DD222511A1 - METHOD AND DEVICE FOR CASTING A GRILLE STRIP - Google Patents

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DD222511A1
DD222511A1 DD84261431A DD26143184A DD222511A1 DD 222511 A1 DD222511 A1 DD 222511A1 DD 84261431 A DD84261431 A DD 84261431A DD 26143184 A DD26143184 A DD 26143184A DD 222511 A1 DD222511 A1 DD 222511A1
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casting
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DD84261431A
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Volker Paetzold
Bruno Gessner
Henry Liebhold
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Zwickau Grubenlampenwerke
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    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Giessen eines Gitterbandes und kann vorteilhafterweise bei der Herstellung von Akkumulatorengittern genutzt werden. Ziel und Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine deutliche Verbesserung der Produktivitaet zu erzielen, indem eine hohe Intensitaet bei der Abfuehrung der Ueberhitzungs-, Erstarrungs- und Abkuehlwaerme erreicht wird. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die Schmelze mit Hilfe einer Schmelzzufuehreinrichtung oertlich und zeitlich so begrenzt auf die Giesstrommel aufgebracht wird, dass die zwischen den Quer- und Laengsrippen der Gitter ausgesparten Gitterzwischenraeume zu keiner Zeit unmittelbar in ihrer gesamten Breite quer zur Drehrichtung der Giesstrommel mit Schmelze benetzt werden.The invention relates to a method and a device for casting a grid belt and can be advantageously used in the manufacture of accumulator grids. The aim and object of the invention is to achieve a significant improvement in productivity, by achieving a high intensity in the dissipation of overheating, solidification and Abkuehlwaerme. According to the invention, the object is achieved in that the melt is applied to the casting drum with the aid of a melt-feeding device on a daily and temporally limited basis so that the inter-grid spaces between the transverse and longitudinal ribs of the grid at no time immediately in their entire width transversely to the direction of rotation of the casting drum be wetted with melt.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung .Field of application of the invention.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Gießen eines Gitterbandes aus einer niedrigschmeizenden Legierung. Vorteilhafterweise kann die Erfindung unter Verwendung von Bleilegierungen zur Herstellung von Akkumulatorengittern für Bleibatterien genutzt werden. Es ist aber auch möglich, andere gitterförmige Gießerzeugnisse nach diesem Werkprinzip herzustellen.The invention relates to a method and a device for casting a low-alloy alloy grating strip. Advantageously, the invention can be used using lead alloys for the production of rechargeable battery grids for lead batteries. But it is also possible to produce other lattice-shaped castings according to this principle.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Die Herstellung von Akkumulatorengittern erfolgt gegenwärtig hauptsächlich in diskontinuierlicher Einzelfertigung nach dem Fallguß- oder Druckgußverfahren. Dabei werden aber sowohl von der mechanischen Ausführbarkeit der aufeinanderfolgenden Arbeitsschritte beim Abguß des Gießlings als auch von der Geschwindigkeit des Erstarrungs- und Abkühlvorganges einer größeren Produktionssteigerung Grenzen gesetzt.The production of Akkumulatorengittern currently takes place mainly in discontinuous individual production after Fallguß- or die casting. However, both the mechanical feasibility of the successive steps in the casting of the casting and the speed of the solidification and cooling of a larger production increase limits.

Neuartige Technologien zur Akkumulatorenherstellung stellen die kontinuierlichen Gittergießverfahren dar, die mit einer Gießtrommel arbeiten und die Gitterherstellung über einen Gitterband vorsehen.Novel technologies for accumulator manufacture are the continuous grid casting processes that operate with a casting drum and provide grating production over a grid belt.

Die bisher bekannt gewordenen Herstellungsverfahren für Gitterbänder sind jedoch noch mit Nachteilen behaftet, da u.a. die Verhinderung des Auslaufens der Gitterzwischenräume und auch die erforderliche Abkühlung des Gitterbandes nicht ausreichend gewährleistet sind (DE-OS 3028957, DE-OS 3107175 US-PS 3587713). Dabei ermöglichen sowohl die vorgeschlagene Anbringung einer massiven Gegenform mit Heiz-und Kühleinrichtungen als auch die Anwendung enganliegender Stahlbänder zur Abdeckung der Gießtrommelvertiefungen nicht das Abgießen von Gitterbändern mit ausreichender Qualität bzw. vermindern für das Gießen von Gitterbändern mit ausreichender Qualität die Gießgeschwindigkeit so beträchtlich, daß die Vorteile der höheren Produktivität gegenüber den Fallgußgießverfahren verloren gehen. Auch die in der DE-OS 3212067 beschriebene Lösung für eine Gitterbandherstellung, die sich dadurch auszeichnet, daß nicht nur eine, sondern zwei profiljerte Gießtrommeln, die gleichzeitig als Walzen fungieren, verwendet werden, besitzt den Nachteil, daß die erreichbare Produktionsgeschwindigkeit selbst unter Berücksichtigung der maximalen Gießgeschwindigkeit nur eine Verdopplung gegenüber dem herkömmlichen Fallgußgießverfahren zuläßt. Nachteilig ist hierbei weiterhin der extrem kleine Erstarrungs- und Abkühlbereich mit einem verbleibenden Schmelzsumpf in der Mitte des Walzspaltes zwischen dem Gießformmuster, der das vollständige Aussparen der Gitterzwischenräume erschwert sowie die durch die gleichzeitige Verformung bei der Erstarrung zwischen den Walzen erzeugte glatte Gitterbandaußenfläche, die sich ungünstig auf die Massehaftung auswirkt.However, the hitherto known manufacturing methods for grid bands are still associated with disadvantages, since u.a. the prevention of leakage of the grid interstices and the required cooling of the grid belt are not sufficiently guaranteed (DE-OS 3028957, DE-OS 3107175 US-PS 3587713). Both the proposed attachment of a solid counter-mold with heating and cooling devices as well as the use of tight steel belts to cover the casting drum wells do not allow the casting of mesh belts with sufficient quality or reduce the casting speed for the casting of mesh tapes of sufficient quality so considerably that the Advantages of higher productivity over the casts casting method lost. Also, the solution described in DE-OS 3212067 for a mesh belt production, which is characterized in that not only one, but two profiljerte casting drums, which also act as rollers, has the disadvantage that the achievable production rate even taking into account maximum casting speed only a doubling over the conventional Fallgußgießverfahren allows. Another disadvantage is the extremely small solidification and cooling area with a remaining melt pool in the middle of the nip between the Gießformmuster, which complicates the complete omission of the interstices and the gaps created by the simultaneous deformation during the solidification between the rollers smooth grille outer surface, the unfavorable affects the mass liability.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es; ein gegenüber den bisher bekannten technischen Lösungen zum Gießen eines Gitterbandes wesentlich verbessertes Verfahren mit der dazu notwendigen Vorrichtung zu schaffen, wodurch es ermöglicht wird, daß die geschilderten Nachteile vermieden werden und insbesondere die Herstellung eines fehlerfreien Gitterbandes mit einer hohen Geschwindigkeit erfolgen kann. ' - . The aim of the invention is; a compared to the previously known technical solutions for casting a grid belt significantly improved process with the necessary device to create, thereby making it possible that the disadvantages are avoided and in particular the production of a faultless grid belt can be done at a high speed. '-.

-2- ^DI 4,5 1 U-2- ^ DI 4.5 1 U

Darlegung des Wesens der Erfindung. Explanation of the essence of the invention .

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Gießen eines Gitterbandes zu finden, wo unter Benutzung einer rotierenden, strukturierten Gießtrommel eine hohe Intensität bei der Abführung der Überhitzungs-, Erstarrungs- und Abkühlwärme erreicht wird.The object of the invention is to find a method and a device for casting a grid belt, where using a rotating, structured casting a high intensity in the removal of overheating, solidification and cooling heat is achieved.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Legierungsschmelze mittels einer mit Zuführungskanälen und Abdecklamellen versehenen Schmelzzuführeinrichtung unter Zuhilfenahme einer Andrückvorrichtung auf eine rotierende, bei niedriger Oberflächentemperatur gehaltene und mit eingelassener Gitterstruktur versehene Gießtrommel örtlich und zeitlich so begrenzt aufgebracht wird, daß die zwischen den Quer- und Längsrippen der Gitter ausgesparten Gitterzwischenräume auf der Gießtrommel zu keiner Zeit unmittelbar in ihrer gesamten Breite quer zur Drehrichtung der Gießtrommel mitAccording to the invention this object is achieved in that the alloy melt is applied by means of a provided with feed channels and Abdecklamellen melt supply with the aid of a pressing on a rotating, held at low surface temperature and provided with sunken grating structure casting drum locally and temporally limited so that the between the transverse and longitudinal ribs of the grid recessed grid interstices on the casting drum at any time immediately in its entire width transverse to the direction of rotation of the casting drum with

Legierungsschmelze benetzt werden. ____— —: ~ r -»--— ---- +----Alloy melt wetted. ____- -: ~ r - »--- ---- + ----

Die örtliche und zeitliche Dosierung der Schmelzezuführung auf die Mantelfläche der Gießtrommel erfolgt dabei mittels der schuhförmigen Schmelzzuführeinrichtung selbst, indem die jeweilige Begrenzung durch die Höhe und Breite der in der' Schmelzzuführungseinrichtung angeordneten Zuführungskanäle und durch die Rotationsgeschwindigkeit der Gießtrommel bestimmt wird. Die Höhe und Breite der Zuführungskanäle, die voneinander durch Abdecklamellen getrennt und wechselweise und parallel zur Drehrichtung angeordnet sind, resultiert wiederum u.a. aus der Gitterstruktur, der Legierungsart, der Rotationsgeschwindigkeit der Gießtrommel sowie deren Oberflächentemperatur. Die Schmelzzuführeinrichtung besitzt auf der der Gießtrommel zugewandten Seite eine glatte bogenförmige Oberfläche, deren Bogenradius im wesentlichen dem der Gießtrommel entspricht. , · ·.,..- . ' .The local and temporal dosage of the melt supply to the lateral surface of the casting drum takes place by means of the shoe-shaped melt supply itself by the respective limit is determined by the height and width of the arranged in the 'melt supply feeder channels and by the rotational speed of the casting drum. The height and width of the feed channels, which are separated from each other by Abdecklamellen and arranged alternately and parallel to the direction of rotation, in turn u.a. from the lattice structure, the type of alloy, the rotational speed of the casting drum and its surface temperature. The melt supply device has on the casting drum side facing a smooth arcuate surface whose radius of curvature substantially corresponds to the casting drum. , · ·., ..-. '.

Erfindungswesentlich ist weiterhin, daß die Einflußöffnungen der Zuführungskanäle in einen an sich bekannten Schmelzvorratsoder Schmelzzuführbehälter münden und die Ausflußöffnungen in ihrer gesamten Höhe und Breite unmittelbar über den parallel zur Drehrichtung verlaufenden Vertiefungen der Mantelfläche der Gießtrommel liegen und daß weiterhin die Andrückvorrichtung so eingestellt ist, daß die Abdecklamellen dicht auf der Mantelfläche der Gießtrommel aufliegen und die Oberflächentemperatur der Gießtrommel wesentlich unterhalb der Solidustemperatur der Legierung liegt. Die erfindungsgemäße Art und Weise der dosierten Schmelzzufuhr an der Gießtrommel ermöglicht selbst bei geringem Gießtrommeldurchmesser eine hohe Drehgeschwindigkeit der Gießtrommel und damit eine hohe Produktivität, ohne daß das an sich bei solchen niedrigen Oberflächentemperaturen der Gießtrommel zu erwartende unvollständige Auslaufen der Schmelze in die feinen Gitterkanäle und die sofortige Auskristallisation der Legierung an jeder beliebigen Trommeloberfläche auftritt. Nach dem zeitlich und örtlich genau dosierten Aufbringen der Schmelze mittels der Schmelzzuführeinrichtung, die zweckmäßigerweise im oberen Bereich unmittelbar auf der Gießtrommel angebracht ist, und nach Durchlauf der mit der Schmelzzuführeinrichtung eine Einheit bildenden Andrückvorrichtung kann eine geringfügige profilierte Gegenwalze angeordnet werden, mit deren Hilfe eine Aufrauhung der Gitterbandaußenfläche vorgenommen wird. Der profilierten . Gegenwalze kann auch eine weitere Andrückwalze nachgeschaltet werden, die eine wasseraufnehmende Oberflächenschicht besitzt und im „Walzspalt" zwischen ihr und der Gießtrommel einen kleinen Wassersumpf bildet, der sowohl zur Gitterbandkühlung als auch zum'Anheben des Gitterbandes aus der Gießtrommeloberfläche dient. Zur Aufrechterhaltung des Wassersumpfes wird dieser Walze Wasser zugeführt. Die Oberflächentemperatur der Gießtrommel kann mittels der Kühlwalze oder auch durch unmittelbare Kühlung der Gießtrommel geregelt werden. Is essential to the invention further that the influence openings of the supply channels open into a known Schmelzvorratsoder Schmelzzuführbehälter and the outflow openings in their entire height and width directly over the parallel to the direction of rotation recesses of the lateral surface of the casting drum and that further the pressing device is set so that the Cover slats lie tightly on the lateral surface of the casting drum and the surface temperature of the casting drum is substantially below the solidus temperature of the alloy. The inventive manner of metered melt supply to the casting drum allows even at low casting drum diameter high rotational speed of the casting drum and thus high productivity, without the expected at such low surface temperatures of the casting drum incomplete leakage of the melt into the fine grid channels and the immediate crystallization of the alloy occurs on any drum surface. After applying the melt in exactly the right time and place by means of the melt supply device, which is expediently mounted directly on the casting drum in the upper region, and after passage of the pressing device forming a unit with the melt supply device, a slight profiled counter roll can be arranged, with the aid of which a roughening can be arranged the grille outer surface is made. The profiled. Counter roller can also be followed by another pressure roller, which has a water-absorbing surface layer and forms a small sump in the "nip" between it and the casting drum, which serves both for grid belt cooling and zum' lifting the grid belt from the casting drum surface The surface temperature of the casting drum can be regulated by means of the cooling roll or by direct cooling of the casting drum.

Selbst bei kleinen Gießtrommeldurchmessern ist ein Gitterbandkontakt mit der Gießtrommel über mehr als einen halben Gießtrommelumfang ausreichend, um bei hoher Drehgeschwindigkeit ein qualitativ gutes Gitter zu erhalten.Even with small casting drum diameters, grating belt contact with the casting drum over more than half a casting drum circumference is sufficient to obtain a high quality grating at high rotational speed.

Ausführungsbeispielembodiment

Eine zweckmäßige Form der Realisierung der Erfindung soll anhand der in den Figuren 1 bis 3 aufgezeigten Vorrichtung beschrieben werden.An expedient form of realization of the invention will be described with reference to the device shown in FIGS. 1 to 3.

Die Figur 1 zeigt die Prinzipskizze der Gitterbandgießyorrichtung. .1 shows the schematic diagram of the Gitterbandgießyorrichtung. ,

Die Figur 2 zeigt die Schmelzzuführeinrichtung in Pfeilrichtung A der Figur 1.FIG. 2 shows the melt supply device in the direction of arrow A of FIG. 1.

Die Figur 3 gibt einen Schnitt durch die Linie B-C der Figur 2 wieder.FIG. 3 shows a section through the line B-C of FIG. 2 again.

Die Gießtrommel 1 besitzt einen Durchmesser von 300mm und eine Walzenbreite von 400mm. Die Oberflächentemperatur beträgt 1000C und wird mit Hilfe derwasserbeauflagten Walze 2 konstant gehalten. In der Mantelfläche der Gießtrommel 1 sind Vertiefungen eingraviert, die an ihrer Längsseite zusammenhängenden Doppelgittern entsprechen. Die Tiefe der ' > Gravierung entspricht der gesamten Rahmen- bzw, Stegdicke des Gitters. Die Drehgeschwindigkeit der Gießtrommel liegt zwischen 5 und 20 Umdrehungen pro Minute. Die Schmelzzuführeinrichtung 3 wird aus einem Schmelzvorratsbehälter 4 gespeist und ist mit diesem und der Andrückvorrichtung 5 unmittelbar gekoppelt. In der Schmelzzuführeinrichtung 3 verlaufen die Zuführkanäle 6 und die entsprechenden Abdecklamellen 7. Die Abdecklamellen 7 werden an der Anschlußstelle zumThe casting drum 1 has a diameter of 300mm and a roll width of 400mm. The surface temperature is 100 0 C and is kept constant by means of the water-applied roller 2. In the outer surface of the casting drum 1 depressions are engraved, which correspond to their longitudinal side contiguous double lattices. The depth of the '> engraving corresponds to the entire frame or web thickness of the grid. The rotational speed of the casting drum is between 5 and 20 revolutions per minute. The melt supply device 3 is fed from a melt reservoir 4 and is directly coupled thereto and the pressing device 5. In the melt feeding device 3, the feed channels 6 and the corresponding Abdecklamellen 7. The Abdecklamellen 7 are at the junction to

Schmelzvorratsbehälter 4 in entsprechende Führungsnuten eingefügt. Melted storage tank 4 inserted in corresponding guide grooves.

Die unmittelbar nach der Andrückvorrichtung 5 angeordnete Gegenwalze 8 besitzt ebenso wie die Walze 2 einen Durchmesser von 100mm. Das Gitterband 9 wird nach ca. einer halben Umdrehung der Gießtrommel 1 abgenommen und entsprechenden weiterbearbeitenden Maschinen zugeführt.The immediately after the pressing device 5 arranged counter-roller 8 has as well as the roller 2 has a diameter of 100mm. The grid belt 9 is removed after about half a revolution of the casting drum 1 and fed to corresponding further processing machines.

Der Schmelzvorratsbehälter 4 ist mit einer Heizung 10 versehen, die eine konstante Temperatur der Schmelze 11 garantiert.The melt reservoir 4 is provided with a heater 10, which guarantees a constant temperature of the melt 11.

Die Temperatur der Schmelze 11 liegt unmittelbar vor dem Auftragen auf die Gießtrommel zwischen 340 und 3700C. Die verwendete Legierung ist eine übliche Bleigitterlegierung mit 2,5% Antimon.The temperature of the melt 11 is immediately before application to the casting drum between 340 and 370 0 C. The alloy used is a conventional lead grid alloy with 2.5% antimony.

Claims (7)

- 1 - Ζ.\3Λ 431 O- 1 - Ζ. \ 3Λ 431 O Erfindungsansprüche:Invention claims: 1. Verfahren zum Gießen eines Gitterbandes für die Herstellung von Akkumulatorengittern oder anderen gitterförmigen Gußerzeugnissen aus niedrigschmelzenden Legierungen, insbesondere Bleilegierungen, gekennzeichnet dadurch, daß die Legierungsschmelze mittels einer mit Zuführungskanälen und Abdecklamellen versehenen Schmelzzuführeinrichtung auf einer an sich bekannten rotierenden Gießtrommel niedriger Oberfiächentemperatur unter Zuhilfenahme einer Andrückvorrichtung örtlich und zeitlich begrenzt über nahezu die vollständige Gießtrommelbreite so aufgebracht wird, daß die zwischen den Quer- und Längsrippen der Gitter ausgesparten Gitterzwischenräume auf der Gießtrommel zu keiner Zeit unmittelbar in ihrer gesamten Breite quer zur Drehr.ichtung der Gießtrommel mit Legierungsschmelze benetzt werden.1. A method for casting a grid belt for the production of Akkumulatorengittern or other lattice-shaped castings from low melting alloys, especially lead alloys, characterized in that the alloy melt by means of supply channels and Abdecklamellen provided with a melt supply on a known rotating casting drum low Oberfiächentemperatur with the aid of a Andrückvorrichtung limited spatially and temporally over almost the entire casting drum width is applied so that the between the transverse and longitudinal ribs of the grid recessed interstices on the casting drum at any time directly in its entire width across the direction of rotation of the casting drum are wetted with alloy melt. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die örtliche und zeitliche Begrenzung der Schmelzzuführung durch die Höhe und Breite der in der Schmelzzuführeinrichtung angeordneten Zuführungskanäle sowie durch die Rotationsgeschwindigkeit der Gießtrommel bestimmt werden.2. The method according to item 1, characterized in that the local and temporal limitation of the melt supply by the height and width of the arranged in the melt supply feeder channels and by the rotational speed of the casting drum are determined. 3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Andruckvorrichtung so eingestellt ist, daß die Abdecklamellen dicht auf der Mantelfläche der Gießtrommel aufliegen.3. The method according to item 1 and 2, characterized in that the pressure device is adjusted so that the Abdecklamellen lie tightly on the lateral surface of the casting drum. 4. Verfahren nach den Punkten 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Oberflächentemperatur der Gießtrommel wesentlich unterhalb der Solidustemperatur der Legierung liegt.4. The method according to points 1 to 3, characterized in that the surface temperature of the casting drum is substantially below the solidus temperature of the alloy. 5. Vorrichtung zum Gießen eines Gitterbandes für die Herstellung von Akkumulatorengittern oder anderen gitterförmigen Gußerzeugnissen aus niedrigschmelzenden Legierungen, insbesondere Bleilegierungen, gekennzeichnet dadurch, daß zum örtlich und zeitlich begrenzten Aufbringen der Legierungsschmelze auf die Mantelfläche der an sich bekannten rotierenden Gießtrommel mit eingelassener Gitterstruktur eine mit einer üblichen Andrückvorrichtung versehene schuhförmige Schmelzzuführeinrichtung auf der Gießtrommel aufliegend angeordnet ist und die der Gießtrommel zugewandte Seite der Schmelzzuführungseinrichtung dabei eine glatte, bogenförmige Oberfläche aufweist, von der wechselweise und parallel zur Drehrichtung der Gießtrommel Zuführungskanäle und Abdecklamellen ausgehen.5. Apparatus for casting a grid belt for the production of Akkumulatorengittern or other latticed Gußzeugnissen from low melting alloys, especially lead alloys, characterized in that for locally and temporally limited application of the alloy melt on the lateral surface of the known rotating casting drum with embedded lattice structure with a provided shoe-like melt supply device provided on the casting drum and the casting drum facing side of the melt supply device has a smooth, arcuate surface from the alternately and parallel to the direction of rotation of the casting drum supply channels and Abdecklamellen go out. 6. Vorrichtung nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Einflußöffnungen derZuführungskänäle in einen an sich ebenfalls bekannten Schmelzvorrats- und Schmelzzuführungsbehälter münden und die Ausflußöffnungen unmittelbar über den parallel zur Drehrichtung verlaufenden Vertiefungen der Mantelfläche der Gießtrommel liegen.6. The device according to item 5, characterized in that the influence openings of the supply channels lead into a melt supply and melt supply container also known per se and the outflow openings are located directly above the parallel to the direction of rotation recesses of the lateral surface of the casting drum. 7. Vorrichtung nach Punkt 5 und 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Höhe und Breite der Zuführungskanäle von der Gitterstruktur, der Legierungsart, der Rotationsgeschwindigkeit der Gießtrommel sowie deren Oberfiächentemperatur abhängen.7. The device according to item 5 and 6, characterized in that the height and width of the feed channels of the grid structure, the alloying type, the rotational speed of the casting drum and their Oberfiächentemperatur depend. Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110678276A (en) * 2017-05-19 2020-01-10 Iq电力许可股份公司 Device for casting electrode carriers for lead-acid batteries

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