DE19623170A1 - Kabelträger - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Kabelträger zur Abstützung von Leitungen, insbe
sondere von elektrischen oder faseroptischen Meßkabeln, an dynamisch bela
steten Systemen, sowie ein Verfahren zur Herstellung und Montage eines der
artigen Kabelträgers.
An dynamisch belasteten Systemen ist das Verlegen von Leitungen, insbeson
dere von elektrischen oder faseroptischen Meßkabeln, problematisch. Die Lei
tungen werden aufgrund von Drehbewegungen, Verschwenkungen, Dehnun
gen, Beschleunigungskräften oder anderen äußeren Einflüssen belastet, was
zum Leitungsbruch oder zur Deformation der Leitungsführung oder anderen
Beeinträchtigungen führen kann.
Derartige Probleme stellen sich insbesondere bei Messungen und Überwachun
gen an Rotorköpfen für Hubschrauber. Die Rotorblätter, der Antrieb sowie der
Rotorkopf sind kompliziert aufgebaute Systeme. Die Rotorblätter weisen eine
Vielzahl von Verstellbewegungen um mehrere Drehachsen auf, wobei diese
Bewegungen häufig auch zyklisch, d. h. bei jeder Rotordrehung, ausgeführt
werden. Um für diese Bewegungen und Verstellungen Rückmeldungen zu er
halten sowie Belastungen und Dehnungen zu messen, werden zur Windka
nalerprobung, zur Flugerprobung und in Zukunft auch im normalen Flugbetrieb
an den Rotorblättern Sensoren angeordnet. Die Meßleitungen, meist elektrische
Meßkabel, werden bei der Flugerprobung in Versuchsständen und im Windka
nal an den beweglichen Elementen des Rotorsystems in geeigneter Weise
durch Klebestreifen, Kabelklemmen oder ähnlichem befestigt. Dennoch treten
im dynamischen Betrieb erhebliche Belastungen an den Meßkabeln auf, was zur
frühzeitigen Materialermüdung und einem Meßdatenausfall führt. An Hub
schrauberrotorsystemen sind die Kabel erheblichen Belastungen ausgesetzt.
Zusätzlich zu den Verformungen aufgrund der Verstellbewegungen zerren
Fliehkräfte und vom Anströmungszustand wechselnde Luftlasten an den Ka
beln. Die Kabel brechen aufgrund von Dehnungen, Erschütterungen oder Zug
belastungen oder Kupplungselemente versagen.
Aus dem Stand der Technik sind lediglich elektrische Leitungen bekannt, die zur
Zugentlastung der elektrischen Leitung im Isoliermantel des Kabels ein Zugent
lastungscord vorsehen. Ferner ist es bekannt, zum Abfangen von Biegebela
stungen an Kabeln sogenannte Knickschutzhüllen, die auf den jeweilig ver
wendeten Kabelaußendurchmesser abgestimmt sind, über das verlegte Kabel
zu ziehen, die dann die Übergangsstellen vom Stecker zum Kabel elastisch
stützen. Nachteilig ist, daß derartige Schutzmaßnahmen für das Kabel das Ei
gengewicht des Kabels erhöhen und somit zu zusätzlichen dynamischen Bela
stungen innerhalb des Kabels führen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kabelträger zur Fixierung von Leitun
gen anzugeben, bei dem die Leitungen auch an dynamisch stark belasteten
Systemen sicher abgestützt werden. Ferner ist es Aufgabe, einen derartigen
Kabelträger in einfacher Weise herstellen und am gewünschten Ort anbringen
zu können.
Gelöst werden diese Aufgaben durch die in den Ansprüchen 1,10 oder 12 an
gegebenen Merkmale.
Der erfindungsgemäße Kabelträger ermöglicht eine sichere Abstützung von
empfindlichen Leitungen, wie elektrischen Meßkabeln, an dynamisch belasteten
Systemen. Zur Herstellung des Kabelträgers werden mit einem Bindemittel, wie
etwa kalthärtendes Epoxidharz, durchtränkte Verstärkungsfasern in einen
Schlauch eingezogen. Der so verstärkte Schlauch wird am vorgesehenen Ort an
dem dynamisch belasteten System befestigt. Ein so hergestellter Kabelträger
zeichnet sich durch ein geringes Eigengewicht bei gleichzeitig hoher Tragkraft
aus. Die von Meßkabeln ausgehenden Fliehkräfte und die auf den Meßkabeln
einwirkenden Windlasten werden auf den Kabelträger abgesetzt. Dabei kann
der Kabelträger entsprechend seiner Anordnung am dynamisch belasteten Sy
stem elastisch oder steif ausgebildet sein.
Als Bindemittel sind folgende kalthärtende Epoxidharze besonders geeignet: Für
steife Kabelträgerausführung ein Typ L160 (Harz); H160 (Härter) von Fa.
Scheufler und für elastische Kabelträgerausführung ein Typ ECCOBOND 45 mit
Catalyst 15 von Fa. GRACE Specialty Polymers.
Wenn die Verstärkungsfaser aus Kohlefasern, sogenanntem CFK-Roving, be
steht, wird eine besonders hohe Steifigkeit des Kabelträgers erreicht. Ein aus
derartigen Verstärkungsfasern hergestellter Kabelträger ist besonders für nicht
bewegliche Kabelführungen geeignet. Wenn die Verstärkungsfaser aus Aramid
fasern, sogenannten PRD-Rovings, unter Einsatz von elastischen Epoxidharzen
besteht, ist der Kabelträger hochreißfest und kann dennoch elastisch verformt
werden. Ein so ausgebildeter Kabelträger eignet sich besonders zur Über
brückung von relativ zueinander bewegten Bauteilen.
Vorteilhaft wird ein PVC-Kunststoffschlauch mit einem Durchmesser von
6-10 mm verwendet. Die Kunststoffschläuche sind leicht zu verarbeiten und geben
dem darin eingezogenen Verstärkungsfaserstrang und dem Epoxidharz eine
Ummantelung. Dadurch, daß mehrere, mit durchtränkten Fasern bestückte
Schläuche, beispielsweise 5 Stück, in einem größeren Schlauch zusammenge
faßt angeordnet sind, wird die elastische Beweglichkeit des Kabelträgers erhöht.
Die in dem größeren Schlauch angeordneten Schläuche sollten vorzugsweise
besonders dünn gewählt werden, um sowohl die Beweglichkeit des Kabelträgers
wie auch die Gesamtmasse des Trägers zu minimieren.
Für dauerhaft verlegte Kabelträger kann es vorteilhaft sein, die Leitungen inner
halb des Schlauches anzuordnen. Dazu wird ein separater Schlauch zur Auf
nahme der Kabel mit eingezogen. Es wird damit ein glattes äußeres Erschei
nungsbild des Kabelträgers mit der integrierten Leitung erreicht. Ferner stellt die
Schlauchummantelung der Leitung einen zusätzlichen Schutz vor mechani
schen Beschädigungen dar. Alternativ werden die Leitungen in geeigneter
Weise, beispielsweise mit Schlauchbindern, am Schlauch befestigt. Vorteilhaft
können dabei bei Versuchsaufbauten oder kurzfristigen Tests Leitungen mon
tiert und wieder entfernt werden, ohne daß ein aufwendiger Installationsaufwand
auszuführen ist.
Nach der Herstellung des Kabelträgers und dessen Befestigung am System
erfolgt das Anklemmen bzw. Anheften der Leitungen vor der Aushärtung des
Bindemittels. Die Form des Kabelträgers paßt sich damit besonders gut seinem
Aufgabenzweck an. Die Leitungen und ebenso die beispielsweise verwendeten
Schlauchklemmen formen sich geringfügig in den Kabelträger ein. Ein Verrut
schen der Schlauchklemmen entlang des Kabelträgers sowie ein Verrutschen
der Leitungen in tangentialer Richtung am Kabelträger wird somit weitestgehend
vermieden.
Um den in den Schlauch eingeführten Epoxidharzanteil bis zum Abbinden sicher
in dem Schlauch zu belassen, ist es vorteilhaft, daß nach dem Einziehen der
Fasern die Enden des Schlauches verschlossen werden. Wenn das Trägerkabel
vor Aushärtung des Bindemittels im Schlauch am Abstützungsort befestigt wird,
ist eine besonders einfache Anpassung des Trägerkabels an den gewünschten
Einsatzzweck möglich. Das Trägerkabel kann am Abstützungsort noch nachge
formt werden.
Zur Herstellung eines elastischen Kabelträgers ist es vorteilhaft, wenn ein ela
stisch aushärtendes Epoxidharz verwendet wird. Der Elastizitätsgrad kann dabei
durch das gewählte Mischungsverhältnis eingestellt werden.
Zum Einziehen der Fasern und gegebenenfalls Leitungen in den Schlauch ist es
vorteilhaft, die getränkten Fasern und gegebenenfalls den Leitungsschlauch an
einer bereits durch den Schlauch geschorenen Vorleine zu befestigen, um sie
dann in einem Arbeitsgang in den Schlauch einzuziehen.
Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel mit Bezug auf
die Zeichnung detailliert beschrieben.
Darin zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, teils geschnitten, eines an einem dy
namisch belasteten System befestigten Kabelträgers;
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Abschnitts eines Kabelträgers;
und
Fig. 3 eine andere Ausführungsform hierzu.
Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Kabelträger 1, der an einem dy
namisch belasteten System 20 befestigt ist. Der Träger 1 besteht aus einem
äußeren Kunststoffschlauch 2, der vorzugsweise einen Außendurchmesser von
6-10 mm aufweist, und einer in den Schlauch 2 eingezogenen Verstärkungsfa
ser 3. Die Verstärkungsfaser 3 ist mit einem Bindemittel 4, vorzugsweise
Epoxidharz, durchtränkt, das auch den Zwischenraum zwischen
Verstärkungsfaser 3 und Schlauch 2 ausfüllt.
An den Enden des Kabelträgers 1 ist der Schlauch 2 nur im Verlauf des Aushär
tens mittels Schrumpfschlauch verschlossen. Nach dem Aushärten werden die
Enden des Kabelträgers 1 auf das benötigte Maß geschnitten. Im Aushärtepro
zeß ist der Kabelträger bereits fest mit dem dynamisch belasteten System 20
verbunden. Dies geschieht über Befestigungsmittel 5, 6, z. B. Kabelbinder 5 oder
Schellen 6. Diese Befestigungsmittel 5, 6 drücken sich dabei in den Kabelträger
1 und erzeugen eine Formschlußmarkierung.
Ferner ist in Fig. 1 ein Meßkabel 10 dargestellt, das mittels Kabelbindern 11 an
dem Kabelträger 1 fixiert ist. Die Kabelbinder 11 sind in regelmäßigen Abstän
den an dem Kabelträger 1 angebracht. Alternativ zu Kabelbindern können auch
Klebeverbindungen, Heftstreifen oder Ringklemmen verwendet werden.
Nachfolgend wird das Herstellungsverfahren eines Kabelträgers 1 unter Bezug
auf die Fig. 1 und 2 näher beschrieben. Zur Herstellung eines Kabelträgers 1
wird ein Kunststoffschlauch 2 auf am Einbauort an einem dynamisch belasteten
System 20, wie beispielsweise einem Rotorblatt an einem Hubschrauber, pas
sende Länge gebracht. Ebenso wird eine oder bevorzugt ein Bündel aus
mehreren Verstärkungsfasern 3 vorbereitet. Die Verstärkungsfaser(n) 3 werden
sodann in ein Bindemittel 4, vorzugsweise Epoxidharz, eingetaucht, so daß die
Fasern 3 vollständig durchtränkt sind. Dies erfolgt vorzugsweise durch
Eintauchen in ein Bad mit dem entsprechenden Epoxidharz. Die Fasern können
beispielsweise auch vor der Ablängung zum freien Aufspannen um zwei an
einem Hilfsträger im beabsichtigten Abstand fixierte Nägel herumgewickelt und
dann getränkt werden. Nun wird der abgelängte Schlauch 2 mit einer Vorleine
bestückt. Die Vorleine wird durch das Innere des Schlauches 2 geschoren. An
einem Ende der Vorleine werden dann die mit Epoxidharz 4 durchtränkten
Verstärkungsfasern 3 fixiert und durch Ziehen an dem anderen Ende der
Vorleine in den Schlauch 2 eingezogen. Dabei füllen die durchtränkten
Verstärkungsfasern 3 fast vollständig den Hohlraum des Schlauches 2 aus. Ein
eventuell vorhandener Zwischenraum wird durch überschüssiges Epoxidharz 4
ausgefüllt.
Hiernach werden die beiden Enden des Schlauches 2 mit Hilfe von langen
Schrumpfschläuchen verschlossen, um zu verhindern, daß noch flüssiges
Epoxidharz 4 aus dem Schlauchhohlraum abfließen kann. Der so hergestellte
Kabelträger 1 wird in noch unausgehärtetem Zustand an seinem Ansetzort am
dynamisch belasteten System 20 angepaßt und befestigt. Die Befestigung er
folgt dabei beispielsweise durch festes Anbinden oder Klemmen des Kabelträ
gers 1 am System 20.
Nach dem Befestigen des Kabelträgers 1 ist weiterhin ein Nachverformen des
Kabelträgers möglich, da das Epoxidharz 4 noch nicht ausgehärtet ist. Das ab
zustützende Meßkabel 10 wird verlegt und mittels Kabelbindern 11 an dem noch
nicht ausgehärteten Kabelträger 1 befestigt. Die Kabelbinder 11 werden dabei
so straff montiert, daß sie sich ein wenig in den Kabelträger 1 einschnüren.
Ebenso wölbt sich das Meßkabel 10 leicht in den Kabelträger 1 ein.
Der Kabelträger 1 weist eine hohe Festigkeit und ein geringes Gewicht auf.
Durch das leichte Einschnüren der Kabelbinder 11 in den Kabelträger 1 wird ein
Verrutschen der Kabelbinder 11 auf dem Kabelträger 1 weitestgehend
vermieden. Ebenso wird ein Verrutschen des Meßkabels 10 am Kabelträger 1
aufgrund der Einwölbung an der Oberfläche des Kabelträgers 1 vermieden.
Der Kabelträger erlaubt daher die sichere Fixierung und Befestigung von emp
findlichen Leitungen, wie elektrischen Meßkabeln, an dynamisch belasteten Sy
stemen. Die Last aus dem Gewicht der Meßkabel wird in den Kabelträger abge
leitet und entlastet somit ganz wesentlich das Meßkabel selbst.
Insbesondere zur Übertragung von Sensormeßdaten von beweglichen Elemen
ten, wie beispielsweise Hubschrauberrotoren, an eine Auswertestation werden
die Meßkabel hohen Belastungen ausgesetzt. Die erfindungsgemäßen Kabel
träger zeichnen sich durch hohe Festigkeit, geringes Gewicht und nach Bedarf
durch hohe oder geringe Steifigkeit aus, so daß an ihnen weder hohe Flieh
kräfte, noch ungewünschte Dehnungen oder Schwingungen Festigkeitspro
bleme entstehen lassen. Die Standzeit der daran angehefteten Meßkabel ver
vielfacht sich, da die an dem Meßkabel wirkenden Belastungen abgefangen und
auf die unempfindlichen Kabelträger übergeben werden.
Wenn ein Kabelträger 1 zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Bau
teilen des dynamisch belasteten Systems 20 angeordnet werden muß, ist für
eine ausreichende elastische Beweglichkeit des Kabelträgers 1 zu sorgen. Dies
erfolgt vorzugsweise durch Verwendung von biegeelastischen und äußerst
zugfesten Aramidfasern, die auch unter der Markenbezeichnung "Kevlar" be
kannt sind, als Verstärkungsfaser 3. Als Bindemittel wird ein elastisch aushär
tendes Epoxidharz verwendet. Um eine noch höhere Flexibilität des Kabelträ
gers 1 zu erreichen, kann der Kabelträger aus mehreren dünnen, mit Kevlarfa
sern bestückten Schläuchen bestehen, die in einem größeren Schlauch zu
sammengefaßt sind. Zur Herstellung werden dann zunächst in die dünnen
Schläuche durchtränkte Kevlarfasern eingezogen. Danach werden die dünnen
Schläuche in einem Bündel in den größeren Schlauch eingezogen. Dieser Ka
belträger hat eine hohe Reißfestigkeit bei geringem Gewicht und ist gleichzeitig
äußerst flexibel.
Wie Fig. 3 zeigt, kann alternativ zu dem vorangehend Beschriebenen ein
PVC-Schlauch 7 zur Aufnahme von Meßkabeln 10 bei der Herstellung des Kabelträ
gers mit in den Schlauch 2 eingezogen werden. Für fest zu verlegende Leitun
gen hat diese Montageart einige Vorteile. Die in dem Schlauch 7 eingezogenen
Meßleitungen sind von dem Schlauch 7, dem Verstärkungsfasermaterial und
dem Schlauch 2 umschlossen, so daß die Meßleitungen vor Beschädigungen
geschützt sind. Das Meßkabel 10 wird durch den Schlauch 7 geführt und partiell
mit Silikonkautschuk eingeklebt. Damit wird ein Kabelwandern verhindert. Dar
über hinaus ist das äußere Erscheinungsbild des Kabelträgers mit innenliegend
verlegten Leitungen glatt und unbeeinträchtigt von außen anliegenden Leitun
gen und Kabelklemmen.
Bezugszeichenliste
1 Kabelträger
2 Schlauch
3 Verstärkungsfaser
4 Bindemittel, Epoxidharz
5 Kabelbinder
6 Schelle
7 Schlauch
10 Leitung, Meßkabel
11 Kabelbinder
20 dynamisch belastetes System
2 Schlauch
3 Verstärkungsfaser
4 Bindemittel, Epoxidharz
5 Kabelbinder
6 Schelle
7 Schlauch
10 Leitung, Meßkabel
11 Kabelbinder
20 dynamisch belastetes System
Claims (17)
1. Kabelträger zur Abstützung von Leitungen, insbesondere von elektrischen
oder faseroptischen Meßkabeln, an dynamisch belasteten Systemen,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Schlauch (2) vorgesehen ist, in dem wenigstens eine mit einem Bin
demittel (4) getränkte Verstärkungsfaser (3) eingezogen ist.
2. Kabelträger nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Bindemittel (4) ein kalthärtendes Epoxidharz ist.
3. Kabelträger nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstärkungsfaser (3) aus Kohlefasern besteht.
4. Kabelträger nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstärkungsfaser (3) aus Aramidfasern besteht.
5. Kabelträger nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlauch (2) als Kunststoffschlauch, vorzugsweise mit einem Durch
messer von 6-10 mm, ausgebildet ist.
6. Kabelträger nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere, mit durchtränkten Fasern (3) bestückte Schläuche (2) in einem
größeren Schlauch zusammengefaßt angeordnet sind.
7. Kabelträger nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leitung(en) (10) mit in den Schlauch (2) eingezogen sind.
8. Kabelträger nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leitung(en) (10) durch einen in den Schlauch (2) eingezogenen
weiteren Schlauch (7) geführt und vorzugsweise mit Silikonkautschuk einge
klebt sind.
9. Kabelträger nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leitung(en) (10), vorzugsweise mit Kabelbindern (11), außen am
Schlauch (2) befestigt sind.
10. Verfahren zur Herstellung und Montage eines Kabelträgers, insbesondere
nach einem der Ansprüche 1 bis 9, zur Abstützung von Leitungen, insbeson
dere von elektrischen oder faseroptischen Meßkabeln, an dynamisch belaste
ten Systemen,
gekennzeichnet durch
die Schritte:
- - Durchtränken von Verstärkungsfasern mit einem Bindemittel, vorzugsweise Epoxidharz,
- - Einziehen der durchtränkten Faser(n) in einen Schlauch,
- - Befestigen des Schlauches am Abstützungsort und
- - Anklemmen bzw. Anheften der Leitung(en) am Schlauch.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Anklemmen bzw. Anheften der Leitung(en) vor Aushärtung des
Bindemittels erfolgt.
12. Verfahren zur Herstellung und Montage eines Kabelträgers, insbesondere
nach einem der Ansprüche 1 bis 9, zur Abstützung von Leitungen, insbeson
dere von elektrischen oder faseroptischen Meßkabeln, an dynamisch belaste
ten Systemen,
gekennzeichnet durch
die Schritte:
- - Durchtränken von Verstärkungsfasern mit einem Bindemittel, vorzugsweise kalthärtendes Epoxidharz,
- - Einziehen der durchtränkten Faser(n) und der Leitung(en) in einen Schlauch und
- - Befestigen des Schlauchs am Abstützungsort.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die durchtränkten Faser(n) gemeinsam mit einem weiteren Schlauch in
den größeren Schlauch eingezogen werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leitungen durch den kleineren Schlauch geführt und in ihm zumin
dest partiell eingeklebt werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Einziehen der Faser(n) und ggf. der Leitung(en) die Enden
des Schlauches verschlossen werden.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Trägerkabel vor Aushärtung des Bindemittels im Schlauch am Ab
stützungsort befestigt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Faser(n) und ggf. die Leitung(en) mit einer durch den Schlauch ge
schorenen Vorleine eingezogen werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19623170A DE19623170C2 (de) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | Kabelträger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19623170A DE19623170C2 (de) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | Kabelträger |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19623170A1 true DE19623170A1 (de) | 1997-12-11 |
DE19623170C2 DE19623170C2 (de) | 1998-04-09 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19623170A Expired - Fee Related DE19623170C2 (de) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | Kabelträger |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19623170C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1223376A1 (de) * | 2001-01-16 | 2002-07-17 | Bombardier Transportation GmbH | Verrohrung zur Arbeitsmedienversorgung im Innenbereich von Schienenfahrzeugen |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4300968C2 (de) * | 1992-01-17 | 1994-06-16 | Toyoda Gosei Kk | Schlauchvorrichtung |
-
1996
- 1996-06-10 DE DE19623170A patent/DE19623170C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE4300968C2 (de) * | 1992-01-17 | 1994-06-16 | Toyoda Gosei Kk | Schlauchvorrichtung |
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EP1223376A1 (de) * | 2001-01-16 | 2002-07-17 | Bombardier Transportation GmbH | Verrohrung zur Arbeitsmedienversorgung im Innenbereich von Schienenfahrzeugen |
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Publication number | Publication date |
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DE19623170C2 (de) | 1998-04-09 |
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