DE1499789A1 - Datenspeicher - Google Patents

Description

Dr-inq. O. STORNER - Dr. F. MAYER · PATENTANWÄLTE 7530 PFORZHEIM · juui/s-naeher-stkasse is

Telefon (07231) 8749 · PoiudieAkonto: Stuttgart 40817 - Bank: Dresdner Bank Pforzheim, Konto Nr. 3370

Den 18. Mä.rz 1966

Keg. Nr,

1207

bitte uneben

Patent- und GebrauchsmuBterhilfsanmeldung

Anmelderins N.V. Eleotrologica, Bordewijkstraat 4, Rijswijk (Z.H.) Niederlanden.

Bezeichnung: Datenspeicher.

Die Erfindung bezieht 3ich auf einen Datenspeicher, der mit einer Anzahl von Scheiben ausgerüstet'ist, die auf einer Achse drehbar sitzen und mit mindestens einem Schreib- und/oder Lesekopf versehen sind,, der beweglich in Richtung der Achse und zwar in einer Richtung gegen die Achse und von ihr weg beweglich montiert ist. Das Speichermaterial besteht im wesentlichen aus magnetisierbaren Teilchen und kann mit einem Deckel abgedeckt werden» der aus nichtmagnetischem Werkstoff besteht,.

Solche Datenspeicher, die man normalerweise Scheibenspeicher nennt, sind in mehreren Formen bekannt. Die.Scheiben werden koaxial in veränderlichem Abstand voneinander montiert, der so groß ist, daß der Schreib- und/oder Lesekopf zwischen zwei Scheiben sich bewegen kann. Die Scheiben selbst werden sehr robust ausgebildet, um eine genaue Stellung der Scheibe in Bezug auf den lese- und/oder Schreibkopf zu gewährleisten. Infolgedessen hat die Konstruktion und die Montage der Scheiben sehr stabil und infolgedessen auch .ziemlich schwer zu sein. Die außerordentlich genaue lag* des Schreib- und/oder Lesekopfes mit Bezug auf die Scheiben macht es notwendig, daß der Kopf mit einer außerordentlichen Genauigkeit in Richtung der.Achse gesteuert wird und mit der gleichen Genauigkeit befestigt ist., um die Schreib- und/oder Lesearbeit durchauführen· Obwohl es möglich ist, den Kopf so auszubilden, daß er sich in Bezug auf die Scheiben durch Verwendung eines Luftkissens (Schwimmkopf) selbst einstellt, erlaubt dies nur eine sehr beschränkte Einstellung, so

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daß der Antriebsmechanismus für den Kopf und die bauliche Gestaltung des Kopfes selbst sehr genau und infolgedessen teuer sein muß.

Ein sehr wichtige Merkmal von Scheibenspeichern'ist, daß sie einen beliebigen Zugang haben. Dies bedeutet, daß der Schreib- und/oder Lesekopf von einer ersten Stellung, in der er mit einem Speicherteil einer Scheibe zusammenarbeitet, in Zusammenarbeit mit einem"anderen Speicherteil einer anderen Scheibe gebracht werden kann, ohne die Notwendigkeit der Bewegung entlang den ganzen Informationsspuren zwischen, diesen beiden Speicherteilen, wie dies z.B. bei Bandspeichern der Fall wäre. Eine kurze Zugangszeit, d.h_e eine kurze durchschnittliche Zeit, die erforderlich ist, um den Kopfschalter von einer ersten beliebigen Stellung weg, in der Schreib- und/oder Lesearbeiten durchgeführt werden können, in eine andere beliebige Stellung, in der mit einem andern Teil der Speicherscheibe zusammengearbeitet wird, ist von großer Bedeutung.

mit Die durchschnittliche Zugangsaeit nimmt/den axialen und radialen Abmessungen der Region zu, die durch einen einzigen Lese- und/ oder Sehreibkopf zu bedienen ist. Andererseits nimmt die Kapazität eines solchen Bereichs mit diesen Abmessungen zu, also annährend mit dem Volumen der betreffenden Region des Speichers«,

Die Erfindung hat zum Ziel, einen Scheibenspeicher zu schaffen, der für ein bestimmtes Volumen eine große Kapazität aufweist, ferner eine Zugangszeit, die mit Bezug auf die einem einzigen Kopf zugemessene Kapazität kurz ist und eine einfache, leichte und billige Konstruktion aufweist sowie mit sehr einfachen Mitteln es ermöglicht, die Stellung des Schreib, und/oder Lesekopfes mit Bezug auf eine gewählte Scheibe mit einer ausreichenden Genauigkeit zu fixieren.

Die obigen Ziele werden erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Scheiben aus flexiblem Werkstoff bestehen und in Richtung der Achse mit veränderbarem Abs-tand montiert sind, der kleiner ist als die größte Weit® d®s Schreib- und/oder Lesekopfes in

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Richtung auf die besagte Achse.

Die Biegsamkeit der Scheiben gestattet es, sie selbst auf die Stellung des Schreib- und/oder Lesekopfes einzustellen, was die Konstruktion vereinfacht, da die Bestimmung der Stellung der Scheiben axialer Sichtung nicht mit der äußersten Genauigkeit durchgeführt zu werden braucht, Erfordernisse, welche bei den bekannten Speichern erfüllt werden müssen» Hieraus ergibt sich als weiterer Vorteil, daß der Lesekopf von einfacherer Konstruktion sein kann.

Ein sehr starkes Ansteigen der Kapazität pro Volumeneinheit wird dadurch erreicht, daß die Seheiben mit einem im Bezug auf die Achsrichtung veränderbaren Abstand montiert sind, der kleiner ist als die größte Abmessung des Schreib- und/ oder Lesekopfes in der besagten Axialriehtung. Des weiteren können die biegsamen Scheiben beträchtlich dünner sein als die bisher benutzten starken Scheiben. Me Zahl der Scheiben, die auf eine bestimmte Länge der Achse montiert sein können, ist daher beträchtlich größer. So liegt z.B. bei einem praktisch anwendbaren und kommerziell erschwinglichen Scheibenspeicher der Abstand zwischen zwei Scheiben (von Zentrum zu Zentrum) in der Größenordnung von 5 cm, wohingegen bei Anwendung der Erfindung sich ein Abstand in der Größenordnung von 2 mm ergibt.

Ein Speicher mit einer einzigen flexiblen Magnetogrammscheibe, die indessen mit einer starken Stabilisierungsscheibe zusammenarbeitet, ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 172 727 bekannt. Durch die Anwesenheit der starken Stabilisierungsscheibe können wieder viele Nachteile der starken Scheiben auftreten; es ist so nicht möglich, die große Kapazität pro Volumeneinheit und die leichte billige Konstruktion gemäß der Erfindung zu bekommen.

Des weiteren zeigt die franz.Patentschrift 1 502 697 einen Scheibenspeicher mit starken Scheiben, die mit Hilfe von be-

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sonderen Wllenkupplungen in zwei stabile Stellungen gebracht werden können, durch die der Abstand zwischen den Scheiben vergrößert werden kann, so daß ein Schreib- und/oder Lesekopf zwischen ihnen eingefügt werden kann. Die besonderen Wellenkupplungen der Scheiben sind technisch kompliziert, besondere deshalb, weil starke Scheiben eine sehr genaue Fixierung mit Bezug auf die Achse ebenso wie mit Bezug auf ihre 'Stellung erfordern, wogegen die Notwendigkeit, alle Scheiben zwischen zwei aufeinander folgenden Arbeitsstellungen des Kopfes zu verstellen, die Zugangszeit vergrößert.

Es wurde gefunden, daß mit einer hohen Umdrehungszahl eine Druckabnahme zwischen den Scheiben eintreten kann und zwar infolge einer Zentrifugalwirkung, durch die sich die Scheiben in Gruppen an ihren Rändern berühren. Dies könnte nachteilig auf die gute Arbeitsweise des Speichers einwirken.

In Weiterbildung der Erfindung wird diese Gruppenbildung dadurch unterbunden, daß die Scheiben in einem Raum montiert werden, in welchem ein Druck vorherrscht, der kleiner ist als der atmospärische Druck,

Wenn bei einem bestimmten Durchmesser und bei einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen pro Minute der Scheiben der Druck sehr stark reduziert werden müßte, um die besagte Gruppenbildung zu vermeiden, so können die Scheiben Perforierungen erhalten, durch die eine Zirkulation geschaffen wird, die der Ausbildung des Uhterdruckes zwischen den Scheiben entgegenwirkt.

Eine gute Anpassung der Scheibe an die Stellung des Schreib- und/oder Lesekopfes kann durch die Verwendung eines Schreib- und/oder Lesekopfes erreicht werden, der einen Schlitz besitzt, in welchen eine Scheibe hineinragen kann, wobei das eigentliche Schreib- und/oder Leseelement auf der Innenseite des Schlitzes angeordnet ist und auf der dem Schlitz gegenüberliegenden Seite eine oder mehrere Gas- oder Luftzufuhroff nungen vorgesehen sind, die mit einem Kanal verbunden werden, der

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steuerbar mit einer Gas- oder Luffquelle kommuniziert, dessen Druck höher als der Druck in dem Raum ist, in welchem der Kopf sich befindet, wenn naoh einer weiteren Ausbildung der Erfindung eine Gruppe kleiner Öffnungen in der dem eigentlichen Lese- und/oder Sohreibelement gegenüberliegenden Region gelegen ist} dabei sind diese öffnungen mit dem besagten Kanal verbunden. Hierdurch wird die Druckkraft, welche durch die durch diese Öffnungen austretenden Gasstrahlen erzeugt wird, in einem sehr hohen Ausmaß stabilisiert im Vergleioh mit einem Strahl, der aus einer einzigen Öffnung austrittj dieser einzige Strahl kann unter dem Einfluß der Antriebswirkung der sohnell bewegten Soheibenoberflache sogar eine negative Wirkung, also eine Saugwirkung anstelle einer Druckwirkung haben.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert·

Es zeigern

Fig. 1 den Datenspeicher in Draufsicht; Fig. 2 einen Querschnitt durch den Speicher gemäß .

'■we. ii

Flg. 3 zeigt eine Einzelheit in vergrößerter Darstellung}

Fig.4-8 zeigen Einzelheiten des Lese- und/oder Schreibekopf«β und *

Fig.9+10zeigen eine zusätzliche leitvorrichtung für Scheiben·

der Zeichnung bedeuten 1 und-2 Rahmenplatten, die mit Öffnungen 3 und 4 versehen sind, in denen die Wall· 5 drehbar gelagert ist, die ihrerseits mit Hilfe eine» Motor· 6 angetrieben werden kann· Auf der Welle 5 sind Kiemmuttern 7 und 8 befestigt, »wischen denen flexible Scheiben 10 abwechselnd mit Abstanderingen 9 festgespannt sind. Die Scheiben sind axt einem oder an beiden Seiten mit magnetischem Speichermaterial versehen. In di#aen 8oheib*n «ind zwei kreisförmig·

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Sätze von Löchern 11 und 12 eingebohrt, wobei die Scheiben so montiert sind, daß die Löoher 11 und 12 in den verschiedenen Scheiben in Verlängerung miteinander liegen.

Der lese- und/oder Schreibkopf 13, der, wie aus Fig. 3 ersichtlich, auf der einen Seite mit einer ScheibenrUckenstütze 14 und auf der anderen Seite mit einem Stützelement 15 für das eigentliche Lese- oder Sohreibelement und dazwischen ein Schlitz 16 vorgesehen ist, wird von einem Kopf träger 17 aufgenommen, der mit einem U-förmigen Balkenband 13 verbunden ist· Dieses Balkenband kann zwischen Stangen 19» 20 und 21 hin-und her-gleiten. Die Stange 21 trägt eine gleitbare Hülse mit Flanschen 23» die im Eingriff mit den Schenkeln der Klammer 18 stehen. An den Flanschen- 23 1st ein Draht oder Band 24 befestigt, das über Rollen 25, 26 läuft» von denen das erster· mit Hilfe eines Schrittschaltmotor» 27 angetrieben werden kann. Eine Hülse 29 ist drehbar auf der Stange 28 gelagert, die fest an den Rahmenplatten 1 und 2 sitzt, die Stützhebel 30 tragen. Diese nehmen einen Antriebsttab 31 auf, der in entsprechende Aussparungen in den Schenkeln des Balkenbandeβ 18 eingreift. Einer der Arme 30 ist mit einem Sohlita 32 vergehen, in dem ein Stift 53 gleiten kann} dieser Stift sitat auf einem Draht oder Band 34» das auf drehbar gelagerten Rollen 35 und 36 läuft, welch letztere mit einem Schrittschaltwerk 37 gekuppelt ist.

In den fig, 9 und 10 1st eine Leitvorrichtung für die Scheiben 10 gezeigt, dl« aue *wei an den Bahaenplfttten 1 und 2 befestig-* ten Stüt«etang*n38 und 39 fc*»teh*E_f die «in kaaasrtige» Element (Fig. 9) Bit Zähnen 41 so tragen, daß UXBI in die Zwischenräume zwischen, swei aufeinander folgenden Zähnen 41 jeweils eine Scheibe 10 hineinragt.. Es hat »iah gezeigt, daß #in* solche Führungsvorrichtung 38 - 41, obgleich sie in einigen Fällen nützlich 1st, in Änderen Fallen entbehrlich iet, insbesondere bei hohen Umdrehungageaöhwindigk·!te» der Scheiben 10.

Aue Fig» 2 ist. weiter ersichtlich, daß die Grundplatte 42 mit •!"nee Dtekel 44 isueatuMnarbeitet mnd »it ~b$m@W öffnung φ versehen ist. 2i««e Ottntmg dient siir Bsrffetlliinil-."ββτ Verbindung

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zu einer Vakuumleitung, die nicht gezeigt ist. Des weiteren ist ein kleiner flexibler Schlauch 46 mit dem Schreib- oder Lesekopf verbunden; insbesondere ist die Scheibenrüekenstütze 14 vom Lesekopf mit Hilfe einer Hülse 45 zu einem Steuerventil 46 geführt, dessen andere Seite mit der umgebenden Atmosphäre verbunden ist. Zweckmäßigerweise ist ein nicht gezeichnetes luftfilter auf dem Ventil befestigt.

In den Fig. 4-8 sind Einzelheiten eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Schreib- oder Lesekopfes gezeigt. Dieser Kopf gewährleistet einen guten Sitz der Scheiben 10 mit Bezug auf das eigentliche Schreib- oder Leseelementι der Kopf vermindert des weiteren die Abnutzung der Seheiben auf ein Minimum. Die in Fig. 4 vom Schlitz 16 her gezeigte Scheibenrüekenstütze 14 hat ein Blatt 48 mit einer Ausnehmung 49.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt in erheblich vergrößerter Darstellung, aus dem deutlich wird, daß das Blatt 48 zusammen mit einem weiteren Blatt 52»· in welchem eine zur Ausnehmung 49 korrespondierende Ausnehmung eingebracht ist, einen Durchgang bildet, mit welchem das untere Ende des Schlauches 46 (Fig. 2) verbunden werden kann. Der Durchgang endigt in vier schmalen Öffnungen 50 an seiner oberen Seite. Sowohl das Blatt 48 wie das Blatt 52 sind mit gerundeten Randvorsprüngen 51 und 53 versehen.

Das Tragglied des eigentlichen Schreib- oder Leseelements 56 besteht, wie aus Fig« 7 und 8.ersichtlich, aus zwei Blättern 52 und 54, die ebenfalls mit gerundeten Randvorsprüngen 53 und 55 versehen sind« Das Schreib- oder Leseelement 56 ist mit Hilfe einer Blattfeder 57 am Blatt 54 bei 58 befestigt und in einem Raum 60 montiert, in dem auch Platz für gelötete Verbindungen zwischen den Stromleitern des Elements 56 und den nicht gezeichneten leitern besteht, die in der gleichen Weise wie der flexible Schlauch 46 durch die Bodenplatte geführt sind.

In Fig. 6 und 8 sind in schematischer Darstellung Hontage- . platten und eine Montageöffnung zur Verbindung der Scheiben-

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rückenstützen 14 und 15 mit dem Balkenband 18 gezeigt. Es ist einleuchtend, daß jede geeignete und an sich bekannte Befestigungsart, wie Verschrauben, Verlöten, Messingverlöten, Punktschweißen für die Befestigungselemente 14- und 15 am Balkenband 18 verwendet werden kann.

Die oben beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt: Wenn Daten in eine bestimmte Informationsspur einer "bestimmten Scheibe eingeschrieben oder aus einer bestimmten Informationsspur abgelesen werden, sollen, so wird der Schrittschaltmotor 27 solange angetrieben, bis der Kopf 13 in der richtigen Stellung ist, um mit der gewählten Scheibe zusammenzuarbeiten, worauf der Schrittschaltmotor 37 solange läuft, bis das Schreib- und/ oder Leseelement des Kopfes 13 gegenüber der gewählten Speicherspur der gewählten Scheibe liegt.

Danach kann die Lese- oder Schreibarbeit durchgeführt werden. Wenn die Lese- oder Schreibarbeit beendet ist, wird hierauf der Schrittschaltmotor 37 wieder angetrieben, um den Kopf 13 von der Packung zurückzuziehen, die durch die Scheiben 10 gebildet sind; hierauf kann der Kopf durch Antrieb des Schrattschaltmotors 27 wieder gegen eine andere Scheibe verlagert wurden und die gewählte Spur dadurch finden, daß der Schrittschaltmotor 37 angetrieben wird. In an sich bekannter Weise kann ujje Spur mit Synohronisationsmarken versehen sein. - ·'"/

Weil die Scheiben 10 und der Schreib- und/oder Lesekopf in einem Raum montiert ist, in welchem ein Unterdruck herrscht, z.B. ein technisches Vakuum, das einen Unterdrück, von zwei cm Hg-Säule aufweist, werden die Lager 3 und 4 versiegelt, wogegen die Scheibe 25 in einer versiegelten Büchse angeordnet ist,-' in welchem Fall die Verbindung zwischen der Scheibe 25 und dem.Motor 27 wieder versiegelt wird. Der Deckel 44, der gelenkig montiert und mit Hilfe einer Spannvorrichtung, von der keine Einzelheiten zeichnerisch dargestellt sind, ist nur schematisch dargestellt. Im allgemeinen hat er eine gewölbte Gestalt, um leichter den Druckunterschied zwischen seinem Äußeren und der Innenseite zu wider-, stehen. ·

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In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel hat der Kopf 13 nur auf einer Seite ein Lese- und/oder Schreibelement. Es ist indessen möglich, ein Lese- und/oder Schreibelement auf beiden Seiten des Schlitzes 16 anzuordnen, um die Möglichkeit zu schaffen, beide Seiten der Scheiben 10 als Speicherbereiche zu nutzen.

Die Löcher 11 und 12 dienen dem Zweck, Luft in die Scheiben— packung einzuführen. Biese Luft wird durch Zentrifugalkräfte aus den Scheiben herausgeschleudert, die im allgemeinen mit einer sehr hohen Drehzahl rotieren,. z.B. mit 1500 U/min. Der Durchmesser und die Zahl der Öffnungen ist von der Umdrehungsgeschwindigkeit, dem veränderlichen Abstand zwischen den Scheiben und dem Unterdruck abhängig, Hit steigender Drehzahl ist eine zunehmende Abnahme im Druck und/oder ein größerer Durchmesser der Löcher 11 und 12 wünschenswert. Im Hinblick auf die mechanische Beanspruchung der Scheiben kann indessen dieser Durchmesser begrenzt sein.

Es leuchtet ein, daß ein vollständig ruhiges Verhalten der Scheiben ohne aerodynamische Störungen bei einem Abstand von Mittelebene zu Mittelebene der Scheiben von 2 mm bei einer Scheibenpackung von wenigen hundert Scheiben und Drehzahlen von ungefähr 1500 U/min und bei einem Luftdruck von ungefähr 2 cm Hg-Säule möglich ist. In diesem Falle werden die Öffnungen 11 und 12 in der Weise,wie in Fig. 2 gezeigt, angewendet? die Scheiben haben dabei einen Durehmesser von ungefähr 25 cm» Die angegebenen Daten stellen nur ein Beispiel dar} es ist dem Fachmann ohne weiteres gegeben, daß in diesem oder In anderer Hinsicht Variationen des gezeigten Ausführungsbeispiels möglich sind, ohne daß der Erfindungsbereich verlassen wird·

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Claims (12)

H99789 Dr-jnq. O. STÜRNER - Dr. F. MAYER · PATENTANWÄLTE 7530 PFORZHEiM · JUUUS-NAEHER-STRASSE IJ Telefon (07231) 8749 · Postscheckkonto: Stullgart 40827 · Bank: Dresdner Bank Pforzheim, Konto Nr, 3370 18. März 1966 Dr.St/Fi. Uuer· Beg. Nr. 1207 but· u*ebea Patentansprüche

1. Datenspeicher, der mit einer drehbar lim eine Achse angeordneten Reihe von Scheiben, mit Speicher- Material und mit mindestens einem Schreib- und/oder Lese-Kopf ausgerüstet ist, der in Richtung der Achse sowie gegen die Achse und weg von ihr bewegt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben aus flexiblem Werkstoff bestehen und „in Richtung der Achse mit veränderbarem Abstand montiert sind, der kleiner ist als die größte Abmessung des Schreib- und/oder Lesekopfes in Richtung der Achse.

2. Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben in einem E®wm montiert sind? In welchem ein Druck besteht, der niedriger als der atmosphärische Druck ist.

3. Speicher- nach Ansfrtacsfe-2, clsclisr&h gekennzeichnet_? daß der Druck derjenige eises tectei@ühen Vakuums von z.B.: 2 .cm Hg-Säule ist.

4. Speicher naoh einem der Ansprüche 1 fels 3_S dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben -in ilirem zentralen Bersten mit öffnungen versehen sind.

5. Speicher nach einem der Anspsfüe&e 1 bis 4, dadurch gekenn-' zeichnet, daß der Lese- und/öder StihreiMeopf anf der gegen die Achse gerichtete Seite Ws su einer Weite verjüngt ist, die kleiner als der Abstand zwischen zwei benachbarten Schei-

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6, Speicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheiben-Rückenträger sich in Richtung der Achse in einem Abstand vom Lese- und/oder Schreibkopf befindet, der der Stärke einer Scheibe entspricht.

7» Speicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheiben-Rückenträger mit einem Luftzufuhr-Kanal ausgerüstet ist, der in einer Gruppe von kleinen Öffnungen endigt, die dem eigentlichen Lese- und Schreibelement des Lese- una/oder Schreibkopfes gegenüberliegen.

8. Speicher nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Lese- und/oder Schreibkopf an seinen Rändern abgerundete Eckvorsprünge besitzt.

9. Speicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibenrückenstütze abgerundete Eckvorsprünge besitzt»

10. Speicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, mindestens in ihrem zentralen Bereich eine Führung mittels Distanzstiften (4-1 Fig. 10) aufweisen*

11. Speicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gesteuerte Lufteinlaßöffnung mit Luftfiltrierung versehen ist.

12. Speicher wie beschrieben und/oder in der Zeichnung dargestellt.

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