WO2011072926A1 - Verfahren zur herstellung von gehonten segmentbohrungen in werkstücken und werkstück mit gehonter segmentbohrung - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to the field of workpieces, in which segmental holes are provided, which for example have the function of a bearing.
- segmented holes in particular half-shells, which serve as a bearing, for example, the qualitative characteristics, shape and
- inventive method with the features of claim 1 and the workpiece according to the invention with the features of claim 7 have the advantage that a cost-effective production of a segment bore with advantageous properties is possible. Specifically, there is the advantage that segmented holes can be made in all angular variations.
- the measures listed in the dependent claims are advantageous
- the qualitative features, shape and bearing tolerances, diameter tolerances and surface qualities of a segmented bore can be determined, for example, by the fact that the shape and bearing tolerances are smaller than 2 ⁇ m, that the diameter tolerances are smaller than 20 ⁇ m and that surface qualities with a roughness (R Value) of less than 2 ⁇ are achieved. Unlike one Grinding methods can be implemented inexpensively by honing such quality features.
- the surface has a positive effect on the sliding and lubricating properties. It is advantageous that the workpieces are arranged to each other so that the
- the multiple superposition here can be twice or preferably more than two times. As a result, the leadership of the honing tool can optionally be further improved.
- the workpieces are arranged at least partially distributed along the longitudinal axis.
- at least two adjacent workpieces of the workpieces distributed along the longitudinal axis are arranged around the common longitudinal axis such that the segment bores of the adjacent workpieces have a low overlap in the projection along the common longitudinal axis.
- these adjacent workpieces may be disposed about the common longitudinal axis such that the segmental bores of the adjacent workpieces have minimal overlap when projected along the common longitudinal axis.
- Honing tool reduced.
- a uniform guidance of the honing in the region of the segment bores of the workpieces along the common longitudinal axis and thus a uniform chip removal is possible.
- the desired qualitative features can be achieved in an advantageous manner.
- the workpieces are arranged rigidly and that a honing heald, which is guided for honing the segment bores of the workpieces arranged to one another with a feed along the common longitudinal axis through the segment bores, is mounted gimbally. It is also possible, however, that the workpieces are each gimbaled and that a honeydew honing the
- Segment bores of the mutually arranged workpieces is guided relative to the workpieces along the common longitudinal axis through the segment bores, is rigidly mounted.
- the workpiece which has the honed segment bore, serves as a bearing element, wherein the honed segment bore serves as a bearing surface.
- the honed segment bore is designed as a partially cylindrical, honed segment bore.
- the workpiece may be configured as a half-shell.
- the bearing element can serve, for example, for receiving a roll on the honed segment surface.
- the tribological properties of the produced by honing bearing surface of the workpiece have a positive effect on the sliding and
- FIG. 1 shows an arrangement of workpieces for illustrating the method according to the invention according to an embodiment
- FIG. 2 shows the arrangement of the workpieces shown in FIG. 1 from the viewing direction designated II
- FIG. 1 shows an arrangement of workpieces for illustrating the method according to the invention according to an embodiment
- FIG. 2 shows the arrangement of the workpieces shown in FIG. 1 from the viewing direction designated II
- FIG. 1 shows an arrangement of workpieces for illustrating the method according to the invention according to an embodiment
- Fig. 3 shows a workpiece which is produced by a method according to the embodiment of the invention.
- Fig. 1 shows an arrangement of workpieces 1, 2, 3, 4 with segment bores 5, 6, 7, 8 in an arrangement for carrying out a method for producing honed
- the workpieces 1 to 4 can each be rigidly mounted.
- the workpieces 1 to 4 are arranged relative to one another such that the individual segment bores 5 to 8 of the workpieces 1 to 4 are aligned on a common longitudinal axis 9.
- each of the individual Bore axes of the segment bores 5 to 8 identical to the longitudinal axis 9 or these individual bore axes are at least approximately on the longitudinal axis 9.
- the workpieces 1 to 4 along the longitudinal axis 9 are arranged distributed. This is necessary in this embodiment, since the individual segment bores 5 to 8 are each designed with segments of 180 ° or more, in this case more than 180 °.
- the workpieces 1 to 4 are arranged around the longitudinal axis 9 such that a projection along the common longitudinal axis 9 forms a closed circle.
- the direction of the projection is indicated in FIG. 1 by II.
- Workpieces 1 to 4 arranged in a suitable manner with respect to the longitudinal axis 9 or rotated with respect to the longitudinal axis 9.
- a multiple overlay is formed, which can be twice or more than twice. This creates a secure guide for a honing tool 10, which has a Honahle.
- the honing tool 10 is guided along the longitudinal axis 9 through the segment bores 5 to 8 of the workpieces 1 to 4.
- the honing tool 10 can be mounted gimbal. It is also possible that the honing tool 10 is rigidly mounted, while the workpieces 1 to 4 are mounted gimbal. Also other combinations of tool and
- Segment bores 5 to 8 are formed in the workpieces 1 to 4.
- Fig. 2 shows the arrangement of the workpieces 1 to 4 from the in Fig. 1 denoted by II viewing direction.
- the two segment bores 5, 6 of the workpieces 1 to 2 are composed so that they have the common longitudinal axis 9. Since the two segment bores 5 to 6 in this embodiment each extend over segments of more than 180 °, in particular, the segment bore 5 of the extends
- Fig. 3 shows the workpiece 1 in a schematic sectional view.
- the workpiece 1 can be configured in particular as a bearing element 1.
- the workpiece 1 has the honed segment bore 5, which can serve as a bearing surface 5.
- the bearing surface 5 can serve to support a roll.
- the segment bore 5 is in this case formed by a partially cylindrical recess 13, so that the bearing surface 5 is located on a cylinder jacket.
- Segment bores 6, 7, 8 of the workpieces 2, 3, 4 arise at the segment bore 5 and also the other segment bores 6 to 8 typical machining marks. These process-typical machining marks on the honed segment bore 5 have a favorable effect on the sliding and lubricating properties.
- the workpiece 1 has a honed segment bore 5, which extends over a segment 1 1 of more than 180 °.
- the workpiece 1 may also have a segment bore 5 in the form of a sheath bore, wherein the segment 1 1 then extends at least approximately 180 °.
- the segment 1 1 of the segment bore 5 may be less than 180 °.
- a larger number of workpieces that are required to form a closed circuit 12.
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Abstract
Bei einem Verfahren zur Herstellung einer gehonten Segmentbohrung (5 - 8) in Werkstücken (1 - 4), die jeweils eine Segmentbohrung (5 - 8) aufweisen, werden die Werkstücke (1 - 4) so zueinander angeordnet, dass die Segmentbohrungen (5 - 8) der Werkstücke (1 - 4) an einer gemeinsamen Längsachse (9) ausgerichtet sind und in einer Projektion entlang der gemeinsamen Längsachse (9) ein geschlossener Kreis (12) gebildet wird. Dann werden die Segmentbohrungen (5 - 8) der zueinander angeordneten Werkstücke (1 - 4) gemeinsam gehont. Somit kann ein aufwändiger Schleifprozess durch einen Honprozess ersetzt werden. Hierbei können mehrere Werkstücke (1 - 4) gleichzeitig bearbeitet werden, wodurch die Taktzeit reduziert wird.
Description
Beschreibung
Titel
Verfahren zur Herstellung von gehonten Seqmentbohrunqen in Werkstücken und
Werkstück mit gehonter Segmentbohrung
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Werkstücke, bei denen Segmentbohrungen vorgesehen sind, die beispielsweise die Funktion eines Lagers haben.
Bei der Ausgestaltung von segmentierten Bohrungen, insbesondere Halbschalen, die beispielsweise als Lager dienen, können die qualitativen Merkmale, Form- und
Lagertoleranzen, Durchmessertoleranzen und Oberflächenqualitäten mittels Schleifen hergestellt werden. Das Schleifen von Segmentbohrungen ist allerdings sehr kosten- und zeitintensiv. Dadurch ergeben sich hohe Herstellungskosten.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das erfindungsgemäße Werkstück mit den Merkmalen des Anspruchs 7 haben demgegenüber den Vorteil, dass eine kostengünstige Herstellung einer Segmentbohrung mit vorteilhaften Eigenschaften ermöglicht ist. Speziell besteht der Vorteil, dass segmentierte Bohrungen in allen Winkelvarianten hergestellt werden können. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens und des im Anspruch 7 angegebenen Werkstücks möglich.
Die qualitativen Merkmale, Form- und Lagertoleranzen, Durchmessertoleranzen und Oberflächenqualitäten einer segmentierten Bohrung können beispielsweise dadurch bestimmt sein, dass die Form- und Lagertoleranzen kleiner als 2 μιη sind, dass die Durchmessertoleranzen kleiner als 20 μιη sind und dass Oberflächenqualitäten mit einer Rauhigkeit (Rz-Wert) von kleiner als 2 μιη erzielt sind. Im Unterschied zu einem
Schleifverfahren können durch das Honen solche Qualitätsmerkmale kostengünstig realisiert werden. Die tribologischen Eigenschaften einer mittels Honen erzeugten
Oberfläche wirken sich hierbei positiv auf die Gleit- und Schmiereigenschaften aus. Vorteilhaft ist es, dass die Werkstücke so zueinander angeordnet werden, dass die
Segmentbohrungen der Werkstücke in der Projektion entlang der gemeinsamen
Längsachse den geschlossenen Kreis in einer mehrfachen Überlagerung bilden. Hierdurch ist eine sichere Führung des Honwerkzeuges, insbesondere eine Honahle, gewährleistet. Die mehrfache Überlagerung kann hierbei zweifach oder vorzugsweise auch mehr als zweifach sein. Hierdurch kann die Führung des Honwerkzeugs gegebenenfalls weiter verbessert werden.
Vorteilhaft ist es auch, dass die Werkstücke entlang der Längsachse zumindest teilweise verteilt angeordnet werden. Hierbei ist es ferner vorteilhaft, dass zumindest zwei benachbarte Werkstücke der entlang der Längsachse verteilt angeordneten Werkstücke so um die gemeinsame Längsachse angeordnet sind, dass die Segmentbohrungen der benachbarten Werkstücke in der Projektion entlang der gemeinsamen Längsachse eine geringe Überdeckung aufweisen. Speziell können diese benachbarten Werkstücke so um die gemeinsame Längsachse angeordnet werden, dass die Segmentbohrungen der benachbarten Werkstücke in der Projektion entlang der gemeinsamen Längsachse eine minimale Überdeckung aufweisen. Hierdurch werden während des Honens auf das Honwerkzeugs einwirkende Querkräfte und hierdurch bedingte Verbiegungen des
Honwerkzeugs verringert. Hierdurch ist eine gleichmäßige Führung der Honahle im Bereich der Segmentbohrungen der Werkstücke entlang der gemeinsamen Längsachse und somit eine gleichmäßige Spanabhebung ermöglicht. Hierdurch können die gewünschten qualitativen Merkmale in vorteilhafter Weise erzielt werden.
Vorteilhaft ist es auch, dass die Werkstücke starr angeordnet werden und dass eine Honahle, die zum Honen der Segmentbohrungen der zueinander angeordneten Werkstücke mit einem Vorschub entlang der gemeinsamen Längsachse durch die Segmentbohrungen geführt wird, kardanisch gelagert ist. Möglich ist es allerdings auch, dass die Werkstücke jeweils kardanisch gelagert werden und dass eine Honahle, die zum Honen der
Segmentbohrungen der zueinander angeordneten Werkstücke relativ zu den Werkstücken entlang der gemeinsamen Längsachse durch die Segmentbohrungen geführt wird, starr gelagert ist. Dies ermöglicht vorteilhafte Ausgestaltungen bezüglich der Werkzeug- und Werkstücklagerung, wobei eine Vielzahl von Werkstücken gleichzeitig bearbeitet werden kann. Hierdurch ergeben sich deutlich reduzierte Taktzeiten. Allerdings sind auch andere Kombinationen von Werkzeug- und Werkstücklagerungen denkbar.
In vorteilhafter Weise dient das Werkstück, das die gehonte Segmentbohrung aufweist, als Lagerelement, wobei die gehonte Segmentbohrung als Lagerfläche dient. Hierbei ist es ferner vorteilhaft, dass die gehonte Segmentbohrung als teilzylinderförmige, gehonte Segmentbohrung ausgestaltet ist. Speziell kann das Werkstück als Halbschale ausgestaltet sein. Hierdurch kann das Lagerelement beispielsweise zum Aufnehmen einer Rolle an der gehonten Segmentfläche dienen. Die tribologischen Eigenschaften der mittels Honen erzeugten Lagerfläche des Werkstücks wirken sich hierbei positiv auf die Gleit- und
Schmiereigenschaften aus.
Somit ist es in vorteilhafter Weise möglich, Bohrungssegmente zu honen. Hierbei werden mehrere Bauteile gleichzeitig bearbeitet, so dass sich kurze Taktzeiten ergeben. Die tribologischen Eigenschaften bezüglich der verfahrenstypischen Bearbeitungsspuren wirken sich positiv auf die Gleit- und/oder Schmiereigenschaften aus.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende
Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Anordnung von Werkstücken zur Illustration des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend einem Ausführungsbeispiel; Fig. 2 die in der Fig. 1 dargestellte Anordnung der Werkstücke aus der mit II bezeichneten Blickrichtung und
Fig. 3 ein Werkstück, das mit einem Verfahren entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Erfindung hergestellt ist.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt eine Anordnung von Werkstücken 1 , 2, 3, 4 mit Segmentbohrungen 5, 6, 7, 8 in einer Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung von gehonten
Segmentbohrungen 5 bis 8 in den Werkstücken 1 bis 4. Die Werkstücke 1 bis 4 können hierbei jeweils starr gelagert sein. Die Werkstücke 1 bis 4 werden so zueinander angeordnet, dass die einzelnen Segmentbohrungen 5 bis 8 der Werkstücke 1 bis 4 an einer gemeinsamen Längsachse 9 ausgerichtet sind. Somit ist jede der einzelnen
Bohrungsachsen der Segmentbohrungen 5 bis 8 identisch mit der Längsachse 9 beziehungsweise liegen diese einzelnen Bohrungsachsen zumindest näherungsweise auf der Längsachse 9. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Werkstücke 1 bis 4 entlang der Längsachse 9 verteilt angeordnet. Dies ist in diesem Ausführungsbeispiel erforderlich, da die einzelnen Segmentbohrungen 5 bis 8 jeweils mit Segmenten von 180° oder mehr, in diesem Fall von mehr als 180°, ausgestaltet sind.
Außerdem sind die Werkstücke 1 bis 4 so um die Längsachse 9 angeordnet, dass eine Projektion entlang der gemeinsamen Längsachse 9 einen geschlossenen Kreis bildet. Die Richtung der Projektion ist in der Fig. 1 mit II gekennzeichnet. Hierfür werden die
Werkstücke 1 bis 4 in geeigneter Weise bezüglich der Längsachse 9 angeordnet oder bezüglich der Längsachse 9 verdreht. Durch Schichten und Verdrehen der Werkstücke 1 bis 4 zueinander entsteht somit in der Projektion ein geschlossener Kreis, wie es in der Fig. 2 veranschaulich ist. Vorzugsweise wird hierbei eine mehrfache Überlagerung gebildet, die zweifach oder auch mehr als zweifach sein kann. Hierdurch entsteht eine sichere Führung für ein Honwerkzeug 10, das eine Honahle aufweist.
Das Honwerkzeug 10 wird entlang der Längsachse 9 durch die Segmentbohrungen 5 bis 8 der Werkstücke 1 bis 4 geführt. Eine Vorschubrichtung, entsprechend der mit II
bezeichneten Blickrichtung, ist hierbei an der gemeinsamen Längsachse 9 ausgerichtet. Somit wird das Honwerkzeug 10 entlang der Längsachse 9 zum Honen der
Segmentbohrungen 5 bis 8 verfahren. Das Honwerkzeug 10 kann hierbei kardanisch gelagert sein. Möglich ist es auch, dass das Honwerkzeug 10 starr gelagert ist, während die Werkstücke 1 bis 4 kardanisch gelagert sind. Auch andere Kombinationen von Werkzeug- und
Werkstücklagerung sind möglich.
Somit ist eine vorteilhafte Einspannung der Werkstücke 1 bis 4 zueinander gegeben, die eine sichere Führung des Honwerkzeugs 10 ermöglicht. Hierdurch können gehonte
Segmentbohrungen 5 bis 8 in den Werkstücken 1 bis 4 ausgebildet werden.
Fig. 2 zeigt die Anordnung der Werkstücke 1 bis 4 aus der in Fig. 1 mit II bezeichneten Blickrichtung. Die beiden Segmentbohrungen 5, 6 der Werkstücke 1 bis 2 sind so zusammengesetzt, dass diese die gemeinsame Längsachse 9 aufweisen. Da die beiden Segmentbohrungen 5 bis 6 in diesem Ausführungsbeispiel sich jeweils über Segmente von mehr als 180° erstrecken, insbesondere erstreckt sich die Segmentbohrung 5 des
Werkstücks 1 über ein Segment 1 1 von beispielsweise 210°, kann durch die
gegenüberliegende Anordnung der Werkstücke 1 bis 4 ein geschlossener Kreis 12 durch die Segmentbohrungen 5, 6 gebildet werden. Hierbei weisen die beiden Werkstücke 1 , 2, die benachbart zueinander an der Längsachse 9 angeordnet sind, eine minimale
Überdeckung auf. Entsprechend sind auch die Werkstücke 3 bis 4 angeordnet. Beim Honen der Segmentbohrungen 5 bis 8 der Werkstücke 1 bis 4 ergibt sich dabei eine vorteilhafte Führung einer Honahle.
Fig. 3 zeigt das Werkstück 1 in einer schematischen Schnittdarstellung. Das Werkstück 1 kann insbesondere als Lagerelement 1 ausgestaltet sein. Das Werkstück 1 weist die gehonte Segmentbohrung 5 auf, die als Lagerfläche 5 dienen kann. Beispielsweise kann die Lagerfläche 5 zum Lagern einer Rolle dienen. Die Segmentbohrung 5 ist hierbei durch eine teilzylinderförmige Ausnehmung 13 gebildet, so dass die Lagerfläche 5 auf einem Zylindermantel liegt. Beim Honen der Segmentbohrung 5 des Werkstücks 1 zusammen mit den
Segmentbohrungen 6, 7, 8 der Werkstücke 2, 3, 4 entstehen an der Segmentbohrung 5 und auch den anderen Segmentbohrungen 6 bis 8 typische Bearbeitungsspuren. Diese verfahrenstypischen Bearbeitungsspuren an der gehonten Segmentbohrung 5 wirken sich günstig auf die Gleit- und Schmiereigenschaften aus.
In diesem Ausführungsbeispiel weist das Werkstück 1 eine gehonte Segmentbohrung 5 auf, die sich über ein Segment 1 1 von mehr als 180° erstreckt. Das Werkstück 1 kann auch eine Segmentbohrung 5 in Form einer Haibschalenbohrung aufweisen, wobei sich das Segment 1 1 dann zumindest näherungsweise um 180° erstreckt. Auch andere Ausgestaltungen sind möglich, beispielsweise kann das Segment 1 1 der Segmentbohrung 5 auch weniger als 180° betragen. Je nach Größe der Segmente 1 1 der einzelnen Werkstücke 1 bis 4 ergibt sich eine gewisse Mindestanzahl an Werkstücken, die zur Ausbildung eines geschlossenen Kreises 12 erforderlich sind. Vorzugsweise wird jedoch eine größere Anzahl an
Werkstücken angeordnet, um eine mehrfache Überlagerung zur Ausgestaltung des geschlossenen Kreises 12 zu erzielen. Hierdurch ergibt sich zum einen eine vorteilhafte Führung des Honwerkzeugs 10. Zum anderen kann eine größere Anzahl an Werkstücken gleichzeitig bearbeitet werden, so dass sich eine Taktzeit reduziert.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
Claims
1. Verfahren zur Herstellung von gehonten Segmentbohrungen (5 - 8) in Werkstücken (1 - 4), die jeweils eine Segmentbohrung (5 - 8) aufweisen, wobei die Werkstücke (1 - 4) so zueinander angeordnet werden, dass die Segmentbohrungen (5 - 8) der Werkstücke (1 - 4) an einer gemeinsamen Längsachse (9) ausgerichtet sind und in einer Projektion entlang der gemeinsamen Längsachse (9) ein geschlossener Kreis (12) gebildet wird, und wobei die Segmentbohrungen (5 - 8) der zueinander angeordneten Werkstücke (1 - 4) gemeinsam gehont werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Werkstücke (1 - 4) so zueinander angeordnet werden, dass die
Segmentbohrungen (5 - 8) der Werkstücke (1 - 4) in der Projektion entlang der
gemeinsamen Längsachse (9) den geschlossenen Kreis (12) in einer mehrfachen
Überlagerung bilden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Werkstücke (1 - 4) entlang der Längsachse (9) zumindest teilweise verteilt angeordnet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest zwei benachbarte Werkstücke (1 , 2) der entlang der Längsachse (9) verteilt angeordneten Werkstücke (1 - 4) so um die gemeinsame Längsachse (9) angeordnet werden, dass die Segmentbohrungen (5, 6) der benachbarten Werkstücke (1 , 2) in der Projektion entlang der gemeinsamen Längsachse (9) eine geringe Überdeckung aufweisen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Werkstücke (1 - 4) starr angeordnet werden und dass eine Honahle (10), die zum Honen der Segmentbohrungen (5 - 8) der zueinander angeordneten Werkstücke (1 - 4) mit einem Vorschub entlang der gemeinsamen Längsachse (9) durch die Segmentbohrungen (5 - 8) geführt wird, kardanisch gelagert ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Werkstücke (1 - 4) jeweils kardanisch gelagert werden und dass eine Honahle (10), die zum Honen der Segmentbohrungen (5 - 8) der zueinander angeordneten
Werkstücke (1 - 4) relativ zu den Werkstücken (1 - 4) entlang der gemeinsamen
Längsachse (9) durch die Segmentbohrungen (5 - 8) geführt wird, starr gelagert ist.
7. Werkstück (1 ) mit einer Segmentbohrung (5), wobei die Segmentbohrung (5) als gehonte Segmentbohrung (5) ausgebildet ist.
8. Werkstück nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Werkstück (1 ) ein Lagerelement (1 ) ist und dass die gehonte Segmentbohrung (5) als Lagerfläche (5) dient.
9. Werkstück nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die gehonte Segmentbohrung (5) als teilzylinderförmige, gehonte Segmentbohrung (5) ausgestaltet ist.
10. Werkstück nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die gehonte Segmentbohrung (5) zum Aufnehmen einer Rolle dient.
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HAASIS G ET AL: "NEUE VORRICHTUNGSKONZEPTE BEIM LANGHUB- UND DORNHONEN", WERKSTATT UND BETRIEB, CARL HANSER VERLAG GMBH & CO. KG, DE, vol. 124, no. 6, 1 June 1991 (1991-06-01), pages 497 - 501, XP000222857, ISSN: 0043-2792 * |
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