DE1605052A1 - Abfederung fuer Eisenbahnwagen - Google Patents
Abfederung fuer EisenbahnwagenInfo
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Description
- Abfederung für Eisenbahnwagen Die Erfindung bezieht sich auf eine pneumatische Abfederung für Eisenbahnwagen, und insbesondere auf eine solche mit zu-Otzlichen mechanischen Federn und zwar vorzugsweise mit Schraubenfedern.
- Bisher Verwendete pneumatische oder Luftfederurigssysteme umfassen primäre federnde Luftbalgeneinrichtungen und zusätzliche mechanische Schraubenfedern, die zusammen einen Wagenkaste» in vorbestimmter Höhe über einer Drehgestelleinheit halten.
- Die Luftbalgen solcher Systeme kommunizieren mit einem Lufttank oder -reservoir, der ausreichend von einer, entsprechend den Anforderungen und Notwendigkeiten gesteuerten Druckquelle beliefert wird. Die zusätzlichen mechanischen Stahlschraubenfedern wurden gewöhnlich Seite-an-Seite mit den Luftbalgen angeordnet. Bei solcher Anordnung bewegen sich die Luftfederbalgen und die mechanischen Federn zusammen und jede übernimmt einen vorbestimmten Anteil der Aufnahme .der senkrechte Be-. lastung des Wagens. Dies ist unvorteilhaft da, abgesehen von Nachteilen bezüglich Kosten und Raumes, die Verwendung der mechanischen Schraubenfedern die Erreichung der vollen Vorteile des Fahrens auf Luft allein ausschließt.
- Ein weiteres Problem solcher Anordnungen betrifft die zulässige Abweichung oder Änderung der Höhenlage des Wagenkastens zwischen seinem leeren und seinem vollbeladenen Zustand. Die Grenze solcher Abweichung ist gewöhnlich durch Bestimmungen der Kommission für den Handels zwischen den U.S.A. Bundesländern ("Interstate Commerce Commission regulatons") festgelegt und in den meisten Fällen auf 5,08 cm (2 Zoll beschränkt. Somit würde ein leerer Wagen 5,08 cm höher als ein vollbeladener Wagen liegen und die -gewöhnlich verwendete Kupplungseinrichtung wÜrde Wagen, die in solchen Grenzen. variieren, akzeptieren. Bei einest lagen, der sowohl Luftfederung als auch Stahlfedern verwendet,: würden die mechanischen Stahl" federn solcher vorbekannter Ausbildungen, im Falle des Miß-"funktionierens der Luftbalgen oder- der Luftzufuhr, dem jVagenkasten gestatten, unter solche Grenzen abzusacken oder abzufallen, und dadurch die Kupplung solchen Wagens mit besagter Kupplungseinrichtung verhindern.
- Es ist daher das Hauptziel oder'-merkmal der Erfindung zusätzliche Federeinrichtungen vorzusehen, die von den Hauptluftfederungseinrichtungen gesteuert sind und eine oder mehrere Nachteile der vorbekannten Ausbildungen vermeiden und bessere-Wirksamkeit aufweisex, Ein anderes Hauptziel oder -merkmal der Erfindung ist die Schaffung einer Hauptluftfeder-Aufhängungseinrichtung für einen Eisenbahnwagen mit zusätzlichen mechanischen Federeinrichtungen, wobei, im Falle des tißfunktionierens oder Zusammenbrechens des Luftfederungssystems, das zusätzliche Federsystem die richtige Höhenlage des Wagenks tens aufrechterhält.
- Gemäß der Erfindung können pneumatische Luftfederungseinrichtungen auf der Drehgestellstruktur eines Eisenbahnwagens, in einer Weise angebracht sein, um einen Wagenkasten unabhängig auf der richtigen Höhenlage oberhalb des Drehgestelles sowohl in leerem als auch in voll beladenem Zustand des Wagenkastens zu tragen. Die Erfindung sieht ferner vor die Verwendung eines Unterstützungsträgers, der beweglich zwischen dem Wagenkasten und der Drehgestellstruktur angebracht ist, von primären-pneumatischen Federeinrichtungen und sekundären federnden, den Wagenkasten tragenden Einrichtungen, die zusammenarbeitend mit der Unterstützungsträgereinrichtung, dem Wagenkasten und der Dreligestellstruktur bei einer Arbeitsweise so vereinigt sind, daß die primären pneumatischen Federeinrichtungen durch den Unterstützungsträger normalerweise wirksam sind, die sekundären Federeinrichtungen vorzukomprimieren und bei Verringerung oder Zusammenbrechen der primären, pneumatischen Federeinrichtung die sekundäre Federeinrichtung freizugeben und ihr zu gestatten, allein den Wagenkasten in einer richtigen Höhe zu tragen.
- Ein besseres Verständnis der Erfindung sowie andere und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile derselben ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung.
- In der Zeichnung ist:
Fig. 1 eine teilweise senkrechte Schnittansicht quer zum Eisenbahnwagen, die das Tragen des letzteren auf einem Drehgestell mittels erfindungsgemäßer Feder- vorrichtungen zeigt Fig. 2 der von der strichpunktierten Linie "2" umrahmte Bereich der Fig. 1 in stark vergrößertem Maßstab;- Fig. 3 eine Ansicht ähnlich der Fig. 2, die den Zustand der erfindungsgemäßen Federeinrichtungen bei Ent-* spannung der primären Luftfedereinrichtung zeigt; Fig. 4 ein Schnitt längs Linie 4-4 der Fig. 1; Fig. 5 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer abge- änderten Anordnung der Federung; und Fig. 6 eine Ansicht, teilweise im Schnitt,der in Fig..5ge- zeigten Federeinrichtung bei entspannter pneumatischer -Federung. - In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Federeinrichtung 13 einen Unterstützungsträger 19, der zwischen dem Wagenkasten 11 und dem Drehgestellquerträger 16 beweglich angebracht ist. Im vorliegenden Falle ist eine primäre, pneumatisch gesteuerte Luftfederungseinrichtung 20 in der Nähe des äußeren Endes des Drehgestellträgers 16 und zwischen der oberen Fläche 21 des letzteren und der Unterseite 22 des Wagenkastens angebracht. Eine sekundäre, federnde Trageinrichtung 23 für den Wagenkasten ist einwärts von den primären Trageinrichtungen angeordnet, so daß sie mit/der Oberseite 24 des Fahrgestellquerträgers 16 und der Unterseite des Unterstützungsträgers 19 in Eingriff steht.
- Wenn, wie in Fig.2 veranschaulicht, die Luftfeder 20 das Gewicht des Wagens trägt, wird der Unterstützungsträger 19 auf den-in geeigneter Weise auf der Oberseite des Fahrgestellquerträgers 16 befestigten Block 25 herabgedrückt und tritt mit diesem durch eine Ausnehmung 26 in seiner Unterseite in Eingriff. Die senkrechten Lasten des Wagenkastens werden durch den Träger 19 auf den Block 25 und von dort auf den Fahrgestellquerträger 16 übertragen. Die Beweglichkeit des Trägers 19 wird erreicht durch eine Anlenkung in Gestalt eines Gelenkgliedes 24, das in geeigneter Weise am inneren Ende dieses Trägers durch einen Zapfen 28 und durch einen unteren Zapfen 29 an einem Oh= 30 des F'ahrgestellquerträgers 16 befestigt ist. Das Schwungglied 27 gestattet begrenzte Querbewegung des Trägers 19, wenn der Wagenkasten von der zusätzlichen Schraubenfedereinrichtung in einer später zu beschreibenden Weise getragen wird. Wie aus Fig.2 ersichtlich, übt die primäre, pneumatische Federtrageinrichtung 20, außer der Aufnahme der senkrechten Lasten des 1Vagenkastens, eine ausreichende Hebelwirkung auf den Träger 19 aus, um die zusätzliche Feder 23 zusammenzudrücken,-und-sie stellte dadurch ein wirksames Luftkissen dar, auf dem der Wagenkasten reitet. Die Luftunterstützungseinrichtungen 20 sind mit Hilfe eines biegsamen Schlauches 33, dessen unteres Ende mit dei erwähnten Doppelreservoir V des Drehgestellträgers 16 kommuniziert, verbunden. Das obere Ende des biegsamen Schlauches erstreckt sich durch eine Öffnung 34 des Trägers 19 und mündet im Innern der Luftfedereinrichtung. Wie aus Fig.4 Ersichtlich, weisen die im Querschnitt rechtwinkeligen Elemente 17, 18 des Drehgestellträgers 16 ausgerichtete Öffnungen 35a, 35b in ihren jeweiligen Innenwandungen 36 und 37 auf.
- Wie aus Fig.2 ersichtlich, weist die Luftfederung ein federndes, zylindrisches Balgenelement 41 auf. Das Element 41 hat einen vergrößerten, verdichten unteren Randteil 42, der an die Oberseite 21 des Trägers 19 durch einen Klemmring 43 und Bolzen 44 angeklemmt ist. Die obere Kante des Balgenelements 41 ist gleichfalls vergrößert und an eine ringförmige ausgewölbte Platte 46 durch einen oberen Klemmring 47'und Bolzen 44 angeklemmt. Die Platte 46 weist ein federndes Pufferelement 47 an der Basis des ringförmig herausgepreßten Teiles 48 des -ausgewölbten Elementes 46 auf, wobei dieser Puffer 47 zur Begrenzung der Aufwärtsbewegung des Trägers 19 in einer noch zu beschreibenden Weise dient. Die oberen Umfangsränder der Platte 46 stehen mit einer in geeigneter Weise am Unterrahmen des Wagenkastens 11 befestigten Platte 49 in Eingriff. Während normalen Arbeitens des.Wagens -und entsprechend den von ihm getragenen Fahrgastbelastungen, wird eine geeignete Menge Preßluft von dem Behälter V durch den biegsamen Schlauch 33 dem Inneren der Balgen 41 zugeführt, um den Träger 19 in der normalerweise waagrechten Stellung, wie sie in Fig.2 dargestellt ist, zu halten. Bei solchem normalen Belastungszustand wird die sekundäre Federeinrichtung 23, die eine oder mehrere zylindrisch angeordnete Schraubenfederelemente 55, 56 und 57 aufweist, so zusammengepreßt, daß sie die in Fig.2 veranschaulichte Stellung einnimmt. Zur Erleichterung der Zurückhaltung der sekundären Federn 23 in solcher Stellung ist der Träger 19 mit einer tassenförmigen Ausbildung 61 versehen, die mit den oberen Enden der Federelemente in eingriff tritt. hin vergrößertes ringförmiges Element 63 mit einen! inne:i@(,ifi Durchmesser, der etwas größor it t: als der # iüißere Durchmesser des 4v grüßei cii @cderelfizacntc:. v i- i.@R in geeigneter Weise an der Oberseite des Drehgestellträgers 16 konzentrisch zu den Federn befestigt, um dadurch seitliches Verschieben der unteren Teile der Federn zu verhindern.
- Wie zuvor erwähnt, können die Schraubenfederneinrichtungen 23 genügend Lasttragefähigkeit besitzen, um den Wagenkasten, bei Versagen der primären Luftfeder Z0 auf der gewünschten Höhenlage über dem Fahrgestellquerträger zu tragen. Dies erfordert die Vorkompression der sekundären Federeinrichtung 23 während normalen aufgeblasenen Arbeitens der primären Federeinrichtung 20. Bei Verlust von Luft im Behälter V oder beim Versagen der primären Federeinrichtung, wird den Trägern 19 gestattet, sich im Uhrzeigersinne um den Zapfen 2:8 zu verschwenken, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. Diese Aufwärtsbewegung wird zuerst durch .ein federndes Pufferelement 64 begrenzt, das an der Unterseite des Wagenkastens 11 befestigt und mit der Achse der Federeinrichtung 23 ausgerichtet ist. Die Bewegung des Trägers 19 wird ferner bei Zusammenbrechen des Balgens 41 begrenzt durch das federnde Pufferelement 47, das an der Unterseite des ausgewälbten Elementes 46 im Innern des Balgens 41 befestigt ist. Die federnden Elemente 64 und 47 werden dadurch bei solchem Zusammenbrechen des Balgenelementes 41 zusammengedrückt. In diesem Zustand wird das Gewicht des Wagenkastens durch den Busgewölbten Teil 46 und das federnde Element 47 auf den Träger 19 übertragen, der seinerseits in aufwärts geneigter Stellung von den zusätzlichen oder sekundären Federungseinrichtungen 23 getragen wird. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß die zusätzliche Federeinrichtung 23 den Wagenkasten 11 ungefähr auf derselben Höhenlage trägt, wie ihn die primäre Luftfedereinrichtung 20 vor dem Zusammenbrechen der letztgenannten Federeinrichtung trägt. Querbewegung des Wagenkastens 11 und des Trägers 19 wird durch die Schraubenfedereinrichtung 23 entgegengewirkt und durch das Schwenkelement 27 begrenzt.
- Aus der beschriebenen Arbeitsweise ergibt sich daher, daß die Federeinrichtung 23 unabhängig von der primären Federeinrichtung 20 arbeitet und allein fähig ist, den Wagenkasten in der gewünschten richtigen Höhenlage zu tragen. Es muß jedoch beachtet werden, daß beVm Arbeiten der primären Luftfee: 20 ihr innerer Druck und das Gewicht des Wagens mit dem Träger 19 zusammenarbeiten, um letzteren entgegen dem Uhrzeigersinn um den Schwenkzapfen 28 zu verschwenken. Der Träger multipliziert somit das Bestreben oder die Kraft, die durch den Wagenkasten durch die Luftbalgen 20 ausgeübt wird, um die Schraubenfedereinrichtung 23 vorzukomprimieren. Es ist auch offensichtlich, daß für eine-gegebene Steifigkeits-Konstante K der Federeinrichtung 23 der Träger 19 eine geringere Hebewirkung ausübe= würde, wenn die Federeinrichtung zu der durch den Pfeil A angedeuteten Stellung verlegt würde, und eine größere Wirkung, wenn die Feder nach rechts zu der durch den Pfeil B angedeuteten Stellung verlegt würde. Für eine gegebene. Fahrgastbelastung kann somit eine zusätzliche Feder gewünschter Steifigkeitskonstanw Kund Dämpfungs-Charakteristika verwendet rund in geeigneter Weise längs der Länge des Trägers 19 angeordnet werden, um die richtige Höhenlage des Wagenkastens im Falle des Mißfunktionierens der primären Luftfedereinrichtung 20 aufrechtzuerhalten.
- Eine Abänderung der Aufhängeeinrichtung, die gleichfalls gemäß der Erfindung ausgebildet ist, veranschaulichen die Fig.5 und 6. Die Einrichtung kann bequem verwendet werden durch Transponieren der Beziehungen der primären und sekundären Federeinrichtungen 20 bzw. 23 in Bezug auf den beweglichen Träger 65, der zwischen dem darüber befindlichen Wagenkasten 11 und dem darunter befindlichen Drehgestellquerträger 16 angeordnet ist. Wie im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Träger 65 schweren Biegungsbeanspruchungen unterworfen und muß daher geeignete Bauart aufweisen,wie seine Ausbildungen als schweres Gußstück, und er ist schwenkbar mit seinem inneren Ende, wie durch das vorher beschriebene Gelenkglied,27 und Ohr 30, im vorliegenden Falle an der Unterseite des Rahmens des Wagenkastens 11 befestigt. Die primäre Luftfeder 20 ist zwischen das äußere freie Ende des Trägers 19 und den Drehgestellquerträger 16 eingefügt.-?°lie aus Figo6 ersichtlich, sind das ausgewölbte Plattenelemert 46 und die Platte 49 auf der Oberseite 24 des Drehgestellquerträgers 16 angeordnet und mit ausgerichteten Öffnungen 67, 68 bzw. 69 versehen, die mit dem Luftbehälter V kommunizieren, um eine Luftmenge in das Innere der Balgen 41 einzuführen und dadurch dieselben, wie in Fig.5 gezeigt, aufzublasen. Der obere Teil des Balgenelementes ist in geeigneter Weise aF. der Unterseite des Trägers 65 wie durch den Haltering 71 und Bolzen 72 befestigt. .Ein Anschlagelement 73 ist-.in geeigneter Weise an der Unterseite des Wagenkastens 11, in Ausrichtung mit der Achse der Federeinrichtung 20, befestigt und tritt in Eingriff mit Ausnehmung 74 des Trägers 65. Die Begrenzung der Aufwärtsbewegung des Träg rs 65 in seiner waagerechten Stellung ist in Fig.5 gezeigt. In dieser Weise wird das Gewicht des Wagenkastens auf den Träger 65 und von dort auf die Luftfeder 20 mit der darin eingeschlossenen Luft übertragen, so daß während normalen Arbeitens der Wagenkasten ausschließlich von den Luftfedern 20 getragen wird. In dieser Stellung des Trägers 19 tritt der Anschlag 73 in Eingriff mit der Vertiefung 74 und verblockt den Träger gegen Querbewegung, so daß die Luftfeder seitlichen Drucken des Wagenkastens widersteht.
- Zusätzliche Schraubenfedereinrichtungen 23 sind einwärts von der nri.in,.ireii Federeinrichtung 20 vorgesehen und zwischen die Unterseite des gagenl.:a si.ens und die Oberseite des Trillers
- Obgleich die vorbeschriebenen Ausführungsformen die Anwendung der Erfindung auf einen Eisenbahnwagenkasten offenbaren, so ergibt es sich doch, daß die Erfindung auf andere Wagenkastenausbildungen wie auf Straßenfahrzeuge und dergleichen angewendet werden kann.
- Im Vorangehenden sind zwar die z.Zt. als bevorzugt betrachteten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, jedoch ist es offensichtlich, daß der Fachmann verschiedene Änderungen und Anpassungen durchführen kann, ohne von dem Prinzip der Erfindung abzuweichen. Solche Änderungen und Anpassungen, die dem Gedanken und dem Umfang der Erfindung entsprchen, sollen naturgemäß gleichfalls von dem Schutz umfaßt weiden.
Claims (12)
1: Aufhängesystem für Fahrzeuge mit einem Wagenkasten und einem diesen
tragenden Laufwerk, wie einem Drehgestell, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
einen zwischen dem Wagenkasten (11) und dem Laufwerk (14 bis 16) angebrachten Unterstützungsträger
(19 bzw. 65); primäre Und sekundäre Federungen (20 bzw., 23), die mit dem'Träger
(19 bzw: 6S), dem Wagenkasten (11) und dem Laufwerk (16): vereinigt sind; so daß
die primäre Federung (20) durch den Unterstützungsträger (19 bzw65) normalerweise
wirksam ist, um die sekundäre Federung. (23) außer Tätigkeit zu setzen., während
beim Zusammenbrechen der primären Federung (20) diese durch dn Unterstützungsträger
(1-9 bzw. 65) die sekundäre Federung (23) wirksam nacht, und wobei die so; in Tätigkeit
gesetzte, sekundäre Federung (23)_in der Lage ist, den Wagenkasten (11) so :zutragen,
daß wesentliche Abwärtsverlagereng des Wagenkastens verhindert wird, und die sekundäre-Federung
(Z3) dadurch die einzige Unterst,itzüng des. lllagenkastens (11) bildet. .
2. lll.U@längesystem
nach Anspruch 1, g e k e n n z e -i c h -n c t d u r c h eine primäre einen pneumatischen
Zy-J.Inder f4-1) aufiseis.ende Federtang .(20)- und eine sekundäre ,. ,C§Ian-iS@:e
-Federrin(22), wobei eine der beiden Federungen
(20 bzw. 23) zwischen
dem Träger (19 bzw. 65) und dem Wagenkasten (11) und die andere Federung (23 bzw.
20) zwischen dem Träger (19 bzw. 65) und dem Laufwerk (16) angeordnet ist.
3. Aufhängesystem
nach Anspruch l oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die primäre
Federung (20) an einem Ende des Unterstützungsträgers (19 bzw. 65) angreift
4. Aufhängesystem
nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die sekundäre
Federung (23) wenigstens eine Schraubenfeder (55, 56, 57) aufweist.
5. Aufhängesystem
nach einem der Ansprüche 1 bis 4, g e -k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Gelenkverbindung
(27 bis 30) zwischen einem Ende des Unterstützungsträgers (19 bzw. 65) und einem
der gegeneinander abgestützten Fahrzeugteile (11 bzw. 16), während die Federungen
an dem Träger (19 bzw. 65) zwischen seinem freien Ende und der Gelenkverbindung
an<;i°eifen, wobei die senkrechten Pc3-lastungeii des (11) elurch die primäre
I@edc=aiii@; (20) ilbert:ral;eii ITerdc-rz iixi@t t@c'r@@c`hi@r=@jl,ei, ctes 1111t
erst-ilt ztiiis@!-trägers
(19 bzw. 65) in solcher Weise bewirken,
um normalerweise die sekundäre Federung (23) außer Betrieb zu setzen. 6..
Aufhängesystem
nach einem der Ansprüche 1 bis 5, g e -k e n n z e i c h n e t d u r c h einen Anschlag
(25), der zwischen einem Ende des Unterstützungsträgers (19 bzw. 65) und dem die
sekundäre Federung (23) tragenden Fahrzeugteil (11 bzw. 16) angeordnet ist und in
einer Stellung der Bewegung des Unterstützungsträgers (19 bzw. 65) wirksam wird,
um dessen Verschwenkung um seine Gelenkverbindung (27 bis 30) zu begrenzen und senkrechte
Lasten auf den betreffenden Fahrzeugteil (16 bzw. 11) zuübertragen 7.
Aufhängesystem
nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Ausnehmung
(26 bzw. 74) am Träger (19 bzw. 65) vorgesehen ist, die mit dem Anschlag (25) zusammenarbeitet,
um dadurch seitliche Bewegung des Trägers (19 bzw. 65) in einer Bewegungsstellung
desselben zu verhindern. B.
Aufhängesystem nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c iz n e t , daß die sekundgre Federung (23)-zwischen
der Gelenkverbindung
(27 bis 30) und der primären Federung (20)
am Unterstützungsträger (19 bzw. 65) angreift.
9.Aufhängesystem nach Anspruch 8,
g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h einen mit der sekundären Federung (23) ausgerichteten
und ihr gegenüberliegenden Anschlag (64 bzw. 79) an dem betreffenden Teil (11 bzw.
16)des Fahrzeuges-für den Unterstützungsträger (19 bzw. 65)
10.Aufhängesystem nach
einam der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e ich n e t , daß
s ichder Unterstützungsträger (19 bzw. 65) quer zur Fahrzeugslängsrichtung erstreckt
und an seinem inneren Ende angelenkt ist.
11.Aufhängesystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Unterstützungsträger
(19) am Laufwerk (16) angelenkt und die primäre Federung (20) zwischen dem Träger
und dem Wagenkasten eingefügt ist.
12.Aufhängesystem nach einem der Ansprüche 1
bis 11 , d a -d u r c h g e k e n n z e ich n e t , daß es zwischen den Wagenkasten
(11) und einen Drehgestellquerträger (16) eingefügt ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US524068A US3361087A (en) | 1966-02-01 | 1966-02-01 | Spring apparatus for railway cars |
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GB (1) | GB1128124A (de) |
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- 1966-02-01 US US524068A patent/US3361087A/en not_active Expired - Lifetime
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- 1967-01-26 DE DE19671605052 patent/DE1605052A1/de active Pending
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