DE1096620B - Pneumatic measuring device - Google Patents
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- DE1096620B DE1096620B DEO4389A DEO0004389A DE1096620B DE 1096620 B DE1096620 B DE 1096620B DE O4389 A DEO4389 A DE O4389A DE O0004389 A DEO0004389 A DE O0004389A DE 1096620 B DE1096620 B DE 1096620B
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Erfindung bezieht sich auf ein pneumatisches Meßgerät. Die Wirkungsweise eines pneumatischen Meßgerätes beruht im allgemeinen darauf, daß man einen Luftstrom, dessen Anfangsdruck konstant gehalten wird, durch eine oder mehrere Düsen ausströmen läßt und den in der Luftzuführung sich einstellenden Staudruck mit einem Manometer mißt. Hierbei kann die Düse selbst das zu messende Werkstück sein, z. B. die Düse eines KraftstofrVergasers. Es können aber auch sogenannte Meßidüsen verwendet werden, deren austretende Luftströme durch eine zu messende Werkstückfläche stärker oder schwächer gehemmt werden. Es hat sich gezeigt, daß bereits geringe Maß änderungen am Werkstück beträchtliche Höhenänderungen des Meniskus an einem angeschlossenen Flüssigkeitsmanometer hervorrufen. Dadurch ist die genannte Meßmethode besonders empfindlich und hat sich im Werkstattbetrieb für laufende Feinmessungen aller Art besonders bewährt.The invention relates to a pneumatic measuring device. How a pneumatic one works The measuring device is generally based on the fact that an air stream whose initial pressure is kept constant is allowed to flow out through one or more nozzles and the setting in the air supply Measures back pressure with a manometer. Here, the nozzle itself can be the workpiece to be measured be e.g. B. the nozzle of a fuel carburetor. So-called measuring nozzles can also be used whose exiting air flows are more or less inhibited by a workpiece surface to be measured will. It has been shown that even small changes in the dimensions of the workpiece are considerable Induce changes in the height of the meniscus on a connected liquid manometer. Through this the above-mentioned measuring method is particularly sensitive and has been used in workshops for ongoing fine measurements of all kinds especially proven.
Moderne Fertigungsmethoden verlangen aber heute besonders hohe Stückzahlen; außerdem ist die Bearbeitungsgenauigkeit außerordentlich gesteigert. Diesen beiden Bedingungen werden die genannten Meßinstrumente nicht im vollen Maße gerecht. Bei den bisher üblichen Konstruktionen pneumatischer Meßgeräte steigt nämlich der Meniskus des Flüssigkeitsmanometers nach jeder Messung um ein beachtliches Maß an, weil der Staudruck in der Luftzuführungsleitung zwischen den Messungen bis nahezu auf den Außendruck absinkt. Zu Beginn einer jeden Messung muß also der Meniskus wieder um dieselbe Strecke bis zum Meßbereich absinken. Dabei pendelt der Meniskus mehrere Male um die Meßlage und gestattet erst nach Ablauf einer gewissen Zeit eine sichere Ablesung.However, modern production methods today require particularly large quantities; also is the Machining accuracy increased extraordinarily. These two conditions become the said Measuring instruments not to the full extent. In the conventional designs, more pneumatic Measuring instruments, namely, the meniscus of the liquid manometer rises considerably after each measurement Degree of, because the back pressure in the air supply line between measurements up to almost decreases to the external pressure. At the beginning of each measurement the meniscus must be around the same again Lower the distance to the measuring range. The meniscus oscillates several times around the measuring position and only allows reliable reading after a certain period of time.
Will man genau ablesen, so kommt noch der folgende Nachteil hinzu: Nach jeder Messung muß so lange gewartet werden, bis die an der Innenwand des Kapillarröhrchens des Manometers haftenden Reste der verdrängten Wassersäule herabgeronnen sind. Je länger man also mit der Ablesung wartet, desto genauer wird das Ergebnis.If you want to read off exactly, there is the following disadvantage: after every measurement you have to wait until the stick to the inner wall of the capillary tube of the manometer Remnants of the displaced water column have trickled down. So the longer you wait to read, the more accurate the result will be.
Zwar ist es schon bekannt, die Kapillarröhrchen in den Flüssigkeitsmanometern durch solche mit kleinerem Innendurchmesser zu ersetzen. Die Bewegungen des Meniskus werden hierdurch träger und die lästigen Pendelungen um die Meßlage stark gedämpft, aber die übrigen obengenannten ungünstigen Erscheinungen werden keineswegs vermieden.It is already known that the capillary tubes in the liquid manometers are replaced by such to replace smaller inner diameter. The movements of the meniscus become more sluggish and the annoying oscillations around the measuring position are strongly damped, but the other above-mentioned unfavorable ones Appearances are by no means avoided.
Weiterhin sind Meßvorrichtungen bekannt, bei denen ein zu starker Druckabfall im Manometer beim Entfernen des zu messenden Werkstückes von der Meßdüse dadurch verhindert wird, daß sich ein Klappenventil in der Luftleitung schließt. Durch den Pneumatisches MeßgerätFurthermore, measuring devices are known in which an excessive pressure drop in the manometer when Removal of the workpiece to be measured is prevented from the measuring nozzle that a The flap valve in the air line closes. By the pneumatic measuring device
Anmelder:Applicant:
Adam Opel Aktiengesellschaft, RüsselsheimAdam Opel Aktiengesellschaft, Rüsselsheim
Wilhelm Laut, Flörsheim/M., und Paul Ehrenberg, Rüsselsheim, sind als Erfinder genannt wordenWilhelm Laut, Flörsheim / M., And Paul Ehrenberg, Rüsselsheim, have been named as inventors
vollkommenen Abschluß der Luftleitung geht jedoch der Druckunterschied am Manometer auf Null zurück. Der enge Meßbereich der zu diesen Messungen verwendeten Manometer großer Empfindlichkeit kannHowever, if the air line is completely closed, the pressure difference on the manometer goes back to zero. The narrow measuring range of the manometer used for these measurements can be very sensitive
as dabei leicht überschritten werden, so daß unter Umständen die Eichung des Gerätes verlorengeht bzw. Fehlmessungen vorkommen.as can easily be exceeded, so that under certain circumstances the calibration of the device is lost or incorrect measurements occur.
Bei einer anderen bekannten Meßvorrichtung wird zum Abschließen bzw. Drosseln der Luftleitung bei Wegnahme des zu messenden Werkstückes ein druckgesteuertes Ventil verwendet, dessen Steuerglied vom Druck vor und hinter der Meßdrossel beeinflußt wird. Die Steuerung ist so abgestimmt, daß die Drücke in dem an beiden Seiten der Meßdrossel angeschlossenen Manometer im wesentlichen in den Grenzen gehalten werden, die auch beim normalen Meßvorgang erreicht werden.In another known measuring device, the air line is closed or throttled at Removal of the workpiece to be measured uses a pressure-controlled valve, the control member of which is from Pressure upstream and downstream of the measuring throttle is influenced. The control is coordinated so that the pressures in the pressure gauge connected to both sides of the measuring throttle is kept essentially within the limits which can also be achieved during normal measuring.
Die Bewegungen des "als Biegehaut ausgebildeten Steuergliedes werden dabei unmittelbar auf das Ventil übertragen. Da im normalen Meßbereich eine Drosselwirkung möglichst nicht eintreten soll, muß dem Ventilteller zur Freilegung des vollen öffnungsquerschnittes ein relativ großer Hub eingeräumt werden. Für das Steuerglied führt aber der große Hub zu einer erhöhten Störanfälligkeit. Außerdem ist die Bewegung des Absperrgliedes wegen des langen Hubes und der Schwierigkeit, die Rückstellkraft der Biegehaut richtig abzustimmen, nicht zu beherrschen, so daß die gewünschte Begrenzung des Meßbereiches des Manometers nicht mit Sicherheit eingehalten . werden kann.The movements of the control element, which is designed as a flexural structure, are directly applied to the Transfer valve. Since a throttling effect should not occur in the normal measuring range as far as possible, must the valve disc to expose the full opening cross-section a relatively large stroke can be granted. For the control element, however, the big one leads Hub to an increased susceptibility to failure. In addition, the movement of the shut-off member because of the long The stroke and the difficulty of correctly coordinating the restoring force of the flexural skin, so that the desired limitation of the measuring range of the manometer is not adhered to with certainty. can be.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu beseitigen und die großen Höhenänderungen des Meniskus in einem Flüssigkeitsmanometer,The invention has set itself the task of eliminating these disadvantages and the large changes in height of the meniscus in a liquid manometer,
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wie sie bei ungehindertem'Austritt der Luft im Ver- dadurch den Stromkreis schließt und das Relais 30
gleich zur Flüssigkeitshöhe beim Meßvorgang auf- mit Strom versorgt. Bei Unterschreiten eines betreten
würden, ohne einen zu großen, die Störanfällig- stimmten Druckes in der Luftzuführungsleitung 15
keit erhöhenden Hub des-Steuergliedes zu vermeiden. entfernen sich die Kontakte36, 37 voneinander, wo-Dies
wird dadurch erreicht, daß an die Luftzuführung 5 durch der Stromkreis wieder unterbrochen wird,
zu den Meßdüsen ein elektrischer Kontaktgeber be- Die Druckmessung erfolgt mit einem Flüssigkeits-how it closes the circuit when the air can escape unhindered in the circuit and supplies the relay 30 with current at the same time as the level of the liquid during the measuring process. If one would be entered, without avoiding an excessively high, the failure-prone-prone pressure in the air supply line 15 speed increasing stroke of the control member. the contacts 36, 37 move away from each other, where this is achieved by the circuit being interrupted again to the air supply 5,
an electrical contactor to the measuring nozzles.
kannter Bauart angeschlossen wird, der in Abhängig- manometer 38, welches neben dem Behälter 10 angekeit von dem Druck in der Luftzuführung ein eben- bracht ist. Das obere Ende 39 des Kapillarrohres ist falls bekanntes, ein Drosselventil betätigendes Relais an die Luftzuführungsleitung 15 angeschlossen, wähsteuert. Dadurch wird die Meßzeit ohne Einbuße an io rend das untere Ende 40 mit dem Behälter 10 verAblesegenauigkeit auf ein Minimum herabgedrückt. bunden ist.known design is connected, the dependent manometer 38, which next to the container 10 is attached is brought about by the pressure in the air supply. The upper end 39 of the capillary tube is if known, a throttle valve actuating relay is connected to the air supply line 15, selects. As a result, the measuring time can be read with the container 10 without any loss of accuracy depressed to a minimum. is bound.
Bed einem Druckabfall in der Leitung zu den Meß- Das Kapillarrohr des Manometers 38 und der Be-Bed a pressure drop in the line to the measuring The capillary tube of the manometer 38 and the loading
düsen, der nur geringfügig unter dem Meßdruck liegt, hälter 10 bilden somit kommunizierende Röhren, was
der. der unteren Toleranzgrenze des zu messenden jedoch für die Wirkungsweise der Anlage ohne BeWerkstückes
entspricht, wird der Stromkreis für ein 15 lang ist, da selbstverständlich das Manometer auch
Relais geöffnet, worauf schlagartig ein Ventil betätigt vom Behälter 10 getrennt angebracht sein kann,
wird, welches die Zuführungsleitung zu den Meßdüsen Das Manometer 38 ist mit einer Skala 41 ausgedrosselt
und einen weiteren Druckabfall verhindert. stattet, deren Teilstrichabstände z.B. jeweils Viooo tnmnozzle, which is only slightly below the measuring pressure, container 10 thus form communicating tubes, what the. corresponds to the lower tolerance limit of the one to be measured, however, for the operation of the system without BeWorkstückes, the circuit is long for a 15, since of course the pressure gauge also opens the relay, whereupon a valve can suddenly be actuated separately from the container 10,
which is the supply line to the measuring nozzles. The pressure gauge 38 is throttled with a scale 41 and prevents a further drop in pressure. , whose tick spacing, for example, Viooo tnm
Durch die Erfindung ist es möglich, die genannten bedeuten. Ferner sind zwei einstellbare Marken 42 pneumatischen Meßgeräte auch in selbsttätigen 20 und 43 angebracht, deren Abstand !der zugelassenen Maschinenfließreihen (oder sogenannten Transfer- Toleranz T entspricht, innerhalb derer das Maß χφ straßen) mit besonders raschem Arbeitstakt einzu- der Bohrung 25 liegen darf. Bleibt der Meniskus des setzen. Es ist möglich, viele Messungen in kurzer Zeit Manometers bei der Messung innerhalb der· ToIebei sehr hoher Genauigkeit auszuführen. ranz T stehen, so ist die Bohrung gut, bleibt derThe invention makes it possible to mean the above. Furthermore, two adjustable marks 42 of pneumatic measuring devices are also attached in automatic 20 and 43, the distance between which corresponds to the permitted machine flow series (or so-called transfer tolerance T , within which the dimension χ φ streets) can be introduced into the bore 25 with a particularly rapid work cycle . What remains is the meniscus of the set. It is possible to carry out many measurements in a short time using manometers when measuring within the range with very high accuracy. ranz T stand, the hole is good, it stays that way
Der Aufbau des pneumatischen Meßgerätes nach 25 Meniskus oberhalb der Marke 42 .stehen, so ist die der Erfindung wird nun an Hand einer schematischen Bohrung zu groß; fällt schließlich der Meniskus Zeichnung beschrieben: unter die Marke 43, so ist die Bohrung 25 zu klein.The structure of the pneumatic measuring device after 25 meniscus are above the mark 42 the invention is now too large on the basis of a schematic bore; Eventually the meniscus falls Drawing described: under the mark 43, the hole 25 is too small.
In einen mit Wasser gefüllten, zylinderförmigen In den beiden letzten Fällen wäre das Werkstück 26 Behälter 10 taucht ein Rohr 11 ein, welches mit einer Ausschuß. Es sei ausdrücklich vermerkt, daß die Druckluftversorgungsleitung 12 verbunden ist. Der 30 Maßnahmen zur Konstanthaltung des Anfangsdruckes Luftdruck in der Versorgungsleitung 12 muß so hoch und das Manometer 38 sowie auch der Düsendorn 24 bemessen sein, daß er die in dem Rohr Il befindliche nicht Gegenstände der vorliegenden Erfindung sind. Wassersäule herausdrückt, d.h., daß die Luft am Die Wirkungsweise .der Anlage ist nun wie folgt:In the last two cases, the workpiece would be 26 in a cylindrical shape filled with water Container 10 is immersed in a tube 11, which with a committee. It should be expressly noted that the Compressed air supply line 12 is connected. The 30 measures to keep the initial pressure constant Air pressure in the supply line 12 must be as high as the pressure gauge 38 and also the nozzle mandrel 24 be dimensioned so that it is not objects of the present invention located in the tube II. Pushes out the water column, i.e. that the air is The mode of operation of the system is now as follows:
unteren Ende 13 des Rohres 11 in Form von Blasen Es werde angenommen, daß der Düsendorn 24 soeben austritt. Hierdurch wird erreicht, daß die Meßein- 35 in die Bohrung 25 des Werkstückes 26 eingeschoben richtung mit einem stets gleichbleibenden Luftdruck sei. Die in der Druckluftvereorgungsleitung 12 unter versorgt wird. Die Luft tritt durch eine auswechsel- einem gleichbleibenden Druck stehende Luft strömt bare Kopf düse 14 in die Luftzuführungsleitung 15 durch die Kopf düse 14 in die Luftzuführungsleitung ein, die sich bei 16 in zwei Leitungen 17,18 verzweigt. 15 und wirkt auf die Membran 34 des Kontaktgeberslower end 13 of the tube 11 in the form of bubbles. It is assumed that the nozzle mandrel 24 is just now exit. This ensures that the measuring inserts 35 are pushed into the bore 25 of the workpiece 26 direction with a constant air pressure. The in the compressed air supply line 12 under is supplied. The air passes through an alternating constant pressure air flow face nozzle 14 into the air supply line 15 through the head nozzle 14 in the air supply line a, which branches at 16 into two lines 17,18. 15 and acts on the membrane 34 of the contactor
In dem einen Leitungszweig 17 'befindet sich ein 40 33. Der Kontaktgeber 33 ist so einreguliert, daß sich Hahn oder Ventil 19, das in der einen Stellung den die Kontakte 36, 37 in der Meßstellung des Düsenfreien Durchfluß der Luft gestattet und in der anderen domes 24 berühren. Hierdurch wird der Stromkreis Stellung die Luft abschließt. In dem Leitungszweig 18 geschlossen und das Relais 30 mit Strom versorgt und ist ein Reduzierventil bzw. eine einfache Blende 20, der Hahn oder das Ventil 19 geöffnet. Die Luft in der z. B. eine Wand mit einem kleinen Durchtrittsloch 45 Luftzuführungsleitung 15 kann somit ungehindert für die Luft, angeordnet. Zweckmäßigerweise werden durch die Zweigleitung 17 hindurchströmen und gemehrere Blenden mit verschieden großer Drosselwir- langt durch den Gummischlauch 23 zu den Meßdüsen kung bereit gehalten, so daß ihre Größeden jeweiligen 27, 28. Je nach der Größe der Bohrung 25 stellt sich Meßverhältnissen angepaßt wenden kann. Bei 21 ver- ein bestimmter Druck injder Luftzuführungsleitung 15 einigen sich die Leitungezweige 17,18 und bilden ein 50 ein, den das Flüssigkeitsmanometer 38 anzeigt. Je Anschlußstück 22 für den Gummischlauch 23. Dieser nach der Stellung des Meniskus in bezug auf die Gummischlauch 23 führt zu einem Düsendorn 24. Marken 42,43 kann somit die Qualität der Bohrung Dieser Düsendorn 24 dient dazu, zu messen, inwie- 25 oder sogar deren Abweichung vom Konstruktionsweit die Bohrung 25 eines Werkstückes 26 vom Soll- maß χ φ auf der Skala 41 abgelesen werden. Nach der maß χφ abweicht. Die Druckluft entströmt zwei 55 Messung wird der Düsendorn 24 wieder aus der gegenüberliegenden Meßdüsen 27, 28. Beim Ein- Bohrung 25 herausgezogen. Die Luft kann nunmehr schieben des Düsendornes 24 in die Bohrung 25 wird ungehindert aus den Meßdüsen 27, 28 entweichen, er durch Führungsteile 29 geführt, deren Durchmesser wodurch der Druck in der Luftzuführungsleitung 15 etwas kleiner gehalten sind als das zulässige Kleinst- sofort absinkt. Im gleichen Augenblick trennen sich maß der Bohrung 25. 60 aber die. Kontakte 36, 37 im Kontaktgeber 33, wo-In one branch 17 'there is a 40 33. The contactor 33 is regulated so that the cock or valve 19, which in one position allows the contacts 36, 37 in the measuring position of the nozzle-free flow of air, and in the other touch domes 24. This will shut off the air position in the circuit position. Closed in the branch line 18 and the relay 30 is supplied with current and a reducing valve or a simple diaphragm 20, the tap or the valve 19 is open. The air in the z. B. a wall with a small through hole 45 air supply line 15 can thus be arranged unhindered for the air. Appropriately, flow through the branch line 17 and several orifices with differently sized throttle wires are kept ready through the rubber hose 23 to the measuring nozzles so that their size can be adapted to the respective 27, 28 depending on the size of the bore 25. At 21 a certain pressure in the air supply line 15 unites the line branches 17, 18 and form a 50 which the liquid manometer 38 displays. Each connector 22 for the rubber hose 23. This, after the position of the meniscus in relation to the rubber hose 23, leads to a nozzle mandrel 24. Marks 42, 43 can thus determine the quality of the bore whose deviation from the design width of the bore 25 of a workpiece 26 from the nominal dimension χ φ can be read on the scale 41. According to the measure χ φ deviates. The compressed air flows out of two measurements, the nozzle mandrel 24 is pulled out of the opposite measuring nozzle 27, 28. The air can now push the nozzle mandrel 24 into the bore 25 will escape unhindered from the measuring nozzles 27, 28, it is guided through guide parts 29, the diameter of which the pressure in the air supply line 15 is kept slightly smaller than the permissible minimum immediately drops. At the same moment the hole 25 measured 60 but the separated. Contacts 36, 37 in contactor 33, where-
Der Hahn oder das Ventil 19 wird durch ein durch das Relais 30 stromlos wird und den Hahn oder Relais 30 betätigt, welches über die Stromzuführungen das Ventil 19 schließt. Ehe sich der Druckabfall in 31 mit einer Stromquelle 32 und einem Kontaktgeber der Luftzuführungsleitung 15 bis zum Flüssigkeits-33 verbunden ist. Der Kontaktgeber 33 enthält im manometer fortgepflanzt hat, ist also die Zweigleitung wesentlichen eine Membran 34, deren obere Seite über 65 17 verschlossen. Die Luft kann nunmehr nur noch eine Verbindungsleitung 35 mit der Luftzuführung^- durch die andere Zweigleitung 18 strömen, in welcher leitung 15 in Verbindung steht. An der Unterseite der aber die Blende 20 angebracht ist. Diese verhindert, Membran 34 ist ein elektrischer Kontakt 36 befestigt, daß der Druck in der Luftzuführungsleitung 15 der bei Erreichen eines bestimmten Druckes in der stärker als notwendig absinkt. Die Blende 20 ist so Luftzuführungsleitung 15 den Kontakt 37 berührt, 70 dimensioniert, daß der Meniskus des Manometers 38The faucet or valve 19 is de-energized by a relay 30 and the faucet or Relay 30 actuated, which closes valve 19 via the power supply lines. Before the pressure drop in 31 with a power source 32 and a contactor of the air supply line 15 to the liquid 33 connected is. The contactor 33 contains in the manometer has propagated, so it is the branch line essentially a membrane 34, the upper side of which is closed by 65 17. The air can now only a connecting line 35 with the air supply ^ - flow through the other branch line 18, in which line 15 is in communication. On the underside of which, however, the panel 20 is attached. This prevents Membrane 34 is attached to an electrical contact 36 that the pressure in the air supply line 15 which drops more than necessary when a certain pressure is reached. The aperture 20 is like this Air supply line 15 touches contact 37, dimensioned 70 that the meniscus of manometer 38
nur etwa bis zur Höhe y ansteigt, also nicht weit über die obere Marke 42. Ohne diese Maßnahmen würde der Meniskus bis fast auf das Niveau des Wasserspiegels im Behälter 10 ansteigen, wie ohne weiteres einzusehen ist. Je nach Wahl der Blende 20 kann die Höhe y in bezug auf die obere Marke 42 beliebig eingestellt werden.rises only approximately to the level y , that is to say not far above the upper mark 42. Without these measures, the meniscus would rise almost to the level of the water level in the container 10, as can be readily seen. Depending on the choice of the diaphragm 20, the height y with respect to the upper mark 42 can be set as desired.
Durch die beschriebenen Maßnahmen erhöht sich nicht nur die Meßgeschwindigkeit erheblich, sondern auch die Meßgenauigkeit. Die bisherigen lästigen Schwingungsausschläge des Meniskue sind nicht mehr vorhanden, da die auf die Wassersäule im Kapillarröhrchen wirkende erregende Kraft nunmehr kleiner ist.The measures described not only increase the measuring speed considerably, but also increase also the measurement accuracy. The previous annoying oscillations of the meniscue are no more present, since the exciting force acting on the water column in the capillary tube is now smaller is.
Die Meßgenauigkeit wird ferner dadurch erhöht, daß der höchste Stande des Meniskus in unmittelbarer Nähe der oberen Toleranzmarke 42 bleibt, wodurch so wenig wie möglich Fläche der Innenwand des Kapillarröhrchens von der Flüssigkeit benetzt wird. aoThe measuring accuracy is further increased by the fact that the highest level of the meniscus is in the immediate vicinity Near the upper tolerance mark 42 remains, whereby as little as possible area of the inner wall of the capillary tube is wetted by the liquid. ao
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das skizzierte Schema. So ist es z. B. möglich, die Blende 20 mit dem Ventil 19 zu vereinigen.The invention is not limited to the scheme outlined. So it is z. B. possible, the aperture 20 to unite with the valve 19.
Dies kann z. B. derart verwirklicht werden, indem das Ventil 19 so ausgebildet wird, daß es in der einen Stellung den ungehinderten Durchfluß in dem angegebenen Maße drosselt.This can e.g. B. be realized by the valve 19 is formed so that it is in the one Position throttles the unimpeded flow to the specified extent.
Claims (1)
Deutsche Patentschriften Nr. 829 505, 824 857,
577, 922 019;Considered publications:
German patents No. 829 505, 824 857,
577,922,019;
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