JPS6122186B2 - - Google Patents

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JPS6122186B2
JPS6122186B2 JP55186278A JP18627880A JPS6122186B2 JP S6122186 B2 JPS6122186 B2 JP S6122186B2 JP 55186278 A JP55186278 A JP 55186278A JP 18627880 A JP18627880 A JP 18627880A JP S6122186 B2 JPS6122186 B2 JP S6122186B2
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JP
Japan
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gear
shift
shaft
gears
transmission
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JP55186278A
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English (en)
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JPS57110845A (en
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Harutaka Mayuzumi
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Publication date
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Priority to PH26637A priority patent/PH19296A/en
Priority to GB8138532A priority patent/GB2090350B/en
Priority to DE19813150885 priority patent/DE3150885A1/de
Priority to US06/334,133 priority patent/US4483210A/en
Priority to AU79048/81A priority patent/AU549099B2/en
Publication of JPS57110845A publication Critical patent/JPS57110845A/ja
Publication of JPS6122186B2 publication Critical patent/JPS6122186B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/087Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/091Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears including a single countershaft
    • F16H3/0915Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears including a single countershaft with coaxial input and output shafts
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T74/20Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20012Multiple controlled elements
    • Y10T74/20018Transmission control
    • Y10T74/2014Manually operated selector [e.g., remotely controlled device, lever, push button, rotary dial, etc.]
    • Y10T74/20159Control lever movable through plural planes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Control Devices For Change-Speed Gearing (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車両の多段変速装置に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
従来の主変速機と副変速機を備えた多段速装置
では、主変速機および副変速機の歯車の切換えを
それぞれ別個の変速レバーにより操作するように
なつている。これは2本の変速レバーにより主変
速機および副変速機の歯車の組合せの選択を行う
ものであるから、この選択に判断を要し、かつ狭
い運転席で2本の変速レバーを操作することは運
転者にとつて煩雑であり、一方の変速レバーを操
作中に他方の変速レバーに手が触れたりして操作
し難く、1本の変速レバーだけで行うものに比べ
て変速操作に要する時間が長くなるという問題が
ある。
これに対して、副変速機の歯車の切換えを流体
圧アクチユエータにより作動させるようにし、流
体圧アクチユエータの流体圧回路を主変速機の操
作レバーに取り付けた電気スイツチにより操作す
るようにしたものが提案されている。これは変速
操作は容易であるが、運転者が変速操作過程の実
体感を得ることができず、その結果不適当な変速
操作を行つて機関をオーバーランさせるなどの恐
れがあるばかりでなく、電気・流体圧制御による
作動機構をもつので製造費が高くなる。
また、例えば特公昭49−1803号公報に開示され
るように、トラクタの多段変速装置として、単一
の変速レバーの前後方向の傾動により主変速機を
操作し、左右方向の傾動により副変速機を操作す
るものがある。しかし、この従来技術では、整然
とした段階的な変速段の配列が難しいことと、変
速レバーを前後方向に傾動する支点と、左右方向
に傾動する支点とが異なるため、操作性に違和感
が生じるなど、一般車両の多段変速装置には採用
し難い。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は上述の問題を解決するために、
単一の変速レバーの左右方向の段階的傾動操作に
より主変速機の各変速段の歯車の切換えを段階的
に行い、主変速機の各変速段で変速レバーの前後
方向の傾動操作により副変速機の歯車の切換えを
行うようにした多段変速装置を提供することにあ
る。
〔問題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明の構成は
としたものである。
〔作用〕
本発明による多段変速装置は主変速機の歯車切
換えを行う複数個のシフトアームおよび副変速機
のシフトアームがそれぞれ主変速機の主軸と平行
なシフトロツドに各別に支持されており、副変速
機のシフトアームを支持するシフトロツドは変速
レバーにより直接的に軸方向に摺動されるよう変
速レバーに連結される一方、主変速機のシフトア
ームには溝が設けられ、変速レバーのシフトロツ
ドと直角な方向の傾動に関連して回動される扇形
歯車と順次噛み合う複数個の歯車の偏心ピンが前
記シフトアームの溝に係合される。
したがつて、変速レバーの左右方向の段階的傾
動により主変速機の各変速段の歯車が順次段階的
に整然と主軸に回転結合される。そして、変速レ
バーの前後方向の傾動により副変速機の高・低速
段の歯車が選択的に主軸または入力軸に回転結合
される。
〔発明の実施例〕
本発明を実施例に基づいて説明する。第1図に
示すように、ハウジング22の右端壁に軸受14
により入力軸1が支持され、これと同軸線に主軸
31の中間部分がハウジング22に軸受11,1
3により、右端が入力軸1の中空部へころ軸受2
4によりそれぞれ支持される。また、副軸10が
軸受15,16およびころ軸受34によりハウジ
ング22に支持される。
主軸31の右端部には歯車5bを一体に形成し
た中空軸25が1対の軸受38,39により回転
可能かつ軸方向には移動しないように支持され
る。そして、入力軸1に歯車5aが回転可能に支
持され、これと噛み合う歯車12aおよび歯車5
bと噛み合う歯車12bがそれぞれ副軸10に回
転結合されて副変速機を構成する。入力軸1の左
端部には同期噛合形のクラツチ6が支持され、こ
れを右方へ移動すると歯車5aが入力軸1に回転
結合し、逆に左方へ移動すると歯車5bを有する
中空軸25が入力軸1に回転結合するようになつ
ている。
主軸31には歯車33,27,28が回転可能
に支持され、歯車33と噛み合う歯車17、アイ
ドル歯車28と噛み合う歯車23、そして歯車2
7とアイドル歯車21を介して噛み合う歯車18
が副軸10に回転結合されて主変速機を構成す
る。アイドル歯車21は軸19によりハウジング
22に支持され、実際には歯車27と歯車18の
両方に噛み合される。歯車33と歯車27との間
にクラツチ32が、また歯車28と中空軸25と
の間にクラツチ26がそれぞれ配置され、これら
は主軸31にスプラインにより回転結合され、か
つ軸方向に移動することにより隣接する歯車の一
方を主軸31へ回転結合するようになつている。
クラツチ32の周面には環状の溝が設けられて
おり、これに跨つて係合する二股状のシフトアー
ム121(第2図)がハウジング22に支持した
シフトロツド122に摺動可能に支持される。同
様に、クラツチ26に係合するシフトアーム12
6がシフトロツド124に摺動可能に支持され、
さらにクラツチ6に係合するシフトアーム125
がシフトロツド124に固定支持される。シフト
ロツド124の中間部分には軸方向に間隔を存し
て3つの溝159が設けられており、溝159の
1つにハウジング22に支持したボール158が
ばねにより係合される。これによりクラツチ6を
操作するシフトロツド124の操作位置が保持さ
れる。
シフトロツド124の左端部には溝145が設
けられ、これに係合するインターロツク機構によ
り副変速機の変速操作と主変速機の変速操作の同
時操作が阻止されるようになつている。ハウジン
グ22の上方部分には球面座102が設けられ、
これに変速レバー101の中間部分に形成した球
部がばねにより係合支持される。
第3図に示すように、変速レバー101の下端
側には円筒状かつ二股状となつており、円筒部に
ロツド105がピン109により結合され、かつ
下端をシフトロツド124の溝に係合される。ロ
ツド105は変速レバー101の矢印y方向の操
作に対して球面座102(第1図)を支点として
傾動するが、変速レバー101の矢印yと直角な
方向の操作に対しては傾動しないようになつてい
る。変速レバー101の前述した二股状の部分を
挟持するL字形に湾曲したレバー103が支軸1
04によりハウジング22に回動可能に支持され
る。レバー103は支軸104に対して側方へ延
びるる腕111を備えている。
第4図に示すように、ハウジング22には支軸
37により扇形歯車112が支持され、この扇形
歯車112に設けた長円形の穴108に前述した
腕111が係合される。扇形歯車112はハウジ
ング22に支持した後述する歯車113および歯
車114に順次噛み合うようになつている。
第5図に示すように、扇形歯車112は支軸3
7を中心とする円周上に4個の皿穴131〜13
4が設けられており、第6図に示すように皿穴1
31〜134に係合するボール155と前述した
シフトロツド124の端部に設けた溝145に係
合するボール157との間に、ロツド107が介
装され、シフトロツド124と扇形歯車112と
が同時に作動することのないようにインターロツ
ド機構が構成される。すなわち、ロツド107は
ハウジング22に摺動可能に嵌装され、かつばね
156によりボール155に付勢衝合され、ボー
ル157がシフトロツドド124の溝145に係
合している時だけボール155が皿穴131〜1
34から抜け出て扇形歯車112の回動を許すよ
うに構成される。
第7図に示すように、歯車113はこの軸64
をハウジング22に支持され、歯車113の側面
に軸64に対して偏心してピン62が支持され
る。このピン62はシフトアーム121に係合し
た係合体80の溝61と係合される。溝61はシ
フトロツド122の軸線方向と直角な方向すなわ
ち上下方向に延びている。同様に歯車114も軸
68をハウジング22に支持されており、歯車1
14の側面に偏心して支持したピン66が係合体
70の溝65に係合される。係合体70はシフト
アーム126と連結筒71を介して結合されてお
り、連結筒71はシフトロツド124に摺動可能
に外挿される。連結筒71に設けたスリツト72
を通じて前述した第1図に示すボール158がシ
フトロツド124の溝159に係合される。
歯車113の軸64と歯車114の軸68との
間には、両者が同時に回転することのないように
インターロツク機構が設けられる。すなわち、各
軸64,68の一部外周面に溝115,116が
それぞれ設けられ、これらに係合するボール11
7と154との間にロツド152とばね151が
介装される。そして、一方の軸の溝にボールが落
ち込んでその軸の回転を拘束している時にだけ他
方の軸が自由に回転できるようになつている。
なお、第1図に示すように、入力軸1には軸受
14に隣接して歯車29が一体に形成され、この
歯車29と噛み合う薄板から形成した歯車30が
副軸10に回転可能に支持され、副軸10が回転
しない中立の状態でもハウジング22の底部に貯
留される潤滑油が歯車30によりかき上げられ、
常時回転される入力軸1の軸受14を潤滑するよ
うになつている。
次に、本発明による多段変速装置の作動につい
て説明する。変速レバー101の球面座102を
中心とする左右方向(矢印yと直角な方向)の傾
動により主変速機の歯車の噛合いが切り換えら
れ、また変速レバー101の前後方向(矢印y方
向)の傾動により副変速機の歯車の噛合いが切り
換えられる。第1図に示す中立の状態では、シフ
トロツド124の中央の溝159にボール158
が係合しており、この時溝145にボール157
(第2,4図)が落ち込んでいる。この中立状態
になければ変速レバー101は左右方向に傾動で
きない。入力軸1は図示していないクラツチを介
して機関のクランク軸と回転結合されるようにな
つており、変速操作はクラツチを切つて行う。
〔主変速機を後進段に切り換える場合〕
第2図において変速レバー101を右方へ倒す
と、腕111が支軸104を中心として時計方向
に回動され、扇形歯車112が支軸37を中心と
して第4図において時計方向に回動される。した
がつて、歯車113が反時計方向に回動され、歯
車113の下方に位置していたピン62が第8図
に示すように1/4回転して右方へ変位し、このピ
ン62と溝61で係合するシフトアーム121が
右方へ移動し、クラツチ32により歯車27が主
軸31に回転結合される。この時、第8図に示す
ように、歯車113の軸64の溝115(第7
図)からボール117が抜け出し、またボール1
54は歯車114の軸68の溝116に落ち込ん
で、歯車114の回転を阻止する。また、ボール
155(第2図)は扇形歯車112の皿穴134
に落ち込む。したがつて、この状態ではボール1
57を溝145から押し出してシフトロツド12
4を軸方向に移動することができる。
次いで、変速レバー101を第1図において右
方へ倒すと、シフトロツド124が左方へ移動
し、ボール158が右側の溝159へ落ち込む。
この時、シフトアーム125によりクラツチ6が
左方へ押され、入力軸1が中空軸25に回転結合
される。したがつて、入力軸1の回転は中空軸2
5の歯車5b、副軸10の歯車12bおよび歯車
18、アイドル歯車21を経て主軸31の歯車2
7に伝達され、副変速機が低速段に、主変速機が
後進段に接続される。
ここで、変速レバー101を左方へ倒すと、シ
フトロド124とともにシフトアーム125が右
方へ移動し、入力軸1が歯車5aに回転結合され
る。したがつて、入力軸1の回転は歯車5a,1
2a、副軸10および歯車18,21,27を経
て主軸31へ伝達され、主変速機が後進段に、副
変速機が高速段に接続される。
〔主変速機を前進第1速段に切り換える場合〕 変速レバー101を中立位置、すなわちシフト
ロツド124の中央の溝159にボール158が
係合する状態に戻してから、変速レバー101を
第2図において左方へ倒し、腕111を支軸10
4を中心として反時計方向に回動し、扇形歯車1
12を第4図において支軸37を中心として反時
計方向に回動し、皿穴133にボール155が落
ち込んだところで止める。この時、歯車113は
時計方向に1/4回転し、ピン62が第9図に示す
ように左側へ来たところで停止する。ピン62と
溝61で係合するシフトアーム121がシフトロ
ツド122に沿つて左方へ移動し、クラツチ32
により歯車33が主軸31と回転結合される。
次いで、変速レバー101を第1図において右
方へ倒すと、シフトロツド124とともにシフト
アーム125が左方へ移動し、クラツチ6により
入力軸1が中空軸25に回転結合される。この状
態では入力軸1の回転は中空軸25の歯車5b、
歯車12b、副軸10および歯車17,33を経
て主軸31へ伝達される。
ここで、変速レバー101を左方へ倒すと、シ
フトロツド124によりクラツチ6が右方へ移動
し、歯車5aが入力軸1に結合することとなり、
副変速機が高速段に切り換えられる。
〔主変速機を第2速段に切り換える場合〕 変速レバー101の前後方向の傾きを中立位置
に戻してから、第2図において左方へさらに倒す
と、腕111により扇形歯車112が支軸37を
中心として反時計方向に回動され、皿穴132に
ボール155が落ち込む。この時、扇形歯車11
2は第9図の状態から歯車113と噛み合いつつ
これを時計方向にさらに1/4回転だけ回転し、ピ
ン62が上方へ来たところで噛合いが外れ、歯車
114と噛み合う。この状態でクラツチ32は中
立状態に戻る。同時に歯車113の軸64の溝1
15にボール117が落ち込み、歯車114の軸
68が回転可能となる。そして、扇形歯車112
により歯車114が時計方向に1/4回転され、下
方にあつたピン66が左方へ変位する。したがつ
て、ピン66と溝65で係合する係合体70、連
結筒71およびシフトアーム126がシフトロツ
ド124に沿つて左方へ移動し、クラツチ26に
より主軸31に歯車28が回転結合される。
次いで、変速レバー101を第1図において右
方へ倒せば、シフトロツド124とともにシフト
アーム125が左方へ移動し、クラツチ6により
入力軸1に中空軸25が回転結合される。したが
つて、この状態では入力軸1の回転が中空軸2
5、歯車5b,12b、副軸10および歯車2
3,28を経て主軸31へ伝達される。
ここで、変速レバー101を左方へ倒すと、副
変速機が高速段に切り換えられる。
〔主変速機を第3速段に切り換える場合〕 変速レバー101の前後方向の傾きを中立位置
に戻し副変速機を中立状態にしてから、第2図に
おいて左方へさらに倒すと、腕111により扇形
歯車112が支軸37を中心として反時計方向に
回動され、皿穴131にボール155が落ち込
む。この時、扇形歯車112により歯車114が
第4図において時計方向に回転され、第2速段の
状態から1/4回転したところでピン66が上方に
変位してクラツチ26が中立状態に戻され、さら
に1/4回転してピン66が右方へ変位し、溝65
で係合する係合体70、連結筒71およびシフト
アーム126が右方へ移動し、クラツチ26によ
り主軸31が中空軸25に回転結合される。
次いで、変速レバー101を第1図において右
方へ倒すと、シフトロツド124およびシフトア
ーム125が左方へ移動し、クラツチ6により入
力軸1が中空軸25に回転結合される。したがつ
て、入力軸1の回転は中空軸25を経て主軸31
に伝達される。
ここで、変速レバー101を左方へ倒すと、副
変速機が高速段に切り換えられることとなり、入
力軸1の回転は歯車5a,12a、副軸10、歯
車12b,5bおよび中空軸25を経て主軸31
へ伝達される。
〔主変速機を第3速段から低速段へ切り換える場
合〕 変速レバー101の前後方向の傾きを中立に戻
して溝145にボール157が係合した状態と
し、変速レバー101を第2図において右方へ段
階的に倒すと、扇形歯車112が支軸37を中心
として時計方向に回動され、ボール155が皿穴
131から132,133へと順次係合し、この
間に歯車114が第4図において反時計方向に3/
4だけ回転してピン66が中立位置に戻り、次い
で歯車113が反時計方向に1/4だけ回転して主
変速機が第1速に噛み合される。
〔発明の効果〕
本発明は上述のように変速レバー101の左右
方向の傾動操作により回動するレバー103の腕
111を扇形歯車112に連結し、この扇形歯車
112をシフトロツドと直交する軸を中心として
段階的に回動することにより、第1,第2の歯車
と順次噛み合せるとともに、各歯車の回転により
各歯車に偏心して取り付けられかつシフトアーム
の溝と係合するピンを介してシフトアームをシフ
トロツドに沿つて摺動させ、主変速機の歯車の噛
合いを選択する第1,第2のクラツチを作動させ
るように構成したことが特徴であり、この構成に
より次のような効果を得ることができる。
(1) 変速レバーの前後方向の傾動により副変速機
の歯車の切換えを行うとともに、変速レバーの
左右方向の段階的傾動により主変速機の歯車の
噛合いを第1速から高速段へ順次切り換えるこ
とができる。
(2) 副変速機の切換えを行うシフトロツドと、主
変速機の歯車の切換えを行う扇形歯車との間
に、インターロツク機構を備えているので、副
変速機の噛合いを中立位置に解除しなければ、
主変速機の変速操作を行うことができないよう
になつており、整然とした変速操作が達せられ
る。
(3) 主変速機および副変速機の歯車を切り換える
同期噛合形のクラツチが妥当に設計されていれ
ば、運転者は変速機の作動状態を変速レバーの
傾動操作を通じて受ける抵抗から感じることが
できるので、機関のオーバランなどの誤操作を
防ぐことができる。
(4) 入力軸と副変速機とが分離された構造となつ
ているので、主変速機の変速操作は主軸の歯車
を含む常時噛合歯車列および副軸の慣性モーメ
ント並びに抵抗モーメント、さらに潤滑油の粘
性および撹拌抵抗モーメントの総和に打ち勝つ
同期トルクを主軸の歯車に発生させれば十分で
あり、クラツチの摩擦円板の大きな慣性モーメ
ントの影響を受けないので、変速に要する操作
力が軽く、また変速レバーの操作量も小さくす
む。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る多段変速装置の側面断面
図、第2図は同要部を拡大して示す正面断面図、
第3図は変速レバーとシフトロツドおよびレバー
との係合状態を示す斜視図、第4図は第1図の要
部拡大図、第5図は扇形歯車についての平面図、
第6図は扇形歯車とシフトロツドのインターロツ
ク機構についての正面断面図、第7図は扇形歯車
により駆動される歯車とシフトアームとの関係を
示す一部断面平面図、第8図および第9図は主変
速機の後進段および第1速段の作動状態を示す平
面図である。 1…入力軸、6,26,32…クラツチ、10
…副軸、5a,5b,12a,12b,17,1
8,21,23,27,28,33,113,1
14…歯車、22…ハウジング、62,66…ピ
ン、71…連結筒、101…変速レバー、102
…球面座、103…レバー、111…腕、112
…扇形歯車、121,125,126…シフトア
ーム、122,124…シフトロツド、152…
ロツド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 主変速機が入力軸と同軸に配列されかつ一端
    が出力端とされる主軸に各変速段の歯車を回転可
    能に支持するとともに、前記各変速段の歯車と常
    時噛み合う歯車列を副軸に固定してなり、 副変速機が前記入力軸と前記主軸にそれぞれ高速
    段用と低速段用の歯車を回転可能に支持するとと
    もに、該歯車に常時噛み合う歯車列を前記副軸に
    固定してなり、 副変速機の操作機構が変速レバーの下端部に連結
    した前記主軸と平行なシフトロツドに、前記高速
    段用の歯車と低速段用の歯車を選択的に入力軸ま
    たは主軸に回転結合するクラツチ操作用シフトア
    ームを固定してなり、 主変速機の操作機構が前記変速レバーの前記シフ
    トロツドと直角な方向の傾動により回動される扇
    形歯車に順次噛み合つて回転される歯車に偏心し
    て設けたピンを、前記各変速段の歯車を前記主軸
    に回転結合するクラツチ操作用シフトアームに設
    けた溝に係合してなることを特徴とする多段変速
    装置。
JP55186278A 1980-12-26 1980-12-26 Multi-stage speed change gear Granted JPS57110845A (en)

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GB8138532A GB2090350B (en) 1980-12-26 1981-12-22 A multiple stage-speed gear
DE19813150885 DE3150885A1 (de) 1980-12-26 1981-12-22 Stufengetriebe
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