DE1488569A1 - DC drive system in constant current circuit - Google Patents
DC drive system in constant current circuitInfo
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Description
Licentia Patent-Verwaltungs-G.m.b.H. T488569 Frankfurt/Mein, Tbeodor-Stern-Ksi 1Licentia Patent-Verwaltungs-G.m.b.H. T488569 Frankfurt / Mein, Tbeodor-Stern-Ksi 1
B-Hr. $4/052 5. 7. 1965 B-Mr. $ 4/052 5/7 1965
"Gleichstrom-Antriebeanlage in Konetantatromechaltung""DC drive system in Konetantatomechaltung"
Die Erfindung betrifft eine Gleichstrom-Antriebssnlage in Kon» stantstromschsltung, insbesondere ale Pahranlage auf Schiffen, mit mindestens einem Gleichstrommotor, der von Mindestens einem, eine Antriebsmaschine und einen Generator aufweisenden Aggregat ge apeist wird.The invention relates to a direct current drive system in con » constant power circuit, in particular for all parallel systems on ships, with at least one direct current motor, that of at least one unit having a drive machine and a generator is apeisted.
Ea sind bisher Gleichatrom-Antriebaanlagen bekannt, bei denen die Gleichstrommotoren durch einen Umformersetz oder eine andere Gleichapannungsquelle gespeist werden. So sind z.B. bei einem Leonherd-Satz nachteilig die Empfindlichkeit des Generator-Kommutators, der relativ große Plet«bedarf, das große Gewicht und die hohen Herstellungskosten. Schwierig ist es ferner bei Verwendung von Gleichrichtern, bei einer Drehrichtungsumkehr und bei einer Bremsung die erforderlichen msfinshmen sur Feldumkehr und sur Aufnehme der Bremsenergie «u treffen. Benötigt man mehrere -ir.triebamotoren mit voneinender unabhängig einstellbarer Drehzahl, so können diese Antriebsaotoren nicht in einem einsigen Leonard -Kreis betrieben werden. Ea are known before Gleichatrom-Antriebaanlagen in which the DC motors are fed by a converter or another DC voltage source. For example, in a Leonherd sentence disadvantageous the sensitivity of the generator commutator, the relatively large plet, the great weight and the high Manufacturing costs. It is also difficult when using rectifiers, when reversing the direction of rotation and when braking the necessary msfinshmen for field reversal and for recording the Braking energy «u. If you need several -ir.drive motors with speed can be set independently of one another, so these drive motors are not operated in a single Leonard group.
Zur Behebung dsr lststgsnsnntsn Scbwierigkeite ist «in« Konstsntstromschsltung eingeführt worden, bsi der meist mehrere nintereinandergesohsltete Generatoren einem KonstantStromkreis spslssn, inTo remedy the difficulties, "in" constant current circuit has been introduced, up to the usually several nested one behind the other Generators in a constant circuit spslssn, in
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dem aueb die Antriebemotoren hintereinander gescheitet aind. Hier gelten aber auch die anfange für Umformersätze genannten Nachteile. Motoren und Generatoren können im Konetentstromkreis was einen weiteren Nachteil darstellt - nur nach vorheriger Entregung, Überbrückung und Abtrennung vom Stromkreis außer Betrieb genommen werden, was einen großen acheltungatechniacben Aufwand erfordert.The drive motors failed one after the other. The beginnings mentioned for converter sets also apply here Disadvantage. Motors and generators can do something in a constant current circuit represents another disadvantage - only after prior de-excitation, Bridging and disconnection from the circuit are taken out of service, which is a great expense requires.
Ee ist ferner bekannt, eine Qleichatromleiatung durch Synchrongeneratoren mit nachgeachalteten Gleichrichtern *u ersaugen und mit dieser Gleichstrommotoren zu apeiaen. Die Drehsehlveretellung des Antriebamotora erfolgt dabei wie bei einer Leonard-Anlage durch die Verstellung der Erregung dee Synchrongenerators· Natürlich hat man hierbei auch noch die Nachteile, eine unabhängige DrehzehIeinetellung bei Verwendung mehrerer hintereinander geachalteter Antriebemotoren nicht vornehmen tu können.Ee is also known, a Qleichatromleiatung by synchronous generators with downstream rectifiers * and suck in DC motors with them. The Drehsehlveretstellung the drive motor takes place in the same way as with a Leonard system by adjusting the excitation of the synchronous generator · Of course you also have the disadvantages of having an independent turning point setting when using several consecutively adjusted turning points Drive motors can not do.
Nun gibt ea aber oft Anlagen, bei denen mehrere Antriebemotoren und oft auch mehrere Generatoren vorgesehen werden müssen und bei denen dann die genannte unabhängige !Drehsahlregelung der Actrlebamotoren besondere wichtig iat. Die Erfindung will hierfür eine teohniach einfache und betriebssichere Antriebeanlage unter Vermeidung der genannten Nachteile und Schwierigkeiten schaffen und schlägt hierzu vor, daß der Generator ein an sich bekennter Synchrongenerator mit nachgeachalteten usgeateuerten Gleichrichtern 1st und daß die Konstantstromsteuerung über die Erregung des Synchrongenerator erfolgt. Eine solche Anlage benötigt generatorseitig überhaupt keines Leistungsschalter; man kommt mit Trennschsltern und sogar mit umklemmbaren Verbindungen auch dann aus, wann eine teilweise Abtrennung einzelner Meschicen zu Wsrtungazweoken während das Betriebes der übrigen Maschinen nicht erforderlieh wird. Zur betriebsmäßigen Stillsetzung einseiner Genera-However, there are often systems in which several drive motors and often several generators have to be provided and in which then the aforementioned independent speed control of the Actrlebamotoren special important iat. For this purpose, the invention aims at a drive system that is partly simple and reliable Avoidance of the disadvantages and difficulties mentioned create and suggests that the generator is a per se Synchronous generator with downstream controlled rectifiers 1st and that the constant current control takes place via the excitation of the synchronous generator. Such a system requires the generator no circuit breaker at all; you come with separators and even with connections that can be re-clamped, when a partial separation of individual meschicen to Wsrtungazweoken while the operation of the other machines is not necessary will. For the operational shutdown of one of its generators
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toran genügt ea jetzt, den betreffenden Synchrongenerator zu entregen und etinen Antrieb stillsuaetsen. Der Gleichrichter aorgt dafür, daß der Konetantatroakrela geschlossen bleibt und der »ugehörige Synchrongenerator atroaloa wird.It is now sufficient to de-energize the relevant synchronous generator and to shut down a drive. The rectifier takes care for keeping the Konetantatroakrela closed and the "belonging." Synchronous generator will atroaloa.
Für den Breaabetrieb wird in weiterer Ausgestaltung dar Erfindung vorgeschlagen, dafi la Konstentstroakreia ein Widerstand liegt, der la Normalbetrieb überbrückt let, der Jedoch eingeschaltet ist, wenn der oder die Gleichstrommotoren generatorisch Leiatung in den KonatantStromkreis einapeiaen. Dleee Maßnahme Iat im Su* aaaaenbang alt der Erfindung «war von beaonderea Vorteil, aie iat jedoch über den Qegenatand der Erfindung hinaus auch tür alle gleicbrlchtergeapelate Sinaelantrlebe anwendbar, die dann allerdings la Xonatantatroabetrieb betrieben werden aüaaen, obwohl andere Gründe but Verwendung des Konstantstrombetriebeβ eonat nicht vorliegen. Aber auch bei dleaen Antrieben sind ebenao wie bei liehraotorenantrieben durch die genannte Maßnehme weeentliehe Vorteile gegeben, die darin bestehen, daß das Breaeaoaent während des gesamten Breaevorgangee bis zum Stilletand hin konetant bleibt und auch auf seinem maximalen Wert gehalten werden kann, ohne daß Umschaltungen aa Breaawideratand erforderlich aind. See iat darauf surüoksuführen, daß über die Generatoren dar über den Widerstand fließende Stroa konetant gehalten wird.For the Breaa operation, it is proposed in a further embodiment of the invention that there is a constant resistance which bridges the normal operation, but which is switched on when the direct current motor (s) feed into the constant current circuit as a generator. Dleee measure Iat Su * aaaaenbang old the invention "was from beaonderea advantage aie but iat on the Qegenatand the invention addition, door all gleicbrlchtergeapelate Sinaelantrlebe applicable, but then la Xonatantatroabetrieb be operated aüaaen, although other reasons but using the Konstantstrombetriebeβ not eonat are present. But also with dleaen drives, just as with liehra motor drives, the above measures give minor advantages, which consist in the fact that the Breaeaoaent remains constant during the entire Breaea processee up to the standstill and can also be kept at its maximum value without switching aa Breaawideratand required aind. It is important to ensure that stroa flowing through the resistance is kept constant via the generators.
Nun aind aber euch Fälle denkbar, in denen ein solcher Synchrongenerator nicht ständig auf den lonstsntStromkreis apelaen soll, sondern in denen s.B. wahlweise auch ein Konatantspennungsnete su varaorgen ist. Brfindungegemäß «oll daahalb mindeatana einer dar Synchrongeneratoren to euagelegt aein, daß er wahlwaiaa für beide Bedarfafalle eingeaetat werden kann.But now you are conceivable of cases in which such a synchronous generator should not constantly apelaen on the lonstsnt power circuit, but in which s.B. optionally also a Konatantspenntnete su varaorgen is. According to this, there is one mindeatana synchronous generators to euagelegt aein that he Wahlwaiaa for both need trap can be incorporated.
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Zur Auslegung des Synchrongenerators wird weiterhin vorgeschlagen, diesen zum Zweck weiterer Einsparungen ohne Dämpferkäfig auszuführen. Hiermit ist außerdem der Vorteil einer besseren Begelfestigkeit für Kon et ent et rombetrieb verbunden.For the design of the synchronous generator, it is also proposed that to do this without a damper cage for the purpose of further savings. This also has the advantage of better fastening strength connected for con et ent et rome operation.
De es für die Speisung der Oleichrichter auf die frequenz des Synchrongenerator nicht ankommt, wird vorgeschlagen, diesen sie Schwungradgenerator mit relativ großer Polzahl und relativ großem Schwungmoment auszuführen, d. h. eis schmale maschine mit großem Durchmesser. Zusätzlich wird hierdurch eine Ersparnis sn erJTorderlieber Baulänge erzielt. Bs es euch euf die Kurvenform der Generator torspannung nicht ankommt, kenn seine konstruktive Ausführung einfach sein; es genügt z.B. die Anwendung von Klauenpolen.De it for feeding the rectifier to the frequency of the If the synchronous generator does not arrive, it is suggested that this be done Execute flywheel generator with a relatively large number of poles and a relatively large moment of inertia, d. H. ice narrow machine with large Diameter. In addition, this means that savings are more likely to be preferred Overall length achieved. If the curve shape of the generator gate voltage is not important to you, simply know its design be; e.g. the use of claw poles is sufficient.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn bei Anwendung mehrerer den Konstsntstromkreis speisender Generatoren diese einender proportionele Erregerströme oder Srregerspsnnungen erhalten, weil dsdurch sichergestellt wird, dsß slle Generatoren ständig - auf ihre Nennleistung bezogen - gleiche Leistungsenteile liefern. Dies wird erreicht s.B. durch eine Auegleichsleitung, die eile Erregerwicklungen perallelschaltet, oder aber auch dadurch, daß hierzu ein gerneinsemer Konstant et romregler vorgesehen ist, der allen Erregergeräten dasselbe Stellsignal zuführt.It is also advantageous if the constant current circuit is used when several are used The supplying generators receive these proportional excitation currents or excitation voltages because this is ensured that all generators are constantly - to their nominal power related - deliver the same parts of the performance. This is achieved s.B. by means of an equalization line that connects rapid excitation windings in parallel, or also by the fact that for this purpose a like-one constant et rom regulator is provided, the same for all excitation devices Control signal supplies.
Um am Ende eines Bremsvorgang«s das Entstehen eines Stoßkurzschlußstromes im Konstsntstroakreis zu verhindern, wird necb einem weiteren Vorechleg der Erfindung eine Kopplung zwischen dea den Widerstand Überbrückenden Scheiter und der Generetorerregung vorgesehen derart, daß kurz vor Sobließen des Schalters eine BrregungSverainderung erfolgt, die danach wieder aufgehoben wird.At the end of a braking process, the occurrence of a surge short-circuit current To prevent this in the Konstsntstroakkreis is another The invention proposes a coupling between the resistance The bridging failure and the generator excitation are provided in such a way that shortly before the switch is closed, an excitation change occurs takes place, which is then canceled again.
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Ee wurde bereite gesagt, daß der Synchrongenerator eo auegelegt aein kann, defi er weblweise auch ein Konstantapennunganeta epeiaen kann. Nun iat ea dann aber auch denkbar, daß nicbt die gante Generator leistung für daa Konstentapsnnungsnets benötigt uird, aondern daß man Leietungateile euch dem Konetentatromkreie aufUhren möchte. Dies iat im Rahmen der Erfindung durchaua auch möglich, und «war derart, daß dann der dem auf daa Konstantepennungsnete arbeitenden Generator cugeordnete Gleichrichter zumindest seitweiee aua dem Konetantapannungauets gespeist wird. Bin aolcher Betrieb iat natürlich nur durchführbar, wenn die im Konstantetromkreit benötigte Leiatung größer iat eis die Leistung, die der eua dem Konstantapannungsnets gespeiste Gleichrichter liefert. Wird die im Konstant Stromkreis benötigte Leistung kleiner, muß eine Abschaltung dieses Gleichrichters erfolgen. Daa Verhältnis swiachen der dem Konatantapsnnungsnets augeführten und der von diesem dem Gleichrichter aur Verfugung gestellten Leistung wird e.B. durch einen Zwischengeschäften Transformator festgelegt.Ee has already been said that the synchronous generator is set up aein can, defi he also a Konstantapennenaneta epeiaen in a weave can. But it is then also conceivable that the entire generator power is not required for the constant power supply network, but rather that one would like to watch the line parts of the Konetentatromkreie. This was definitely possible within the scope of the invention, and it was in such a way that then the one who works on daa Konstantepnungnete Generator cuordinated rectifier is fed at least partially from the Konetantapensionauets. I am such a company, of course only feasible if that was required in the Constantetrom War Leiatung greater iat eis the performance that the eua the Konstantapannungsnets fed rectifier supplies. If the power required in the constant current circuit is lower, it must be switched off this rectifier take place. The relationship between that carried out by the Konatantapsnnungsnets and that of the rectifier a service made available is e.B. through a Intermediate Transformer Set.
Nun iat ea jedoch bisher nicht möglich, die von einem aua einem Konstantepennungsnet» geapeiaten Gleichrichter abgegebene Leietung au verstellen. Die Konatantatromregelung muß sIbo allein mit den unmittelbar den Konatantetromkreia speisenden Generatoren aufrechterhalten werden. Deahalb ist eine ständige gleichmäßige Lastverteilung auf alle Generatoren allerdings nicht möglich. Um eine solche su erreichen, wird erfindungsgemäß weiterhin vorgeschlagen, daß zwischen dem Konstantspannunganete und dem Gleichrichter Mittel sur Umformung von Konstantspannung in Koostsntstrom vorgesehen sind. Beispielsweise kenn biersu sin Beucherot-Kreis dienen, für eine Anlege, bei der ein Teil der Synchrongeneratoren unmittelbar und ein Teil mittelbar über das Konstentepannungsnet« in den KonstentStromkreis spslst, wird denn sine solche Regelung möglioh, daß die Aufteilung dar von aamtlichen Synchrongeneratoren geliefer-Well iat ea however so far not possible that of one aua one Konstantepennnet »equipped rectifier delivered line adjust au. The Konatantatrom regulation must sIbo alone with the directly to the Konatantetromkreia feeding generators will. Therefore, a constant, even load distribution on all generators is not possible. To a achieve such su, is further proposed according to the invention, that between the constant voltage anete and the rectifier means Sur conversion of constant voltage into Koostsntstrom intended are. For example, den Beucherot circle serve for a system in which some of the synchronous generators directly and some indirectly via the constant voltage network "into the constant current circuit spslst, is such a regulation possible that the division is supplied by all synchronous generators
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ten Leiatung durch alleinige Erregungsverstellung en den unmittelbar in den Konstantetromkreie speisenden Synchrongeneratoren erfolgt. The conduction through sole adjustment of the excitation ends directly takes place in the synchronous generators feeding the constant current.
Hat jedoch das zu versorgende Konstantspannungsnetz im Verhältnis «u der Nennleistung der Generatoren einen kleinen Leistungebedarf, so kann es dann günstiger sein, wenn in den Sternpunkt mindestens eines Synchrongeneratore ein Boucherot-Kreis gescheitet ist, der den dort fließenden Konstantstrom in Eonatantspannung zur Speisung eines Konstantspennungsnetzee umwandelt.However, it has the ratio of the constant voltage network to be supplied «U the nominal power of the generators a small power requirement, it can then be more favorable if a Boucherot circle is cut into the star point of at least one synchronous generator the constant current flowing there in Eonatant voltage for supply of a constant voltage network.
Kachfolgend wird ein Auaführungabeispiel der Erfindung beschrie ben. In Pig. 1 1st eine Gleichstrom-Äntriebsenlege in Konstant-Stromschaltung dargestellt, deren Antriebsmotoren 10 und Vi zwei Schiffsschrauben 12 und 1$ antreiben. Der KonetantStromkreis wird durch drei Gleichrichter 14, 15 und 16 gespeist. Dementsprechend sind auch drei Generatoren 17» 10 und 19 vorgesehen, die von den Dieselmotoren 20, 21 und 22 angetrieben werden. Jeder der Generatoren 17t 18 und 19 ist mittels eines Trennschalters 2J, ?Λ bzw. 25 auf den ihm zugeordneten Gleichrichter 14, 15 bzw. 16 achaltbar. An embodiment of the invention will now be described. In Pig. 1 is a direct current drive line shown in constant current circuit, the drive motors 10 and Vi drive two propellers 12 and 1 $. The constant current circuit is fed by three rectifiers 14, 15 and 16. Accordingly, three generators 17 »10 and 19 are also provided, which are driven by the diesel engines 20, 21 and 22. Each of the generators 17t 18 and 19 can be switched to the rectifier 14, 15 or 16 assigned to it by means of an isolating switch 2J,? Λ or 25.
Der die Antriebemotoren 10 und 11 speisende Strom wird mittels eines Regelkreises konstant gehalten, dessen Regler 26 eine Regel-•bw5ichung aus dem Strom-Istwert und dem Strom-Sollwert bildet, und entsprechend dieser Regelabweichung die Brregergeräte 2?, 28 uod 29 dar Generatoren 17, 18 und 19 beaufschlagt, so daß ihre Erregerwicklungen 30, 31 und 32 dan erforderlichen Brregerstroa erhalten. Die Eingänge dar Erregergeräte 27, 28 und 29 sind dabeiThe current feeding the drive motors 10 and 11 is kept constant by means of a control circuit, the controller 26 of which has a control function forms from the current actual value and the current setpoint value, and according to this control deviation the exciter devices 2 ?, 28 uod 29 is applied to the generators 17, 18 and 19, so that their excitation windings 30, 31 and 32 dan required public transport. The inputs of the excitation devices 27, 28 and 29 are included
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psrsllelgeschsltet» so deS diese Schiitverbindung die Punktion einer Auegleichβleitung het.Psllelgeschsltet »so the schiit connection the puncture an equalization line het.
In den Konstantetromkreia ist ein Bremswideretsnd 33 gescheitet, dessen Funktion bereits beschrieben wurde und der im Normslbetrieb durch den Schelter 34 überbrückt ist.In the Konstantetromkreia a braking resistance 33 failed, whose function has already been described and that in normal operation is bridged by the shelf 34.
Jeder der Generetoren 17» 18 und 19 ist über einen LelSbungeschslter 35« 36 bcw. 37 auf ein Konstantspsnnungsnstζ 38 schaltbar, wobei eine bier nicht gezeichnete Verriegelung derert erfolgen muß, daß jeder Generator entweder nur eine Verbindung su den ihm zugeordneten Oleichrichter 14, 15 bzw. 16 oder «um Konstsntspsnnungsnetz 38 erhalten kann. Außerdem ist denn des Erregergerät 27, 28 bzw. 29 dee Jeweils auf des Konetentspannung*- netz 38 arbeitenden Generators vom Regler 26 abzutrennen und auf einen hier nicht gezeichneten Regler für die Spannung im Konstsntspannungsnetz 38 Behalten.Each of the generators 17, 18 and 19 is via a LelSbungeschlter 35 «36 bcw. 37 switchable to a constant voltage device 38, whereby a locking (not shown here) must take place that each generator has either only one connection see below the rectifier 14, 15 or 16 assigned to him or «um Konstsntspsnnungsnetz 38 can receive. In addition, because of the exciter device 27, 28 or 29 dee each on the conet relaxation * - Network 38 working generator to be separated from the controller 26 and to a controller, not shown here, for the voltage in the Konstsntspannungsnetz 38 Retain.
/dar Figur 2 zeigt ein Prinzipachaltbild für den Fall, dalT'Generetor des Konstantapannunganetz 38 epeieen und daß ein Teil seiner Leistung für die Versorgung des Gleichrichters 16 zur Verfügung stehen soll. Hierzu ist ein Spartransformator 39 vorgesehen, von deaaen übersetzungsverhältnis die Leiatungsaufteilung abhängt und der über einen Schalter 40 mit dem Gleichrichter 16 verbunden werden kann. Dabei wird die von dem Gleichrichter 16 an den Konstsntstromkreis abgegebene Leistung nicht von der Konstsntstromregelung erfaßt, aondern diese erfolgt nur über die Generatoren 17 und 18. Ea kann jedoch euch der Gleichrichter 16 vom Konstentspannunganet* 38 her mit allerdinge ungeregeltem Konstantstrom versorgt werden, und swsr dann, wenn anstelle des Spartransformator 39 ein Boucherot-Xreis 41 vorgesehen wird, der hler gestrichelt eingezeichnet ist und der eine umformung von Sonstentspsnnung in Konstantatro« vornimmt.FIG. 2 shows a principle analogue for the case where the generator is of the Constantapension network 38 and that part of it Power for the supply of the rectifier 16 is to be available. For this purpose, an autotransformer 39 is provided from deaaen translation ratio depends on the distribution of the lines and which can be connected to the rectifier 16 via a switch 40. In this case, the rectifier 16 to the Konstsntstromkreis output power not from the constant current control detected, but this takes place only via the generators 17 and 18. Ea, however, can you the rectifier 16 from the constant voltage network * 38 are supplied with unregulated constant current, and swsr if, instead of the autotransformer 39, a Boucherot-Xreis 41 is provided, the hler is drawn in dashed lines and the transformation of otherwise relaxation into constantatro « undertakes.
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Bine weitere Schaltungaaögllchkeit iat Io Fig. 3 dargeatellt. In des Sternpunkt <3ee Generator· 19 iet jetzt eia Boucherot-Kreis geecheltet, dar neben einer Kepaiität 42 einen Spartransformator 43 aufwallt. Jetet kann daa Srragergerät 29 dae Generator» 19 an dan Regler 26 auch dann angaaehloaaan aeint wann diaaar Generator auf dae Konstantapannungsnets 38 apeiat und gleichseitig Konatantatroa an dan Gleichrichter 16 abgibt. Dia Induktivität dae Spartraneforaatora 43 let in dan Boucherot-Kreis einbe-•ogan, ia übrigen diant daa überaeteungeverhältnie sur Festlegung dar leiatungaauftellung.A further circuit option is shown in FIG. 3. In the star point <3ee generator 19 there is now a Boucherot circle, which, in addition to a core 42, an autotransformer 43 billows up. Jetheth daa Srragergerät 29 can dae generator "19 to dan controller 26 also angaaehloaaan Ain t when diaaar generator apeiat on dae Konstantapannungsnets 38 and equilateral Konatantatroa emits at dan rectifier sixteenth The inductance of the Spartraneforaatora 43 let be included in the Boucherot circle, generally the rest of the overdevelopmental relationship to the definition of the leiatunga list.
β Seiten Beschreibungβ pages description
13 Patentansprüche13 claims
1 Blatt Zeichnung alt 3 Figuren1 sheet of drawing old 3 figures
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Claims (1)
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Family Applications (1)
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- 1965-07-13 DE DE1965L0051107 patent/DE1488569B2/en active Granted
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- 1966-07-13 GB GB3151166A patent/GB1081540A/en not_active Expired
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |