DE2155783A1 - Verbindung für Bauteile - Google Patents

Verbindung für Bauteile

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DE2155783A1 DE19712155783 DE2155783A DE2155783A1 DE 2155783 A1 DE2155783 A1 DE 2155783A1 DE 19712155783 DE19712155783 DE 19712155783 DE 2155783 A DE2155783 A DE 2155783A DE 2155783 A1 DE2155783 A1 DE 2155783A1
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Description

PATENTANWÄLTE
DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD
DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER D1PL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖPSCH
DIPL.-ING. SELTING KÖLN 1, DEICHMANNHAUvS
). November 1971 ig/rö
Carlo Fabre, Florenz, Via Pergolesi, 6 / Italien
Verbindung für Bauteile
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindung für Bauteile, insbesondere aus Kunststoff, zur Bildung von Spielzeugen, Lehrmitteln, Schaufensterdekorationen, Einrichtungs- und Dekorationsgegenständen usw.
Es ist bekannt, daß für erzieherische Spielzeuge, z.B. Baukästen o.dgl., im allgemeinen starre dreidimensionale Elemente verwendet werden, die in verschiedener Weise miteinander kombiniert werden können, jedoch den Ausbau nur in den drei orthogonalen Richtungen zulassen. Dies bildet eine wesentliche Beschränkung hinsichtlich der Förderung des Vorstellungsvermögens des Spielenden und führt dazu, daß ausschließlich verhältnismäßig einfache Gegenstände hergestellt werden. Die bekannten Spielzeuge erlauben
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lediglich die Zusammensetzung von Modellen für Einheitstypen von Maschinen und Einrichtungen, wobei die Anordnung und Größe der Elemente zwangsläufig vorherbestimmt ist.
Ferner verwenden die gegenwärtig in Ausbildungsstätten verwendeten Lehrbehelfe fertige Modelle bzw. es sind Elemente vorhanden, die nur in vorherbestimmter Weise zusammengesetzt werden können-.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung der eingangs geschilderten Art so zu ver- * bessern, daß die Vielseitigkeit der Art und Weise, in welcher die einzelnen Bauteile zusammengesetzt werden können, wesentlich gesteigert wird. Die Erfindung kennzeichnet sich hierbei im wesentlichen dadurch, daß die Bauteile zumindest an einem ihrer Oberflächenteile mit Steckverbindungselementen, die im wesentlichen rechtwinkelig von der Oberfläche abstehen und/oder mit entsprechenden Höhlungen bzw. Löc/iern zur Aufnahme der Steckverbindungselemente versehen sind, daß die Bauteile in beliebiger Weise zusammensetzbar und/oder stapelbar und/oder verformbar sind, und daß eine gegenseitige Steckverbindung dadurch erzielbar ist, daß die Steckverbindungselemente eines oder mehrerer Bauteile in die Löcher bzw. Höhlungen eines anderen Bauteiles oder des gleichen Bauteiles koaxial eingeführt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können die Bauteile als dünne biegsame Blätter bzw. Tafeln ausgebildet werden, wodurch in beliebiger V/eise dreidimensionale Zusammenbauten erzielbar sind.
Eine andere Ausführungsform verwendet starre oder biegsame Tragelemente, die im allgemeinen flach sind oder mit
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flachen Oberflächenpartien versehen sind, oder sowohl flache als auch gekrümmte Oberflächenpartien aufweisen. In jedem Fall sind diese Bauteile durch lösbare Steckverbindungen miteinander zu verbinden, wobei Gelenkverbindungen zwischen diesen Bauteilen angeordnet sein können, z.B. Scharniere usw.
Solche in erfindungsgemäßer Weise ausgebildete Bauteile stellen ein billiges Produkt dar, welches in industriellem Maßstab durch einfache Formvorgänge auf üblichen Kunststoffbearbeitungsmaschinen hergestellt werden kann, so daß ein hoher Ausstoß dieser Maschinen erzielbar ist.
Weitere Kennzeichen und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in der Zeichnung schematisch dargestellt sind.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines in erfindungsgemäßer Weise ausgebildeten Bauelementes, und
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.
Fig. 5 ist ein Vertikalschnitt durch eine Ausführungsvariante mit einer kugelförmigen Kappe als Verbindungselement .
Fig. 4 ist eine Draufsicht auf das Bauelement nach Fig. 1, welches zu einem hex^gonalen Körper gebogen ist.
Fig. 5 ist eine Draufsicht auf drei einander teilweise überlappende Abschnitte von Bauelementen, welche in ihren
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einander überlappenden Bereichen mit zumindest je einem Steckverbindungselement versehen sind.
Fig. 6 zeigt drei Abschnitte von Bauelementen, die mittels der Steckverblndungselemente aneinander angeschlossen sind, wobei einer dieser Abschnitte abgebogen ist.
Fig. 7 ist eine axonometrische Darstellung einer anderen AusfUhrungsform eines Bauelementes, und
Fig. 8 ein Schnitt nach der Linie.VIII-VIII des Bauelementes nach Fig. 7.
Fig. 9 zeigt in Draufsicht eine weitere AusfUhrungsform mit verschieden (oder flach und gekrümmt) ausgebildeten Seitenflächen.
Fig. 10 ist eine Seitenansicht des Elementes nach Fig. 9S und
Fig. 11 ist ein Schnitt durch ein als Gelenk ausgebildetes Element.
Im wesentlichen besteht das in erfindungsgemäßer Weise ausgebildete Spiel o.dgl. aus einer Mehrzahl von Bauteilen, die einander gleich oder voneinander verschieden ausgebildet sein können. Diese Bauteile tragen Zapfen, Stifte oder andere Steckverbindungsglieder 2 und/oder Vertiefungen 3 und/oder Löcher 11, so daß sie durch Einstecken der Glieder 2 in die Vertiefungen 3 bzw. Löcher unlösbar oder lösbar aneinandergesteckt werden können.
Jedes Bauteil 10 (Fig. 1, 2) weist einen von einer flachen Tafel gebildeten Grundkörper 1 auf, welcher gegebenenfalls
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teilweise starr, jedoch vorzugsweise biegsam ausgebildet ist und mit einer Vielzahl von einander gleichen Vorsprüngen 2 versehen ist, die alle auf der gleichen Seite des Grundkörpers 1 angeordnet sind. Diese Vorsprünge 2 sind in einer Vielzahl einander paralleler, in gleichen Abständen angeordneter Reihen in zwei orthogonalen Richtungen angeordnet. Die Vorsprünge 2 sind hohl ausgebildet und haben vorzugsweise die Form eines geraden Kegelstumpf es mit kreisförmiger Grundfläche. Die kleinere Grundfläche des Kegelstumpfes kann durch eine flache oder gekrümmte Wand 2' abgeschlossen sein, wogegen die größere Grundfläche des Kegelstumpfes, welche in der Ebene des Grundkörpers 1 liegt, offen ist.
Die Vorsprünge 2 bilden Steckverbindungselemente, wobei die Vorsprünge 2 mit ihrer Außenfläche den Stecker (Innenteil) und mit ihrer Innenfläche den Kupplungsteil (Außenteil) der Steckverbindung bilden. Die seitliche Außenfläche jedes kegelstumpfförmigen Vorsprunges 2 kann mit einer schmalen torischen Ausformung oder einer hohlen Ringrippe 5 versehen sein, welche an der Innenseite des Vorsprunges eine entsprechende Ringnut 5' bildet, in die die Ringrippe 5 eines anderen Vorsprunges 2 bei der Zusammensetzung der Steckverbindung einschnappen kann. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine Vergrößerung der Berührungsfläche und damit des Haltevermögens der Steckverbindung erzielt, so daß der Widerstand gegen ein Lösen der Steckverbindung vergrößert wird.
Selbstverständlich ist jedoch ein Bauelement nach den Fig. 1 und 2 nicht auf die Ausführung der Vorsprünge in kegelstumpfförmiger Form beschränkt. Beispielsweise kann,
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wie dies Fig. 3 zeigt, auch jeder Vorsprung als sphärische Kappe 13 ausgebildet sein, die an ihrer Grundfläche mit einer nach innen gerichteten ringförmigen Abstufung 4 versehen ist, und auf diese Weise zur Steigerung des HalteVermögens der Steckverbindung beiträgt. Der Abstand der Abstufung 4 von der Oberfläche des Grundkörpers 1 ist etwas größer als die Dicke des Grundkörpers 1.
Aus der besonderen Ausbildung eines Bauelementes der beschriebenen Konstruktion und aus der Art des hierfür ver-P wendeten Materials ergeben sich weitere Vorteile. Es sei hierbei lediglich erwähnt, daß sich eine Vielzahl von Bauelementen derselben Größe und Form aufeinander platzsparend stapeln lassen, so daß sich sehr geringe Ausmaße des gesamten Stapels ergeben.
Ferner ergibt sich durch die geringe Dicke der Bauelemente nach den Fig. 1 und 2 unabhängig von deren Form ein sehr geringes Gewicht, auch wenn sie große Abmessungen aufweisen. Zugleich ergibt sich durch die besondere Ausbildung des Querschnittes jedes Bauelementes unabhängig von der geometrischen Form der Steckverbindungselemente eine hohe mechanische Widerstandskraft und Festigkeit des Bauelementes, so daß Konstruktionen jeder beliebigen Form und Größe herstellbar sind, die stets eine hohe Festigkeit, dabei aber ein geringes Gewicht haben.
In den Fig. 4, 5 und 6 sind verschiedene Beispiele gezeigt, in welchen biegsame Elemente 10 verwendet werden. Bei der AusfUhrungsform nach Fig. 4 wird aus einem Bauelement 10 (Fig. 1, 2) ein Streifen ausgeschnitten und auf sich selbst zurückgebogen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 werden mehrere flache Bauelemente so angeordnet, daß sie einander
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teilweise überlappen, wobei die Bauelemente 10 an den Uberlappungsstellen miteinander mittels der Steckverbindungen verbunden werden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 werden Bauelemente 10, von denen eines abgebogen ist, mittels der Vorsprünge 2, welche in die hohle Seite der Vorsprünge einrasten, miteinander verbunden .
Die Fig. 7 und 8 zeigen andere Ausführungsformen, wobei jedes Bauelement 20 in Kombination mit Bauelementen 10 der vorher beschriebenen Art, jedoch auch unabhängig von diesen, verwendet werden kann.
Das Bauelement 20 (Fig. 7, 8) hat einen starren oder biegsamen flachen Grundkörper 1', von welchem mehrere Vorsprünge 2 an beiden Seiten des Grundkörpers 1 abstehen. Diese VorSprünge 2 sind hohl, so daß jeder von ih-nen eine Höhlung 3 zur Aufnahme entsprechender Vorsprünge anderer Bauelemente 20 bildet. Die Vorsprünge 2 sind wieder in äquidistanten parallelen Reihen angeordnet, wobei die Vorsprünge jeder Reihe alternierend miteinander einmal auf die eine, einmal auf die andere Seite des Grundkörpers I1 des Bauelementes 20 weisen. Selbstverständlich ist jedoch auch jede andere Anordnung der Vorsprünge 2, auch eine unregelmäßige Anordnung,möglich. Beispielsweise kann lediglich ein Abschnitt der Oberfläche des Grundkörpers lf mit solchen Vorsprünge 2 versehen sein. Ferner können die Vorsprünge derselben Reihe derart angeordnet sein, daß jeweils zwei solche Vorsprünge auf die .eine Seite und der dritte auf die andere Seite des Grundkörpers 1' weisen, usw.
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Die VorSprünge 2 sind in den Fig. 7 und 8 von zylindrischer Form mit einer runden Basis, jedoch können diese Vorsprünge sowie die zu ihrer Aufnahme dienenden Höhlungen und/oder Löcher auch jede andere geeignete Form, beispielsweise jene nach Fig. 3 aufweisen. Sie können auch geringfügig zulaufend ausgebildet sein oder eine polygonale Grundfläche oder eine mixtilineare Form aufweisen.
Ferner sind Komplementärelemente vorgesehen, die eines oder mehrere der beschriebenen Bauelemente tragen und/ oder verbinden können. Diese Komplementärelemente können in erster Linie von Platten mit einer oder mehreren flachen, gekrümmten oder gemischt ausgebildeten Seiten gebildet sein, d.h., daß sie eine flache oder dreidimensionale, hohle oder teilweise hohle Gestalt aufweisen können, wobei an den Flächen einander gleiche, kreisförmige durchgehende Löcher angeordnet sind, deren jedes zur Aufnahme eines Steckverbindungsgliedes eines oder mehrerer Konstruktionselemente durch geringfügigen «lastischen Druck dient.
Beispielsweise zeigen die Fig. 9 und 10 ein Element J>0, welches als ein innen hohler aufrechter Zylinder mit kreisförmiger Basis ausgebildet ist, wobei auf der einen Stirnfläche 8 dieses Zylinders sowie an seiner Mantelfläche 9 mehrere einander gleiche durchgehende Löcher vorgesehen sind, deren Durchmesser derart gewählt ist, daß in diese Löcher die Vorsprünge anderer Bauelemente haltbar, jedoch zwecks Aneinanderkupplung der einzelnen Bauteile lösbar eingeführt werden können. Diese an das Bauelement J>0 anzukuppelnden Bauteile können beliebige Form und Größe haben und relativ zum Bauelement J50 eine
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beliebige Lage sowie eine beliebige räumliche Orientierung einnehmen. Diese Komplementär- bzw. Ergänzungselemente dienen als Basis und/oder Verbindung und werden zweckmäßig in geeigneter Anzahl vorrätig gehalten, so daß sie eine Vielzahl von Serien von Bauteilen bilden, die verschiedene Formen und Abmessungen haben, so daß sich ein großer Variationsbereich der Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Bauelemente, ergibt. Vorzugsweise sind vorgesehen: Erstens ebene Platten entsprechend den häufigsten ebenen geometrischen Figuren (z.B. Kreis, Dreieck, Quadrat und andere regelmäßige Polygone); zweitens Platten mit zwei oder mehreren gleichen oder ungleichen ebenen Flächen, die entsprechend einigen oder allen Flächen der häufigsten ebenflächigen dreidimensionalen geometrischen Körpern angeordnet sind (z.B. Würfel, Prisma, Parallelepiped); ferner mit in verschiedener Weise ausgebildeten Oberflächen versehene Platten (d.h. Platten mit Oberflächen, die teilweise eben und teilweise gekrümmt ausgebildet sind), die den häufigsten mit gemischten Oberflächen ausgebildeten starren geometrischen Körpern entsprechen (z.B. Zylinder mit einer oder zwei Basisflächen, Kegelstumpf mit einer oder zwei Basisflächen usw.).
Weiterhin sind Ergänzungselemente vorgesehen, die als Zylinder- oder Kugelgelenke ausgebildet sind und es ermöglichen, einen Teil der Konstruktion relativ zu einem anderen Teil beweglich auszubilden. Ein solches Zylindergelenk 40 ist in Fig. 11 dargestellt und weist zwei Teile 6, 7 auf, deren jeder mit einer Ausnehmung oder einer Durchbrechung versehen ist, deren Größe und Form jener der Elemente 2 entspricht und v.on denen jeder zur Aufnahme und Verankerung eines Vorsprunges eines beliebigen Konstruk-
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tionselementes dient. Die beiden Teile 6, 7 sind gegeneinander beweglich verbunden und können um die Achse a-a gegeneinander verschwenkt werden, wofür ein torischer Vorsprung 7a des Teiles 7 in eine Ringnut des Teiles 6 eingreift.
Die Abmessungen jedes der beschriebenen Elemente können in weiten Bereichen schwanken, je nachdem, ob es erwünscht ist, eine größere oder geringere Anzahl von Steckverbindungsteilen anzuordnen. Es ist lediglich erforderlich, daß die Teilung der Ausnehmungen bzw. Löcher (d.h. der gegenseitige Abstand zweier benachbarter Ausnehmungen bzw. Löcher), sei es entlang einer ebenen oder gekrümmten Oberfläche, stets dem Abstand entspricht, welcher für die Vorsprünge 2 der Konstruktionselemente gewählt wurde. Als Material für die Bauelemente empfiehlt sich in erster Linie Kunststoff, welcher transparent oder durchsichtig, farblos oder gefärbt ausgebildet sein kann. Ein solches Kunststoffmaterial wird für diejenigen Elemente, welche biegsam bzw. zertrennbar sein sollen, dünnwandig ausgebildet, wogegen eine größere Wandstärke bzw. ein starreres Material verwendet wird, wenn eine größere Steifheit der Elemente erwünscht ist.
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Claims (19)

  1. - li -
    Ansprüche
    lötverbindung für Bauteile, Insbesondere aus Kunststoff, zur Bildung von Spielzeugen, Lehrmitteln, Schaufensterdekorationen, Einrichungs- und Dekorationsgegenständen usw., dadurch gekennzeichnet, daß die. Bauteile (10) zumindest an einem ihrer Oberflächenteile mit Steckverbindungse. lementen (2), die im wesentlichen rechtwinkelig von der Oberfläche abstehen und/oder mit entspredi enden Höhlungen bzw. Löchern zur Aufnahme der Steckverbindungselemente versehen sind, daß die Bauteile (10) in beliebiger Weise zusammensetzbar und/oder stapelbar und/oder verformbar sind, und daß eine gegenseitige Steckverbindung dadurch erzielbar ist, daß die Steckverbindungselemente (2) eines oder mehrerer Bauteile (10) in die Löcher bzw. Höhlungen eines anderen Bauteiles oder des gleichen Bauteiles koaxial eingeführt werden.
  2. 2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Bauteile (10) in Form von zertrennbaren bzw. biegsamen Tafeln ausgebildet sind, deren jede mit einer Vielzahl von Steckverbindungselementen (2) versehen ist, die von einer Seite der Tafel abstehen und., an der anderen Seite hohl sind, und zugleich Stecker und Kupplung der Steckverbindung bilden.
  3. 3. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Bauteile (10) in Form flacher starrer Tafeln ausgebildet sind, die massive und/oder hohle Stecker und/oder Löcher zur Aufnahme von Steckern tragen.
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  4. 4. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Bauteile in Form dreidimensionaler Körper mit mehreren flachen Oberflächen ausgebildet sind, die entsprechend einigen oder allen Seiten der häufigsten flachen Oberflächen starrer geometrischer Körper orientiert sind.
  5. 5. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Bauteile in Form von Platten oder starrer Körper mit zumindest teilweise gekrümmten Oberflächen ausgebildet sind.
  6. 6. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einige der Bauteile (10) als Gelenke ausgebildet sind,
  7. 7· Verbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zunimdest einige der Bauteile (10) zweiteilig ausgebildet sind, wobei jeder dieser Teile mit einer zur Aufnahme und Verankerung eines Bauteiles dienender Höhlung versehen ist, und beide Teile miteinander dadurch verbunden sind, daß ein torischer Vorsprung des einen Teiles in eine Ringnut (4) des anderen Teiles eintritt, so daß die beiden Teile nach Art eines Gelenkes gegen-P einander verdrehbar sind.
  8. 8. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge zumindest eines Bauteiles alle auf einer Seite des Bauteiles angeordnet sind und/oder die Ausnehmungen des Bauteiles alle auf einer Seite des Bau-, teiles angeordnet sind.
  9. 9· Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzelehnet, daß zumindest bei einem Bauteil die Vorsprünge und/oder
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    die Ausnehmungen auf verschiedenen Seiten des Bauteiles angeordnet sind.
  10. 10. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge und die entsprechenden Ausnehmungen bzw. Löcher alle dieselbe Querschnittsgestalt haben.
  11. 11. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge und die entsprechenden Löcher bzw. Ausnehmungen Querschnitte verschiedener Gestalt aufweisen,
  12. 12. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge und/oder Ausnehmungen und/oder Löcher im Querschnitt kreisförmige Gestalt aufweisen.
  13. 13. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge und/oder Ausnehmungen und/oder Löcher im Querschnitt polygonförmige Gestalt aufweisen und auf andere Weise dazu beitragen, daß die in die Ausnehmungen und/oder eingesetzten Vorsprünge in diesen in bevorzugten Stellungen einrasten.
  14. 14. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die VorSprünge an ihrer Oberfläche mit Anformungen zur besseren Verriegelung versehen sind.
  15. 15. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge und/oder Ausnehmungen und/oder Löcher auf jeder Seite des Bauteiles in gleichmäßigen Abständen in zwei orthogonalen Richtungen angeordnet sind.
  16. 16. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge und/oder Ausnehmungen und/oder Löcher auf jeder Seite des Bauteiles in beliebiger Weise angeordnet sind.
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    - lh -
  17. 17· Verbindung nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Vorsprünge und/oder Ausnehmungen an den verschiedenen Flächen eines Bauteiles identisch ist.
  18. 18. Verbindung nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Vorsprünge und/oder der Ausnehmungen an den verschiedenen Flächen eines Bauteiles verschieden ist.
  19. 19. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bauteile einem Modul entsprechende
    Abmessungen aufweisen.
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DE2155783A 1970-11-16 1971-11-10 Bauelement zur Bildung von Spielzeugen, Dekorationsgegenständen o.dgl Pending DE2155783B2 (de)

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