DE1063682B - High-voltage compressed air switch with multiple interruptions per pole - Google Patents

High-voltage compressed air switch with multiple interruptions per pole

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DE1063682B
DE1063682B DEV15185A DEV0015185A DE1063682B DE 1063682 B DE1063682 B DE 1063682B DE V15185 A DEV15185 A DE V15185A DE V0015185 A DEV0015185 A DE V0015185A DE 1063682 B DE1063682 B DE 1063682B
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Richard Schulz
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Voigt and Haeffner AG
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/04Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/16Impedances connected with contacts
    • H01H33/167Impedances connected with contacts the impedance being inserted only while opening the switch

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Description

DEUTSCHESGERMAN

kl. 21 c 35/10kl. 21c 35/10

INTERNAT. KL. H 02cINTERNAT. KL. H 02c

PATENTAMTPATENT OFFICE

V15185VIIIb/21cV15185VIIIb / 21c

ANMELDETAG: 10. o kto ber 1958REGISTRATION DATE: October 10, 1958

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DEKNOTICE THE REGISTRATION AND ISSUE DEK

AUSLE GE SCHRIFT: 2 0. august 1959AUSLE GE WRITING: 2 August 0, 1959

Bei elektrischen Hochspannungsdruckluftschaltern mit Vielfachunterbrechung pro Pol müssen Mittel vorgesehen werden, durch die sich beim Ausschaltvorgang die wiederkehrende Spannung möglichst gleichmäßig auf die einzelnen Unterbrechungsstellen des Schalterpols verteilt. Bewährt haben sich hierfür ohmsche Widerstände, die auch bei entsprechender Ausbildung die beim Abschalten leer laufender Leitungen oder Transformatoren auftretenden Überspannungen unterdrücken. Je niederohmiger solche Widerstände ausgelegt sind, je höher also der durch die Widerstände nach dem Ausschaltvorgang an der Leistungsschaltstelle fließende Reststrom ist, um so wirksamer werden die Überspannungserscheinungen verhindert bzw. begrenzt.In the case of electrical high-voltage compressed air switches with multiple interruptions per pole, means be provided, through which the recurring voltage when the switch-off process is possible evenly distributed over the individual interruption points of the switch pole. Have proven themselves for this Ohmic resistances, which, even with the appropriate training, reduce the idle lines when switched off or transformers suppressing overvoltages. The lower the resistance Resistances are designed, the higher the one through the resistors after the switch-off process at the Power switching point is the residual current flowing, the more effective the overvoltage phenomena become prevented or limited.

Bei Leistungsschaltern, die ohne Reihentrenner arbeiten, ist es notwendig, den Widerstandsreststrom mittels Hilfsschaltstellen abzuschalten, deren Schaltstücke einige Zeit nach den Leistungsschaltstellen öffnen. Bei Druckluftschaltern wird diese Zeitverzöge- ao rung allgemein durch pneumatische Verzögerungselemente bewirkt. Die Hilfsschaltstellen sind vielfach nach Art einer Funkenstrecke ausgebildet, und sie löschen den Reststromlichtbogen durch einfaches Auseinanderziehen der Schaltstücke in einem unter Druck stehenden Raum. Handelt es sich aber um größere Widerstandsrestströme, so ist es notwendig, die Hilfsschaltstellen zu beblasen. Solche Einrichtungen sind bekannt. So wurde für einen Druckluftschalter, dessen Schaltstrecken betriebsmäßig dauernd unter Druck stehen, vorgeschlagen, die beim Ausschaltvorgang an der Leistungsschaltstelle entstehende Druckabsenkung für die Beblasung der Hilfsschaltstellen derart auszunutzen, daß außer einem Speichervolumen Druckluft in den Raum verminderten Druckes einströmt und dabei die Hilfsschaltstelle bespült wird. Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß die an der Hilfsschaltstelle ionisierten Gase an die Leistungsschaltstelle oder deren Umgebung strömen und dort zu Rückzündungen Anlaß geben können.In the case of circuit breakers that work without a series separator, it is necessary to measure the residual resistance current switch off by means of auxiliary switching points, their contact pieces some time after the power switching points to open. In the case of compressed air switches, this time delay is generally caused by pneumatic delay elements. The auxiliary switching points are multiple designed in the manner of a spark gap, and they extinguish the residual current arc by simply pulling them apart of the contact pieces in a pressurized room. But is it a larger one Resistance residual currents, it is necessary to blow the auxiliary switching points. Such facilities are known. So was for a compressed air switch, whose switching paths are continuously under Pressure are, suggested, the resulting during the switch-off process at the power switching point Use pressure reduction for blowing the auxiliary switching points in such a way that apart from a storage volume Compressed air flows into the room of reduced pressure and the auxiliary switching point is flushed. This device has the disadvantage that the gases ionized at the auxiliary switching point are transferred to the power switching point or their surroundings flow and can give rise to re-ignition there.

Eine andere Anordnung bei der die Löschgase der Hilfsschaltstelle durch das Hauptgasventil abströmen, hat den Nachteil, daß das Blasventil mit seinem verhältnismäßig großen Querschnitt nach der Löschung des Leistungslichtbogens noch so lange offen bleiben muß, bis auch der Reststrom an der Hilfsschaltstelle sicher gelöscht ist. Dieses bedeutet aber einen unerwünscht hohen Verbrauch an Druckluft und bedingt das Vorhandensein von sehr großen Druckluftvorratsbehältern. Another arrangement in which the extinguishing gases of the auxiliary switching point flow out through the main gas valve, has the disadvantage that the blow valve with its relatively large cross-section after deletion of the power arc must remain open until the residual current is also at the auxiliary switching point is safely deleted. However, this means an undesirably high consumption of compressed air and conditionally the presence of very large compressed air reservoirs.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und betrifft eine Anordnung für Druckluftschalter mit Vielfachunterbrechung pro Pol und jeder Leistungsschaltstelle parallelgeschaltetem Steuerwiderstand mit Hochspannungsdruckluftschalter
mit Vielfachunterbrechung pro Pol
The invention avoids these disadvantages and relates to an arrangement for compressed air switches with multiple interruptions per pole and a control resistor with high-voltage compressed air switch connected in parallel to each power switching point
with multiple interruptions per pole

Anmelder:Applicant:

Voigt & Haeffner Aktiengesellschaft,
Frankfurt/M., Hanauer Landstr. 142-172
Voigt & Haeffner Aktiengesellschaft,
Frankfurt / M., Hanauer Landstr. 142-172

Richard Schulz, Friedberg (Hess.),
ist als Erfinder genannt worden
Richard Schulz, Friedberg (Hess.),
has been named as the inventor

Hilfsschaltstelle, durch die bei ungewöhnlich niedrigem Luftverbrauch verhältnismäßig hohe Restströme an der Hilfsschaltstelle ausgeschaltet werden können.Auxiliary switching point, due to the relatively high residual currents with unusually low air consumption can be switched off at the auxiliary switching point.

Erfindungsgemäß ist das die Hilfsschaltstelle steuernde Ventil in gleicher Weise wie das Ventil, das die Leistungsschaltstelle steuert, in an sich bekannter Weise sowohl als Blas- wie auch als Sperrventil zum selbsttätigen Absperren der Druckluft nach erfolgter Beblasung der Hilfsschaltstelle ausgebildet. Hierdurch ist die Hilfsschaltstelle in der Lage, den durch die auftretenden Restströme entstehenden Lichtbogen sicher zum Erlöschen zu bringen.According to the invention, the valve controlling the auxiliary switching point is in the same way as the valve that controls the power switching point, in a manner known per se, both as a blow valve and as a shut-off valve for formed automatic shut-off of the compressed air after the auxiliary switching point has been blown. Through this the auxiliary switching point is able to handle the arcing caused by the residual currents sure to extinguish.

Zweckmäßig ist das mit einem Kolben versehene Schaltstück der Hilfsschaltstelle innerhalb eines Kolbengehäuses des Sperrventils verschiebbar angeordnet. Durch Entlüften des das Kolbengehäuse aufnehmenden Raumes wird beim Ausschaltvorgang durch die anstehende Druckluft in der Schaltkammer zuerst das Schaltstück mit dem Kolben und dann das Kolbengehäuse verschoben. Letzteres verschließt in seiner Endlage die Austrittsöffnung der Druckluft, während das Schaltstück mit dem Kolben wieder seine ursprüngliche Lage zum Kolbengehäuse einnimmt. Während die beim Ausschaltvorgang durch Verschieben des Kolbengehäuses gespannte Feder durch die anstehende Druckluft in der Schaltkammer in gespannter Lage gehalten wird, wird beim Einschaltvorgang durch Zufuhr von Druckluft auf die Rückseite des Kolbengehäuses die Haltekraft aufgehoben und das Kolbengehäuse durch die Kraft der Feder in seine ursprüngliche Lage zurückgebracht, wobei die Hilfsschaltstelle geschlossen wird. Wird die Hilfsschaltstelle mit einer verhältnismäßig hohenThe switching piece provided with a piston of the auxiliary switching point is expediently within a Piston housing of the check valve arranged displaceably. By venting the the piston housing The receiving space is during the switch-off process by the compressed air in the switching chamber first moved the contact piece with the piston and then the piston housing. The latter closes in its end position the outlet opening of the compressed air, while the contact piece with the piston again assumes its original position to the piston housing. While the during the switch-off process Displacement of the piston housing, the tensioned spring is caused by the compressed air in the switching chamber is held in a tense position, is when switched on by supplying compressed air to the The back of the piston housing lifted the holding force and the piston housing by the force of the The spring is returned to its original position, the auxiliary switching point being closed. Will the Auxiliary switching point with a relatively high

909 608/320909 608/320

Claims (5)

1 Spannung beaufschlagt, so wird die Durchtrittsöffnung für das bewegliche Schaltglied der Hilfsschaltstelle im Kolbengehäuse zweckmäßig als Isolierdüse ausgebildet. Zur näheren Erläuterung der Erfindung dienen die Bilder. Bild 1 zeigt den Zusammenbau der Leistungsschaltstelle mit der Hilfsschaltstelle; in Bild 2 ist die Hilfsschaltstelle und ihre Betätigungseinrichtung bei eingeschalteter Hilfsschaltstelle dargestellt; Bild 3 zeigt eine Zwischenstellung der Hilfsschaltstelle während des Ausschaltens und Bild 4 die endgültige Ausschaltstellung der Hilfsschaltstelle. Es bedeutet 1 die durch Druckluft beaufschlagte Kammer, die auf einem nicht gezeichnetem Stützisolator aufgebaut ist und in der das ortsfeste Schaltstück 2 und das bewegliche Schaltstück 3 der Leistungsschaltstelle untergebracht sind. Parallel zur Leistungsschaltstelle 2, 3 liegt der Steuerwiderstand 4 mit der Hilfsschaltstelle 5, 6. Das bewegliche Schaltstück 3 der Leistungsschaltstelle, das in der gezeichneten Einschaltstellung durch die Feder 7 gehalten wird, wird durch Druckluft gesteuert, und zwar zwecks Ausschaltens wird über die Leitung 8 Druckluft zugeführt. Hierdurch bewegen sich der Kolben 9 und der Differentialkolben 10 nach links, wodurch das Ventil 11 geschlossen und das Blasventil 12 geöffnet wird. Durch letzteres kann die Druckluft aus dem Raum 1 über die Schaltstelle 2, 3 bei 13 ins Freie treten. Das Ventil 11 verschließt den Kanal 14 und stellt eine Verbindung des Raumes 15 mit dem Außenraum her. Nun kann sich das Schaltstück 3 der Leistungsschaltstelle nach rechts bewegen, und der gezogene Lichtbogen wird beblasen und gelöscht. Die Bohrung 16 im Differentialkolben 10 bewirkt, daß sich der Druck auf beiden Seiten dieses Kolbens nach einiger Zeit ausgleicht, so daß letzterer, unterstützt durch die Kraft der Feder 17 und die Bewegung des Schaltstückes 3, in seine Ausgangslage zurückgeführt wird, so daß sich das Blasventil 12 wieder schließt. In der Ausschaltstellung wird das bewegliche Schaltstück 3 entgegen der Kraft der Feder 7 durch die anstehende Druckluft im Raum 1 in seiner Lage gehalten. Hierbei legt sich der mit dem beweglichen Schaltstück3 verbundene Kolben 18 gegen die kleinere Fläche des Differentialkolbens 10 und hält das Blasventil 12 geschlossen. Bild 2 zeigt die zur Leistungsschaltstelle 2, 3 parallel liegende Hilfsschaltstelle 5, 6. Mit dem beweglichen Schaltstück 5 der Hilfsschaltstelle ist ein Kolben 19 \rerbunden, der sich innerhalb des Kolbengehäuses 20 entgegen der Kraft der Feder 21 verschieben kann. Das Kolbengehäuse 20 steht unter der Einwirkung der Kraft der Feder 22 und lagert im Raum 23, der über die öffnungen 24 mit der Rohrleitung 25 in Verbindung steht. Die Rohrleitung 25 führt, wie Bild 1 zeigt, zu dem Ventil 26 durch das die Leitung 25 entweder mit dem Druckraum 1 oder über die öffnung 27 mit dem Freien verbunden wird. Der Ventilkolben 28 wird vom Druck in der Rohrleitung 8 gesteuert. Bei geschlossener Leistungsschaltstelle ist, wie Bild 1 zeigt, die Leitung 8 nicht vom Druck beaufschlagt. Es steht also der Druck der Kammer 1 in der Rohrleitung 25 an, so daß die Feder 22 (Bild 2) das Kolbengehäuse 20 und damit das Schaltstück 5 in der Einschaltstellung festhält. 29 ist die mit dem Kolbengehäuse 20 fest verbundene Düse, die als Isolierdüse ausgebildet sein kann. 682 Bild 1 zeigt die Hilfsschaltstelle eingeschaltet. Wird der Rohrleitung 8 zwecks Öffnens der Leistungsschaltstelle Druckluft zugeführt, so öffnet die Leistungsschaltstelle 2, 3, und nach kurzer Zeit wird der Ventilteller 28 nach links bewegt. Hierdurch wird die Rohrleitung 25 über die Öffnung 27 entlüftet. Die Folge ist, daß die Druckluft im Raum 1 über die öffnungen 30 (Bild 2) auf den Kolben 19 einwirkt und diesen entgegen der Kraft der Feder 21 nach oben bewegt, bis er sich gegen den Stift 31 des Kolbengehäuses 20 anlegt (Bild 3). Hierbei wird der gezogene Lichtbogen an der Düse 29 gelöscht. Durch die anstehende Druckluft wird nun der Kolben 19 mit dem Schaltstück 5 und das Kolbengehäuse 20 nach oben weiter bewegt und hierbei die Feder 22 zusammengepreßt. Hierbei können die Löschgase der Hilfsschaltstelle über die Bohrungen 30, 32, 33 und 24 (Bild 4) in die Rohrleitung 25 gelangen und nach außen abströmen. In der angehobenen Stellung des Kolbengehäuses 20 wird durch den Ventilteller 34 die Öffnung 35 und damit die Bohrungen 24 verschlossen, so daß in dieser Stellung die Druckluft nach außen abgesperrt ist. Nun gelangt der Kammerdruck über die Bohrungen 32 hinter die Fläche des Kolbens 19, so daß sich die Feder 21 entspannen kann. Hierdurch wird das bewegliche Schaltstück 5 der Hilfsschaltstelle dem Gegenschaltstück 6 unter Beibehaltung eines ausreichenden Abstandes genähert. Beim Einschaltvorgang wird das Kolbengehäuse 20 mit Ventilteller 34 über die Rohrleitung 25 mit Druckluft beaufschlagt, so daß die Feder 22 das Kolbengehäuse nach unten bewegt und hierdurch die Hilfsschaltstelle 5, 6 eingeschaltet wird. Hierbei wird eine gewisse Dämpfung in der Bewegung durch die Verdrängung der Luft im Raum 23 eintreten. Patentansprüche:1 voltage is applied, the passage opening for the movable switching element of the auxiliary switching point in the piston housing is expediently designed as an insulating nozzle. The pictures serve to explain the invention in more detail. Figure 1 shows the assembly of the power switching point with the auxiliary switching point; Figure 2 shows the auxiliary switching point and its actuation device with the auxiliary switching point switched on; Figure 3 shows an intermediate position of the auxiliary switch point during switch-off and Figure 4 shows the final switch-off position of the auxiliary switch point. It means 1 the chamber acted upon by compressed air, which is built on a support insulator (not shown) and in which the stationary contact piece 2 and the movable contact piece 3 of the power switching point are accommodated. The control resistor 4 with the auxiliary switching point 5, 6 is parallel to the power switching point 2, 3 Compressed air supplied. As a result, the piston 9 and the differential piston 10 move to the left, whereby the valve 11 is closed and the blow valve 12 is opened. Through the latter, the compressed air can escape from the room 1 via the switching point 2, 3 at 13 into the open. The valve 11 closes the channel 14 and establishes a connection between the space 15 and the outside space. Now the contact 3 of the power switching point can move to the right, and the drawn arc is blown and extinguished. The bore 16 in the differential piston 10 causes the pressure on both sides of this piston to equalize after some time, so that the latter, supported by the force of the spring 17 and the movement of the contact piece 3, is returned to its starting position, so that the Blow valve 12 closes again. In the switched-off position, the movable contact piece 3 is held in its position against the force of the spring 7 by the compressed air present in the space 1. The piston 18 connected to the movable contact piece 3 rests against the smaller surface of the differential piston 10 and keeps the blow valve 12 closed. Figure 2 shows the auxiliary switching point 5, 6 lying parallel to the power switching point 2, 3. A piston 19 is connected to the movable contact piece 5 of the auxiliary switching point and can move within the piston housing 20 against the force of the spring 21. The piston housing 20 is under the action of the force of the spring 22 and is located in the space 23 which is connected to the pipeline 25 via the openings 24. The pipe 25 leads, as Figure 1 shows, to the valve 26 through which the pipe 25 is connected either to the pressure chamber 1 or via the opening 27 to the outside. The valve piston 28 is controlled by the pressure in the pipeline 8. When the power switching point is closed, as shown in Figure 1, line 8 is not pressurized. So there is the pressure of chamber 1 in the pipeline 25, so that the spring 22 (Fig. 2) holds the piston housing 20 and thus the switching piece 5 in the on position. 29 is the nozzle firmly connected to the piston housing 20, which can be designed as an insulating nozzle. 682 Fig. 1 shows the auxiliary switching point switched on. If compressed air is supplied to the pipeline 8 for the purpose of opening the power switching point, the power switching point 2, 3 opens, and after a short time the valve disk 28 is moved to the left. As a result, the pipeline 25 is vented via the opening 27. The result is that the compressed air in chamber 1 acts on the piston 19 via the openings 30 (Fig. 2) and moves it upwards against the force of the spring 21 until it rests against the pin 31 of the piston housing 20 (Fig. 3) . Here, the drawn arc is extinguished at the nozzle 29. As a result of the compressed air present, the piston 19 with the contact piece 5 and the piston housing 20 are moved further upwards and the spring 22 is compressed in the process. The extinguishing gases of the auxiliary switching point can get into the pipeline 25 via the bores 30, 32, 33 and 24 (Fig. 4) and flow out to the outside. In the raised position of the piston housing 20, the opening 35 and thus the bores 24 are closed by the valve disk 34, so that in this position the compressed air is shut off to the outside. The chamber pressure now reaches behind the surface of the piston 19 via the bores 32, so that the spring 21 can relax. As a result, the movable contact piece 5 of the auxiliary switching point is brought closer to the counter-contact piece 6 while maintaining a sufficient distance. During the switch-on process, the piston housing 20 with valve plate 34 is acted upon with compressed air via the pipe 25, so that the spring 22 moves the piston housing downwards and the auxiliary switching point 5, 6 is switched on as a result. In this case, a certain damping in the movement will occur due to the displacement of the air in space 23. Patent claims: 1. Hochspannungsdruckluftschalter mit Vielfachunterbrechung pro Pol und mit jeder Leistungsschaltstelle parallelgeschaltetem Steuerwiderstand mit Hilfsschaltstelle, dadurch gekennzeichnet, daß das die Hilfsschaltstelle steuernde Ventil in gleicher, an sich bekannter Weise wie das Ventil, das die Leistungsschaltstelle steuert, sowohl als Blaswie auch als Sperrventil zum selbsttätigen Absperren der Druckluft nach erfolgter Beblasung der Hilfsschaltstelle ausgebildet ist.1. High-voltage compressed air switch with multiple interruptions per pole and with each power switching point control resistor connected in parallel with auxiliary switching point, characterized in that the valve controlling the auxiliary switching point in the same, per se known manner as the valve that the power switching point controls, both as a blow valve and as a shut-off valve for automatic shut-off the compressed air is formed after the auxiliary switching point has been blown. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einem Kolben (19) versehene Schaltstück (5) der Hilfsschaltstelle innerhalb eines Kolbengehäuses (20) des Sperrventils verschiebbar angeordnet ist und durch Entlüften des das Kolbengehäuse aufnehmenden Raumes (23) beim Ausschaltvorgang durch die anstehende Druckluft in der Schaltkammer (1) zuerst das Schaltstück mit dem Kolben (19) und dann das Kolbengehäuse (20) verschoben wird, das in seiner Endlage die Austrittsöffnungen (24) der Druckluft verschließt, während das Schaltstück (5) mit dem Kolben (19) wieder seine ursprüngliche Lage zum Kolbengehäuse (20) einnimmt.2. Switch according to claim 1, characterized in that the provided with a piston (19) Switching piece (5) of the auxiliary switching point can be displaced within a piston housing (20) of the shut-off valve is arranged and by venting the piston housing receiving space (23) when switching off due to the compressed air in the switching chamber (1), first the Switching piece with the piston (19) and then the piston housing (20) is moved in its End position closes the outlet openings (24) of the compressed air, while the contact piece (5) with the Piston (19) resumes its original position relative to the piston housing (20). 3. Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Ausschaltvorgang durch Verschieben des Kolbengehäuses (20) gespannte Feder (22) durch die anstehende Druckluft in der Schaltkammer in gespannter Lage gehalten wird, und beim Einschaltvorgang durch Zufuhr von Druckluft auf die Rückseite des Kolbengehäuses (20) die Haltekraft aufgehoben und das Kolben-3. Switch according to claim 1 and 2, characterized in that the through when switching off Displacement of the piston housing (20) tensioned spring (22) by the compressed air in the Switching chamber is held in a tensioned position, and when switching on by supplying Compressed air to the back of the piston housing (20), the holding force is released and the piston gehäuse durch die Kraft der Feder (22) in seine ursprüngliche Lage zurückgeht und hierbei die Hilfsschaltstelle (5, 6) schließt.housing goes back to its original position by the force of the spring (22) and here the Auxiliary switching point (5, 6) closes. 4. Schalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Entlüftung des das Kolbengehäuse aufnehmenden Raumes dienende Rohrleitung (25) gleichzeitig zur Ableitung der4. Switch according to claim 1 to 3, characterized in that the for venting the Piston housing receiving space serving pipeline (25) at the same time to discharge the beim Löschen des Lichtbogens an der Hilfsschaltstelle entstehenden Schaltgase benutzt wird.when the arc is extinguished at the auxiliary switching point is used. 5. Schalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung für das bewegliche Schaltstück (5) der Hilfsschaltstelle im Kolbengehäuse (20) als Isolierdüse ausgebildet ist.5. Switch according to claim 1 to 3, characterized in that the passage opening for the movable contact piece (5) of the auxiliary switching point in the piston housing (20) designed as an insulating nozzle is. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings @ 909 608/320 8.59@ 909 608/320 8.59
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