WO2022238000A1 - Mischeranordnung mit einem ersten und einem zweiten getriebe - Google Patents

Mischeranordnung mit einem ersten und einem zweiten getriebe Download PDF

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WO2022238000A1
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seal
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Gao QIONGHUA
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Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Abt. Ecg
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/23—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by the orientation or disposition of the rotor axis
    • B01F27/232—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by the orientation or disposition of the rotor axis with two or more rotation axes
    • B01F27/2321—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by the orientation or disposition of the rotor axis with two or more rotation axes having different inclinations, e.g. non parallel

Definitions

  • the invention relates to a mixer arrangement with a first and a second gear.
  • a cone mixer and dryer is known from DE 20 2009006909 U1 as the closest prior art.
  • a drive shaft arrangement for a vehicle drive is known from DE 102011 054902 A1.
  • the invention is therefore based on the object of designing a mixer arrangement in a compact manner.
  • the first gear has an output shaft designed as a hollow shaft, into which an adapter shaft is at least partially inserted and non-rotatably connected to the output shaft, with the second gear having a Hollow shaft has an output shaft, with the adapter shaft protruding through the output shaft of the second gear, with a first seal, in particular a shaft sealing ring, being slipped onto the output shaft, so that the sealing lip of the seal presses the output shaft against a running surface formed on the output shaft touched, 2 wherein the tread is formed from a second material and the remainder of the output shaft is formed from a first material.
  • the advantage here is that the two shafts driving the mixing mechanism are provided coaxially within one another, and a very compact solution is thus achieved.
  • Another advantage is that the first gear can be permanently installed on the second gear, since it does not have to be arranged so that it rotates. As a result, however, the first gear can be attached directly to the second gear.
  • the adapter shaft is designed as a solid shaft.
  • the advantage here is that a stable design for conducting a high torque can be achieved with a small construction volume.
  • the area covered by the adapter shaft in the axial direction includes the area covered by the output shaft of the second gear.
  • the adapter shaft is aligned coaxially with the output shaft of the second gear.
  • the running surface is arranged and/or formed on the outside of the output shaft.
  • the coefficient of friction of the material pairing of the material of the seal with the second material is smaller than the coefficient of friction of the material pairing of the material of the seal with the first material.
  • the second material causes less wear on the seal than would be caused on the seal if the second material were replaced by the first material, in particular if the geometry was otherwise unchanged 3
  • the power loss of the seal is lower than when the second material is replaced by the first material.
  • a second shaft sealing ring is pushed onto the adapter shaft, the sealing lip of which touches a second running surface of the output shaft, the second running surface being arranged on the hollow inside and/or inner wall of the output shaft designed as a hollow shaft, the second running surface being made of the second material is formed and the rest of the output shaft is made of the first material, in particular excluding the first running surface formed from the second material.
  • the advantage here is that the output shaft has a running surface area made of the second material on its inside and on its outside, and the rest of the output shaft is made of the first material.
  • the second material is applied by welding and then machined, in particular by cylindrical turning or cylindrical grinding. The machining on the inside is carried out as internal cylindrical turning or internal cylindrical grinding.
  • a housing part of the first gear is connected to an adapter flange, which is connected to a housing part of the second gear.
  • the adapter flange has a centering collar, which is inserted into a finely machined bore, which acts as a centering surface, in the housing of the second gear.
  • the first material is different from the second material, - 4 - in particular wherein the first material is a steel and the second material is a steel comprising cobalt, chromium and tungsten.
  • FIG. 1 shows a schematic sketch of a mixer arrangement with two driving gears.
  • the drive of the mixer arrangement is shown in more detail in FIG.
  • a first gear 1 is driven by a first motor 1 and a second gear 2 is driven by a second motor 2 .
  • the output shaft of the second gear 2 is designed as a hollow shaft 201 and protrudes far out of the housing of the second gear 2 .
  • the output shaft of the first transmission 1 is also designed as a hollow shaft 101, but a shaft 102, in particular a solid shaft, is partially inserted into the hollow shaft 101 and is connected to the hollow shaft 101 in a torque-proof manner.
  • a frame part 3 is fastened to the hollow shaft 201 and is therefore designed to rotate with the hollow shaft 201 .
  • the frame part 3 extends on both sides perpendicular to the shaft 201, ie in particular in a radial direction and opposite thereto.
  • the shaft 102 protrudes, which is non-rotatably connected to the output shaft of the first gear 1.
  • the hollow shaft 201 is arranged coaxially with the shaft 102 .
  • the end of the shaft 102 facing away from the first gear 1 drives agitator rods 5 via deflection gears, in particular bevel gears 4, in particular ring gears, so that these agitator rods 5 rotate about their own axis and at the same time are moved on a circular path by the frame part 3 and the second gear 2 will.
  • deflection gears in particular bevel gears 4, in particular ring gears
  • the housing of the first gear 1 is connected to an adapter flange 6 which is screwed to the housing of the second gear 2 .
  • the adapter flange 6 has a centering collar, which is inserted into a finely machined bore, which acts as a centering surface, in the housing of the second gear 2 and thus enables precise alignment of the first gear 1 with respect to the second gear 2 .
  • a seal is accommodated in a housing part of the mixer arrangement and seals off the hollow shaft 201 .
  • the sealing lip of the seal which is preferably designed as a shaft sealing ring, touches the hollow shaft 201.
  • the hollow shaft 201 which is otherwise made of a first material, has a second material on its surface and is therefore in an axial area that Seal in the axial direction, ie in the direction of the axis of rotation of the hollow shaft 201, covered area, manufactured as a composite part.
  • the second material is materially bonded, in particular welded, to a blank made of the first material.
  • the hollow shaft 201 designed as a composite part is machined, in particular with cylindrical turning and/or with cylindrical grinding.
  • the sealing lip of the seal has a running surface that is as smooth as possible.
  • the second material is selected in such a way that the friction and thus also the power loss of the seal, in particular in the area of the running surface, is reduced. In particular, it is lower compared to the design of a hollow shaft 201 that is geometrically the same but is only made of the first material.
  • the first material is optimized for the rigidity and load-bearing capacity of the shaft, with steel preferably being used.
  • the second material preferably includes cobalt, chromium and tungsten.
  • a further seal is arranged inside the hollow shaft 201, which is slipped onto the shaft 102, ie the adapter shaft, and whose sealing lip runs on the inner wall of the hollow shaft 201.

Abstract

Mischeranordnung mit einem ersten und einem zweiten Getriebe, wobei das erste Getriebe eine als Hohlwelle ausgeführte abtreibende Welle aufweist, in welche eine Adapterwelle zumindest teilweise eingesteckt und drehfest mit der abtreibenden Welle verbunden ist, wobei das zweite Getriebe eine als Hohlwelle ausgeführte abtreibende Welle aufweist, wobei die Adapterwelle durch die abtreibende Welle des zweiten Getriebes hindurchragt, wobei eine erste Dichtung, insbesondere Wellendichtring, auf die abtreibende Welle aufgesteckt ist, so dass die Dichtlippe der Dichtung die abtreibende Welle an einer an der abtreibenden Welle ausgebildeten Lauffläche berührt, wobei die Lauffläche aus einem zweiten Material gebildet ist und die restliche abtreibende Welle aus einem ersten Material.

Description

Mischeranordnung mit einem ersten und einem zweiten Getriebe
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Mischeranordnung mit einem ersten und einem zweiten Getriebe.
Es ist allgemein bekannt, dass ein Getriebe eine abtreibende Welle aufweist.
Aus der DE 20 2009006909 U1 ist als nächstliegender Stand der Technik ein Konus- Mischer und Trockner bekannt.
Aus der DE 102011 054902 A1 ist eine Antriebswellenanordnung für einen Fahrzeugantrieb bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Mischeranordnung kompakt auszubilden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Mischeranordnung nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Mischeranordnung mit einem ersten und einem zweiten Getriebe sind, dass das erste Getriebe eine als Hohlwelle ausgeführte abtreibende Welle aufweist, in welche eine Adapterwelle zumindest teilweise eingesteckt und drehfest mit der abtreibenden Welle verbunden ist, wobei das zweite Getriebe eine als Hohlwelle ausgeführte abtreibende Welle aufweist, wobei die Adapterwelle durch die abtreibende Welle des zweiten Getriebes hindurchragt, wobei eine erste Dichtung, insbesondere Wellendichtring, auf die abtreibende Welle aufgesteckt ist, so dass die Dichtlippe der Dichtung die abtreibende Welle an einer an der abtreibenden Welle ausgebildeten Lauffläche berührt, 2 wobei die Lauffläche aus einem zweiten Material gebildet ist und die restliche abtreibende Welle aus einem ersten Material.
Von Vorteil ist dabei, dass die beiden das Mischwerk antreibenden Wellen koaxial ineinander vorgesehen sind und somit eine sehr kompakte Lösung erreicht ist. Weiterer Vorteil ist, dass das erste Getriebe fest auf dem zweiten Getriebe installierbar ist, da es nicht mitdrehend angeordnet werden muss. Dadurch ist aber das erste direkt an das zweite Getriebe anbaubar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Adapterwelle als Vollwelle ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine stabile Ausführung zur Durchleitung eines hohen Drehmoments bei geringem Bauvolumen erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der von der Adapterwelle in axialer Richtung überdeckte Bereich den von der abtreibenden Welle des zweiten Getriebes überdeckten Bereich. Von Vorteil ist dabei, dass die Adapterwelle vollständig hindurchragt durch die abtreibende Welle und somit eine kompakte Ausführung erreicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Adapterwelle zur abtreibenden Welle des zweiten Getriebes koaxial ausgerichtet. Von Vorteil ist dabei, dass eine kompakte Bauform erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Lauffläche an der Außenseite der abtreibenden Welle angeordnet und/oder ausgebildet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Abdichtung zum Mischwerk hin einfach und kostengünstig sowie kompakt ausführbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Reibungskoeffizient der Materialpaarung des Materials der Dichtung mit dem zweiten Material kleiner als der Reibungskoeffizient der Materialpaarung des Materials der Dichtung mit dem ersten Material. Von Vorteil ist dabei, dass der Verschleiß und die Verlustleistung verringerbar sind und somit eine kompaktere Lösung bei gleicher Leistung erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung bewirkt das zweite Material einen geringeren Verschleiß an der Dichtung als bei Ersetzen des zweiten Materials durch das erste Material an der Dichtung bewirkt werden würde, insbesondere bei ansonsten unveränderten geometrischen 3
Eigenschaften der abtreibenden Welle und der Dichtung sowie bei gleicher Drehzahl. Von Vorteil ist dabei, dass eine höhere Standzeit erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Verlustleistung der Dichtung geringer als bei Ersetzen des zweiten Materials durch das erste Material. Von Vorteil ist dabei, dass eine kompaktere Ausführung bei gleicher Antriebsleistung ermöglicht ist
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein zweiter Wellendichtring auf die Adapterwelle aufgesteckt, dessen Dichtlippe eine zweite Lauffläche der abtreibenden Welle berührt, wobei die zweite Lauffläche an der hohlen Innenseite und/oder Innenwandung der als Hohlwelle ausgeführten abtreibenden Welle angeordnet ist, wobei die zweite Lauffläche aus dem zweiten Material gebildet ist und die restliche abtreibende Welle aus dem ersten Material, insbesondere ausgenommen die aus dem zweiten Material gebildete erste Lauffläche. Von Vorteil ist dabei, dass die abtreibende Welle an ihrer Innenseite und an ihrer Außenseite jeweils einen Laufflächenbereich aus dem zweiten Material aufweist und der Rest der abtreibenden Welle aus dem ersten Material gebildet ist. Das zweite Material ist durch Schweißen aufgebracht und danach spanend bearbeitet, insbesondere durch Runddrehen oder Rundschleifen. Dabei ist die Bearbeitung an der Innenseite als Innenrunddrehen oder Innenrundschleifen ausgeführt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Gehäuseteil des ersten Getriebes mit einem Adapterflansch verbunden, welcher mit einem Gehäuseteil des zweiten Getriebes verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein direkter Anbau des ersten an das zweite Getriebe ermöglicht ist und somit eine kompakte Lösung erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Adapterflansch einen Zentrierkragen auf, der in eine als Zentrierfläche fungierende fein bearbeitete Bohrung des Gehäuses des zweiten Getriebes eingesteckt ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine präzise Ausrichtung der beiden Getrieben und ihrer Wellen zueinander ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das erste Material unterschiedlich zum zweiten Material, - 4 - insbesondere wobei das erste Material ein Stahl ist und das zweite Material ein Stahl ist, der Kobalt, Chrom und Wolfram aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass durch bloße Materialänderung im Laufflächenbereich des oder der Dichtringe der Verschleiß, die Verlustleistung und somit auch die Wärmeentwicklung reduzierbar sind und trotzdem ein hohes Drehmoment durchleitbar ist, insbesondere unter Einwirkung von Axialkräften und Querkräften. Denn die Stabilität und Steifigkeit wird durch das erste Material bewirkt.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
- 5 -
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
In der Figur 1 ist eine Mischeranordnung mit zwei antreibenden Getrieben schematisch skizziert.
In der Figur 2 ist der Antrieb der Mischeranordnung näher dargestellt.
Wie in den Figuren gezeigt, ist ein erstes Getriebe 1 von einem ersten Motor 1 angetrieben und ein zweites Getriebe 2 von einem zweiten Motor 2 angetrieben.
Die abtreibende Welle des zweiten Getriebes 2 ist als Hohlwelle 201 ausgeführt und ragt weit aus dem Gehäuse des zweiten Getriebes 2 hervor.
Die abtreibende Welle des ersten Getriebes 1 ist ebenfalls als Hohlwelle 101 ausgeführt, wobei jedoch eine Welle 102, insbesondere Vollwelle, in die Hohlwelle 101 teilweise eingesteckt und drehfest mit der Hohlwelle 101 verbunden ist.
An der Hohlwelle 201 ist ein Rahmenteil 3 befestigt, welches somit mit der Hohlwelle 201 mitdrehend ausgeführt ist. Dabei erstreckt sich das Rahmenteil 3 beidseitig senkrecht zur Welle 201, insbesondere also in einer radialen Richtung und entgegengesetzt dazu.
Durch die Hohlwelle 201, also durch die abtreibende Welle des zweiten Getriebes 2, ragt die Welle 102 hindurch, welche mit der abtreibenden Welle des ersten Getriebes 1 drehfest verbunden ist. Die Hohlwelle 201 ist koaxial zur Welle 102 angeordnet.
Das vom ersten Getriebe 1 abgewandte Ende der Welle 102 treibt über Umlenkgetriebe, insbesondere Winkelgetriebe 4, insbesondere Ringgetriebe, Rührstangen 5 an, so dass diese Rührstangen 5 sich um ihre eigene Achse drehen und gleichzeitig vom Rahmenteil 3 und dem zweiten Getriebe 2 auf einer Kreisbahn bewegt werden.
Das Gehäuse des ersten Getriebes 1 ist mit einem Adapterflansch 6 verbunden, der am Gehäuse des zweiten Getriebes 2 angeschraubt ist. 6
Der Adapterflansch 6 weist einen Zentrierkragen auf, der in eine als Zentrierfläche fungierende fein bearbeitete Bohrung des Gehäuses des zweiten Getriebes 2 eingesteckt ist und somit eine präzise Ausrichtung des ersten Getriebes 1 zum zweiten Getriebe 2 ermöglicht.
Eine Dichtung ist in einem Gehäuseteil der Mischeranordnung aufgenommen und dichtet zur Hohlwelle 201 hin ab. Die Dichtlippe der vorzugsweise als Wellendichtring ausgeführten Dichtung berührt die Hohlwelle 201. An der zugehörigen Lauffläche 202 der Hohlwelle 201 weist die ansonsten aus einem ersten Material gefertigte Hohlwelle 201 an ihrer Oberfläche ein zweites Material auf und ist somit in einem axialen Bereich, der den von der Dichtung in axialer Richtung, also in Richtung der Drehachse der Hohlwelle 201, überdeckten Bereich umfasst, als Verbundteil gefertigt.
Hierzu wird bei der Herstellung der Hohlwelle 201 auf ein Rohteil aus erstem Material das zweite Material stoffschlüssig verbunden, insbesondere schweißverbunden. Danach wird die so als Verbundteil ausgeführte Hohlwelle 201 spanend bearbeitet, insbesondere mit Runddrehen und/oder mit Rundschleifen. Auf diese Weise steht der Dichtlippe der Dichtung eine möglichst glatte Lauffläche zur Verfügung. Dabei ist das zweite Material derart gewählt, dass die Reibung und somit auch die Verlustleistung der Dichtung, insbesondere im Bereich Bereich der Lauffläche, verringert ist. Insbesondere ist sie geringer im Vergleich zur Ausführung einer geometrisch gleichen, aber nur aus dem ersten Material ausgeführten Hohlwelle 201.
Das erste Material ist für die Steifigkeit und Tragfähigkeit der Welle optimiert, wobei bevorzugt ein Stahl verwendet wird.
Das zweite Material weist vorzugsweise Kobalt, Chrom und Wolfram auf.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird eine weitere Dichtung innerhalb der Hohlwelle 201 angeordnet, die auf die Welle 102, also Adapterwelle, aufgesteckt ist und deren Dichtlippe an der Innenwandung der Hohlwelle 201 läuft. - 7 -
Bezugszeichenliste
1 erstes Getriebe 2 zweites Getriebe
3 Rahmenteil
4 Winkelgetriebe, insbesondere Ringgetriebe
5 Rührstange
6 Adapterflansch 101 erste Hohlwelle
102 Adapterwelle
201 Hohlwelle
202 Lauffläche, insbeosndere Laufbereich, für die Dichtung, insbesondere Verbundmaterialbereich der Hohlwelle

Claims

8 Patentansprüche:
1. Mischeranordnung mit einem ersten und einem zweiten Getriebe (1, 2), wobei das erste Getriebe (1) eine als Hohlwelle (101) ausgeführte abtreibende Welle (201) aufweist, in welche eine Adapterwelle (102) zumindest teilweise eingesteckt und drehfest mit der abtreibenden Welle (201) verbunden ist, wobei das zweite Getriebe (2) eine als Hohlwelle (201) ausgeführte abtreibende Welle (201) aufweist, wobei die Adapterwelle (102) durch die abtreibende Welle (201) des zweiten Getriebes (2) hindurch ragt, wobei eine erste Dichtung, insbesondere Wellendichtring, auf die abtreibende Welle (201) aufgesteckt ist, so dass die Dichtlippe der Dichtung die abtreibende Welle (201) an einer an der abtreibenden Welle (201) ausgebildeten Lauffläche berührt, wobei die Lauffläche aus einem zweiten Material gebildet ist und die restliche abtreibende Welle (201) aus einem ersten Material.
- 9 -
2. Mischeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Adapterwelle (102) als Vollwelle ausgeführt ist.
3. Mischeranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Adapterwelle (102) in axialer Richtung überdeckte Bereich den von der abtreibenden Welle (201) des zweiten Getriebes (2) überdeckten Bereich umfasst.
4. Mischeranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adapterwelle (102) zur abtreibenden Welle (201) des zweiten Getriebes (2) koaxial ausgerichtet ist.
5. Mischeranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lauffläche an der Außenseite der abtreibenden Welle (201) angeordnet und/oder ausgebildet ist.
6. Mischeranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibungskoeffizient der Materialpaarung des Materials der Dichtung mit dem zweiten Material kleiner ist als der Reibungskoeffizient der Materialpaarung des Materials der Dichtung mit dem ersten Material.
7. Mischeranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Material einen geringeren Verschleiß an der Dichtung bewirkt als bei Ersetzen des zweiten Materials durch das erste Material an der Dichtung bewirkt werden würde, insbesondere bei ansonsten unveränderten geometrischen Eigenschaften der abtreibenden Welle (201) und der Dichtung sowie bei gleicher Drehzahl. 10
8. Mischeranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlustleistung der Dichtung geringer ist als bei Ersetzen des zweiten Materials durch das erste Material.
9. Mischeranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Wellendichtring auf die Adapterwelle (102) aufgesteckt ist, dessen Dichtlippe eine zweite Lauffläche der abtreibenden Welle (201) berührt, wobei die zweite Lauffläche an der hohlen Innenseite und/oder Innenwandung der als Hohlwelle ausgeführten abtreibenden Welle (201) angeordnet ist, wobei die zweite Lauffläche aus dem zweiten Material gebildet ist und die restliche abtreibende Welle (201) aus dem ersten Material, insbesondere ausgenommen die aus dem zweiten Material gebildete erste Lauffläche.
10. Mischeranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuseteil des ersten Getriebes (1) mit einem Adapterflansch (6) verbunden ist, welcher mit einem Gehäuseteil des zweiten Getriebes (2) verbunden ist.
11. Mischeranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapterflansch (6) einen Zentrierkragen aufweist, der in eine als Zentrierfläche fungierende fein bearbeitete Bohrung des Gehäuses des zweiten Getriebes (2) eingesteckt ist.
12. Mischeranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material unterschiedlich zum zweiten Material ist, insbesondere wobei das erste Material ein Stahl ist und das zweite Material ein Stahl ist, der Kobalt, Chrom und Wolfram aufweist.
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