinkel von > 360° sind damit realisierbar. - Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist ein mechanisch ansteuerbarer Ventiltrieb 54 die Übertragungsanordnung 35 sowie das Gaswechselventil 26 auf. Die Übertragungsanordnung 35 besteht dabei aus einer Schwenkhebelanordnung 56 sowie einer Zwischenhebelanordnung 58, wobei die Zwischenhebelanordnung 58 über eine Arbeitskurve in Wirkverbindung mit der Schwenkhebelanordnung 56 steht, und wobei die Schwenkhebelanordnung 56 mit einer Stirnfläche auf das Gaswechselventil 26 angreift und die Zwischenhebelanordnung 58 in Wirkverbindung mit der Ventilhubverstelleinrichtung 41 und der Nockenwelle 40 steht. Dabei greift das Verstellorgan 48 der Ventilhubverstelleinrichtung 41 entgegen einer Vorspannkraft einer Feder 55 auf ein nicht weiter dargestelltes Angriffsorgan (beispielsweise eine Rolle, siehe
Figur 2 ) der Zwischenhebelanordnung 58 an. Die Zwischenhebelanordnung 58 greift mit einer inFigur 1 nicht weiter dargestellten Arbeitskurve 60 auf die Schwenkhebelanordnung 56 an. -
Figur 2 zeigt nun eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Ventiltriebanordnung 10 für das Gaswechselventil 26. Deutlich zu erkennen ist die Nockenwelle 40, die in Wirkverbindung mit einer ersten Rolle 62 steht, die an einem der Arbeitskurve 60 eines Zwischenhebels 64 der Zwischenhebelanordnung 58 entgegengesetzten Ende drehbar gelagert ist. Durch die Nockenwelle 40 wird gegen den unter Vorspannkraft einer nicht dargestellten Feder stehenden Zwischenhebels 64 die Hubbewegung des Gaswechselventils 26 ausgelöst. Der Zwischenhebel 64 ist des Weiteren über eine zweite Rolle 66 in einer Kulisse 70 gelagert. GemäßFigur 1 steht im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Kulisse 70 in Wirkverbindung mit zwei Übertragungsanordnungen. Es ist aber natürlich auch möglich für jede Übertragungsanordnung eine einzelne Kulisse 70 vor zu sehen. Die zweite Rolle 66 ist jedoch in derFigur 2 nur gestrichelt dargestellt, da sie durch die erste Rolle 62 verdeckt ist. Die Arbeitskurve 60 des Zwischenhebels 64 steht auf bekannte Weise mit einer Rolle 68 des Schwenkhebels 72 für das Gaswechselventil 26 in Wirkverbindung. Gegenüber dem Stand der Technik, bei dem ein Verstellorgan direkt ein Angriffsorgan des Zwischenhebels angreift, ist nun ein in einem Lager 84 drehbar gelagerter Stellhebel 74 vorgesehen, auf dessen erstes Ende 76 die Steuerwelle 50 einwirkt und dessen zweites Ende 78 mit einem Angriffsorgan 80 der Zwischenhebelanordnung 58 in Wirkverbindung steht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Angriffsorgan 80 der Zwischenhebelanordnung 58 durch einen Flächenabschnitt 80 am Zwischenhebel 64 ausgebildet. Des Weiteren weist der Stellhebel 74 eine erste drehbar gelagerte Rolle 82 auf, die mit diesem Flächenabschnitt 80 in Wirkverbindung steht. Durch eine derartige Ausführungsform, die eine Auslagerung der Steuerwellenkontaktrolle als Angriffsorgan aus dem Zwischenhebel 64 heraus bewirkt, verringert sich die Masse und somit das Massenträgheitsmoment des Zwischenhebels 64. Dies bewirkt eine höhere Drehzahlfestigkeit des Systems. Darüber hinaus treten bei der Ventiltriebanordnung gemäß dem Stand der Technik zwischen der Steuerwelle und dem Angriffsorgan hohe Flächenpressungen auf. Bei der hier dargestellten Lösung ist dieser Kontakt ersetzt durch zwei Kontakte, nämlich einmal der Kontakt zwischen Steuerwelle 50 und Stellhebel 74 und des Weiteren durch den Kontakt der ersten Rolle 82 des Stellhebels 74 mit dem Flächenabschnitt 80 des Zwischenhebels 64. Hierdurch ergeben sich wesentlich geringere Flächenpressungen. - Des Weiteren ist der Stellhebel 74 im vorliegenden Fall auch noch in einem Lager 84 verschieblich gelagert, was schematisch durch den doppelseitigen Pfeil angedeutet ist. Aufgrund der verschieblichen Lagerung des Stellhebels 74 kann auf einfache Weise eine Feineinstellung der Ventilhübe vorgenommen werden.
- Natürlich ist es auch möglich, dass in einem weiteren Ausführungsbeispiel eine Zwischenhebelanordnung zwei Zwischenhebel aufweist, die über eine Verbindungswelle auf bekannte Weise an dem der Arbeitskurve entgegengesetzten Ende miteinander verbunden sind. Hierbei sind erste Rollen für die Kraftübertragung einer Nockenwelle auf die Zwischenhebel vorgesehen und eine zweite Rolle, die zwischen den Zwischenhebeln angeordnet ist und zur Führung in der Kulisse vorgesehen ist. In diesem Fall wird das Angriffsorgan für den Stellhebel vorteilhafter Weise durch die Verbindungswelle ausgebildet.
Claims (6)
- Mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung (10) mit mehreren in Reihe angeordneten Gaswechselventilen (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26), denen entsprechende Zylinder zugeordnet sind, wobei einem Gaswechselventil (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26) eine Übertragungsanordnung (28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35) zugeordnet ist, wobei die Übertragungsanordnung (28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35) mindestens eine Zwischenhebelanordnung (58) und mindestens eine Schwenkhebelanordnung (56) aufweist, wobei ein Zwischenhebel (64) der Zwischenhebelanordnung (58) eine Arbeitskurve (60) zur Wirkverbindung mit einem Schwenkhebel (72) der Schwenkhebelanordnung (56) aufweist, wobei der Zwischenhebel (64) in Wirkverbindung mit einer Umfangskontur einer Nockenwelle (40) steht und wobei die Zwischenhebelanordnung (58) ein Angriffsorgan (80) aufweist, das mit einer Ventilhubverstelleinrichtung (41) in Wirkverbindung steht, wobei die Ventilhubverstelleinrichtung (41) eine Steuerwelle (50) aufweist, die auf ein erstes Ende (76) eines in einem Lager (84) drehbar gelagerten Stellhebels (74) einwirkt, wobei das zweite Ende (78) mit dem Angriffsorgan (80) der Zwischenhebelanordnung (58) in Wirkverbindung steht,
dadurch gekennzeichnet, dass der Stellhebel (74) verschieblich angeordnet ist. - Mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Angriffsorgan (80) der Zwischenhebelanordnung (58) durch einen Flächenabschnitt am Zwischenhebel (64) gebildet ist.
- Mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das der Stellhebel (74) eine erste drehbar gelagerte Rolle (82) aufweist, die mit dem Flächenabschnitt (80) des Zwischenhebels (64) in Wirkverbindung steht.
- Mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das der Zwischenhebel (64) eine zweite drehbar gelagerte Rolle aufweist, die mit der Steuerwelle (50) in Wirkverbindung steht.
- Mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenhebel (64) an dem der Arbeitskontur (60) entgegen gesetzten Seite eine erste Rolle (62) aufweist, die in Wirkverbindung mit der Nockenwelle (40) steht, und eine zweite Rolle (66) aufweist, die in einer Kulisse (70) geführt ist, wobei das Angriffsorgan (80) zwischen der ersten Rolle (62) und der Arbeitskontur (60) vorgesehen ist.
- Mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischenhebelanordnung (58) zwei Zwischenhebel aufweist, die über eine Verbindungswelle an dem der Arbeitskurve (60) entgegen gesetzten Ende miteinander verbunden sind, wobei erste Rollen für die Kraftübertragung einer Nockenwelle (40) auf die Zwischenhebel vorgesehen sind und eine zweite Rolle zwischen den Zwischenhebeln zur Führung in einer Kulisse (70) vorgesehen ist, wobei das Angriffsorgan durch die Verbindungswelle ausgebildet ist.
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