DE2306686A1 - Steuereinrichtung fuer druckmittelbremsen, insbesondere fuer schienenfahrzeuge - Google Patents
Steuereinrichtung fuer druckmittelbremsen, insbesondere fuer schienenfahrzeugeInfo
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Description
München, den 15«1
_ 10Q4- — '
KNORR - BREMSE GmbH 8 München 40 Moosacher Straße 80
"Steuereinrichtung für Druckmittelbremsen, insbesondere für Schienenfahrzeuge."
Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für elektrisch steuerbare Druckmittelbremsen, insbesondere für Schienenfahrzeuge,
zur Abgabe der Druckmittelbremse ' zuzuführender elektrischer Digital-Steuersignale, deren Zeitdauer die
Betätigungsstärke der Druckmittelbremse bestimmt, mit einem willkürlich verstellbaren Spannungsteiler.
Bei Druckluftbremsen von Schienenfahrzeugen ist es bekannt, die Druckluftbeaufschlagung der Bremszylinder direkt oder
indirekt durch Magnetventile zu steuern, wobei die Erregungsdauer dieser Magnetventile die in die Bremszylinder eingesteuerte
Druckhöhe bestimmt.. Den Magnetventilen müssen daher elektrische Digital-Steuersignale zugeführt werden, deren
Zeitdauer der einzustellenden Bremsstärke proportional ist. Es ist bekannt und naheliegend, zum Erstellen der Digital-Steuersignale
elektrische Kontakteinrichtungen vorzusehen, die vom Fahrzeugfühx^er so lange zu betätigen sind,
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bis die jeweils gewünschte Bremswirkung erreicht ist. Durch diese Betätigung wird der Fahrzeugführer jedoch stark be-·
lastet.
Zur Entlastung des Fahrzeugführers wurden daher Vorrichtungen
geschaffen, an welchen der Fahrzeugführer die gev/ünschte Bremsstärke durch Einstellen eines Bremshebels in eine bestimmte
Drehlage vorwählen kann und die dann selbsttätig die Zeitdauer der Digital - Steuersignale derart bemessen,
daß die gewünschte Bremsstärke.bzw. die dieser entsprechende Bremszylinder-Druckbeaufschlagung auch tatsächlich erreicht
wird. Hierzu ist·es beispielsweise gemäß der deutschen
Patentschrift 1105904- bekannt, mittels des Bremshebels einen
Druckregler derart einzustellen, daß dieser einen der gewünschten Bremsung entsprechenden Druck an einen die elektrische
Kontakteinrichtung umfassenden, pneumatischen Drei-druckschalter abgibt. Neben der Zuführung eines konstanten
Bezugdruckes muß dem Dreidruckschalter hierbei zu seiner Rückstellung der in einem für alle anderen maßgebenden
Bremszylinder eingesteuerte Druck zugeführt v/erden; es ist also erforderlich, einen der im Fahrgestell des Fahrzeuges
angeordneten Bremszylinder durch eine in der Praxis im allgemeinen lange und schwierig zu verlegende Steuerleitung
mit dem nahe dem Führerstand angeordneten Dreidruckschalter zu verbinden. Der Bauaufwand dieser Anordnung ist groß
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und die Steuerleitung stellt ein zusätzliches Bauteil dar,
das durch eventuelle Undichtigkeit die Betriebssicherheit der Bremse gefährden kann.
Zum Beheben dieses Mangels wurden bereits Steuereinrichtungen
geschaffen, bei welchen nahe des Dreidruckschalters ein in seiner Druckbeaufschlagung durch von den Digital - Steuersignalen
betätigten Magnetventilen überwachter Behälter an-
geordnet ist, an welchen die vom Bremszylinder abgetrennte Steuerleitung angeschlossen ist. Hierdurch ergibt sich jedoch
ein zusätzlicher Bauaufwand.
Um prinzipiell den Umweg über pneumatische Einrichtungen
zum Erstellen der Digital-Steuersignale zu vermeiden, ist
es mit der deutschen Patentschrft 10114-54- weiterhin bekanntgeworden,
für die Zeitbemessung der Digital-Steuersignale
rein mechanische Zeit-Weg-Eelais vorzusehen, bei welchen
ein eingestellter Weg in eine für die Bremsdruckänderung maßgebende Zeitspanne umgesetzt wird. Die Mechanik des Zeit-Weg^-Relais
bedarf jedoch ständiger Wartung und Pflege, uir.
stets ausreichend genau arbeiten zu können.
Weiterhin sind bereits Steuereinrichtungen für elektropneumatische
Druckluftbremsen bekannt, bei welchen mittels des Bremshebels ein elektrischer Spannungsteiler willkürlich
verstellbar ist. Die Steuerung erfolgt hierbei
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jedoch nicht durch digitale, sondern analoge elektrische Steuersignale, wie es beispielsweise die deutsche Patentschrift
1 100 672 zeigt. Es bereitet jedoch Schwierigkeiten, die analogen Steuersignale mit der erforderlichen Genauigkeit"
durch einen in seiner Zusammensetzung wechselnden Zug-r verband zu übertragen. Es ist daher gemäß der deutschen
Offenlegungsschrift 1 605 280 auch bereits bekannt, die
willkürlich am Spannungsteiler eingestellte Spannung in eine zugeordnete Kombination mehrerer digitaler Steuersignale
umzuwandeln, wobei die jeweilige Kombination der Steuersignale, nicht deren Zeitdauer, für den einzusteuernden
Bremsdruck maßgebend ist. Hiermit ist jedoch keine stufen lose Steuerung der Höhe des Bremsdruckes möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerein- . richtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, welche
die Mangel der bekannten Steuereinrichtungen vermeidet, welche also bei einfachem und billigem Aufbau unter Vermeidung
artfremder, also pneumatischer oder mechanischer Hilfsmittel gewährleistet, daß stets der jeweils an ihr eingestellten
Bremsstärke entsprechende und zeitlich selbständig bemessene Digital-Steuersignale abgegeben werden.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst, durch ein
die Druck-Zeit-Abläufe der Druckmittelbremse elektrisch als Spannungs-Zeit-Abläufe nachbildendes, von den Digital-
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Steuersignalen, bzw. diesen entsprechenden, elektrischen
Steuersignalen betätigtes elektrisches Analogon, einen elektrischen Spannungs-Komparator zum Vergleich der am Spannungsteiler
eingestellten und der am Analogon nachgebildeten Spannung und Mittel, welche bei Ungleichheit der beiden verglichenen
Spannungen die Abgabe eines in Angleichrichtung
j auf das Analogon einwirkenden Digital-Steuersignals bewirken.
Die nach der weiteren Erfindung zweckmäßige, weitere Ausgestaltung
der Steuereinrichtung kann den Unteransprüchen
entnommen werden.
In der Zeichnung ist ein AusführunrrEbeispiel einer nach der
Erfindung ausgebildeten Steuervorrichtung schematisch dargestellt.
Vom negativen Pol einer andererseits mit der Masse verbundenen Spannungεquelle 1 führt eine Leitung 2 zu einem
Schaltkontakt 3» einem Endanschluß eines Spannungsteilers 4-,
zu einem Schaltkontakt 5 eines Eelais 6 und zu zwei Schalte
verstärkern 7 und 8· Der Abgriff 9 des Spannungsteilers M-ist"kinematisch
mit einem von Hand in eine Lösestellung L oder innerhalb eines Bremsbereiches B einstellbaren Bremshebels
10 derart gekoppelt, daß er bei in Lösestellung L befindlichem Bremshebel die „andemmit. der. Leitung 2 verbundenen
gegenüberliegenden,an Masse angeschlossenen Endanschluß
If.
des Spannungsteilers/anstehende Spannung ^abgreift.
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Über eine weitere Kopplung 11 wird in dieser Stellung der
ansonsten, offene Scnaltkontakt 3 geschlossen gehalten.
Vom Abgriff 9 führt eine Leitung 12 über einen Schutzwiderstand
13 zu einem Eingang I eines von einem Widerstand 14
. überbrückten Spannungs-Komparators 15 .
Der Schaltkontakt 5 ist über einen einstellbaren Widerstand
16 mit einem Kondensator 17 und über einen weiteren Schutzwiderstand
18 mit dem zweiten Eingang II des Spannungslcoiaparators
15 verbunden. Der andererseits an Masse angeschlossene
Kondensator 17 ist über einen Schaltkontakt 19 eines Relais 20 und einen einstellbaren Widerstand 21 überbrückbar. Vom
Ausgangsanschluß des Spannungs-Komparators 15 führt eine
Leitung 22 zu den Schalteingängen der beiden Schaltverstärker
7 und 8. Falls an den beiden Eingängen I und II des Spannungs-Komparators 15 die gleiche Spannung ansteht,gibt
er in die Leitung 22 kein Ausgangssignal, falls der Eingangsanschluß I negativer als der Eingangsanschluß II Ist, ein
. negatives Ausgangssignal und bei uiagekehpj;en Spannungsverhältnissen
ein positives Ausgangssignal ab. Bei positivem Ausgangssignal In der Leitung 22 spricht nur der Schaltverstärker
8 an und verbindet die Leitung 2 mit seiner Ausgangsleitung
23» bei negativem Ausgangssignal In der Leitung
22, spricht dagegen nur der Schaltverstärker 7 an und verbindet
die Leitung 2 mit seiner Ausgangsleitung 2Pl-. Bei keinem Ausgangssignal in der Leitung 22 sperren beide
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Schaltverstärker 7 uncL 8 ihre Ausgangsleitungen 23 "bzw. 24-ab.
Die Ausgangsleitung 23 führt zum Schaltkontakt 3 und
zur andererseits an Masse angeschlossenen Erregungsspule
des Relais 20, die Ausgangsleitung 24 zur andererseits
ebenfalls an Masse angeschlossenen Erregungsspule des Relais
6.
ί Das Relais 6 schließt bei Erregung seinen Schaltkontakt
sowie einen weiteren Kontakt 25, das Relais 20 schließt bei
Erregung seinen Schaltkontakt 19 und öffnet einen weiteren
Kontakt 26.
Der Kontakt 25 ist zwischen eine andererseits geerdete
Spannurigsquelle 27 und ein Bremskabel 28, der Kontakt 26
ist zwischen die Spannungsquelle 27 und ein Lösekabel 29 geschaltet. Das Brems-und das Lösekabel 28 und 29 durchziehen
den ganzen Zugverband; sie dienen der Steuerung der an jedem Fahrzeug des Zugverbandes angeordneten, nachfolgend
nur in ihren zum Verständnis der Funktion wesentlichen Teilen erläuterten. Bremsanlage.
Jede Fahrzeugbremsanlage weist einen aus einer nicht dargestellten
Druckluftquelle aufgeladenen Vorratsbehälter 30
auf, der über ein im unerregten Zustand geschlossenes Magnetventil 31 und eine Bremsdüse 32 an einen Bremszylinder
pneumatisch anschließbar ist. Über ein nur im erregten Zustand geschlossenes Magnetventil 3^- und eine Lösedüse 35
ist der Bremszylinder 33 mit der Atmosphäre verbindbar.
Bei gelöster Bremse befindet sich der Bremshebel 10 in der
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Lösestellung L, der Schaltkontakt 3 ist geschlossen und
der Abgriff 9 sowie'die Leitung 12 führen Masse-Potential. Der Schaltkontakt 5 ist geöffnet und am Kondensator 17
herrscht, durch die Überbrückung mittels des infolge
Erregung des Relais 20 über den Schaltkontakt 3 geschlossenen Schaltkontaktes 19 bedingt, beiderseits ebenfalls
Masse - Potential. An beiden Eingangsanschlüssen I und II
des Spannungs-Komparators 15 steht daher ebenfalls Masse-Potential an und die Leitung 22 führt,kein Signal. Die
Schaltverstärker 7 und 8 halten daher ihre Ausgangsleitungen 23 und 24 von der Leitung 2 abgetrennt, und das Relais 6 ist unerregt, während das Relais 20, wie bereits erwähnt, über den Schaltkontakt 3 erregt ist. Beide Kontakte 25 und 26
sind geöffnet, das Brems- und das Lösekabel 28 und 29 sind spanriungslos, das Magnetventil 31 ist geschlossen und das
geöffnete Magnetventil 34 hält den Bremszylinder 33 in die Atmosphäre entleert.
der Abgriff 9 sowie'die Leitung 12 führen Masse-Potential. Der Schaltkontakt 5 ist geöffnet und am Kondensator 17
herrscht, durch die Überbrückung mittels des infolge
Erregung des Relais 20 über den Schaltkontakt 3 geschlossenen Schaltkontaktes 19 bedingt, beiderseits ebenfalls
Masse - Potential. An beiden Eingangsanschlüssen I und II
des Spannungs-Komparators 15 steht daher ebenfalls Masse-Potential an und die Leitung 22 führt,kein Signal. Die
Schaltverstärker 7 und 8 halten daher ihre Ausgangsleitungen 23 und 24 von der Leitung 2 abgetrennt, und das Relais 6 ist unerregt, während das Relais 20, wie bereits erwähnt, über den Schaltkontakt 3 erregt ist. Beide Kontakte 25 und 26
sind geöffnet, das Brems- und das Lösekabel 28 und 29 sind spanriungslos, das Magnetventil 31 ist geschlossen und das
geöffnete Magnetventil 34 hält den Bremszylinder 33 in die Atmosphäre entleert.
Zum Bremsen wird der Bremshebel 10 in eine der gewünschten Bremsstärke entsprechende Stellung innerhalb des Bremsbereichs
geschwenkt. Ser Schaltkontakt 3 wirdcdabei geöffnet, so daß
das Relais 20 abfällt und seinen Schaltkontakt 19 öffnet
sowie den Kontakt 26 schließt. Dabei wird das Lösekabel 29 an die Spannungsquelle 27 angeschlossen, das Magnetventil daher erregt und der Bremszylinder 33 von der Atmosphäre abgetrennt. Ube.r den verstellten Abgriff 9 wird dem Eingangs-
sowie den Kontakt 26 schließt. Dabei wird das Lösekabel 29 an die Spannungsquelle 27 angeschlossen, das Magnetventil daher erregt und der Bremszylinder 33 von der Atmosphäre abgetrennt. Ube.r den verstellten Abgriff 9 wird dem Eingangs-
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anschluß I des Spannungs-Komparators 15 ein negativeres Potential
als bisher zugeführt, so daß dieser in die Leitung 22 ein negatives Ausgangssignal einspeist. Der Schaltverstärker
7 spricht an und erregt über seine Ausgangsleitung 24 das Relais 6, dessen-Kontakte 5 und.25 sich schließen*
Das Bremskabel 28 führt daher Spannung und über das erregte, geöffnete Magnetventil 31 strömt Druckluft aus dem Vorratsbehälter
30 durch die Bremsdüse 32 in den Bremszylinder 33
ein, so daß die Fahrzeugbremsen betätigt werden. Die Bremsdüse 32 bestimmt dabei den zeitlichen Verlauf des Druckanstieges
im Bremszylinder 33· Gleichzeitig zu diesen Vorgängen wird der Kondensator 17 über den Schaltkontakt 5 und den
Widerstand 16 einseitig an das negative Potential der Spannungsquelle ä angelegt, so daß das an ihm und damit am Eingangsanschluß
II des Spannungs - Komparators 15 herrschende Potential absinkt. Die Absinkgeschwindigkeit dieses Potentials
ist durch entprechende Einstellung des Widerstandes 16 derart auf den Druckanstieg im Bremszylinder 33 abgestimmt, daß
zu dem Zeitpunkt, zu welchem im Bremszylinder 33 eine der am Bremshebel 10 eingestellten Bremsstärke entsprechende
Druckhöhe erreicht ist, gerade das am Eingangsanschluß I des Spannungskomparators 15 herrschende Potential erreicht ·
wird. Der Spannungs- Komparator 15 unterbricht daher zu diesem Zeitpunkt die Signalabgabe in die Leitung 22, so
daß über den Schaltverstärker 7 das Relais 6 §ntregt wird
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und die Kontakte 5 und 25 sich öffnen. Am Kondensator 17
bleibt daher das zu diesem Zeitpunkt erreichte Potential und im Bremszylinder 33 durch Schließen des Magnetventils·
31 der augenblichklich herrschende, der gewünschten Bremsstärke entsprechende Druck bestehen. Damit ist eine BremsabSchlußstellung
erreicht; in der Zeichnung ist die Steuereinrichtung in dieser Stellung dargestellt.
Durch Verstellen des Bremshebels 10 in Entfernungsrichtung von der Lösestellung L kann die Bremsung des Fahrzeuges verstärkt
werden; das Absinken der Spannung am Eingangsanschluß I des Spannungs-Komparators 15 hat dabei über den Schaltverstärker
7 jeweils ein derart zeitlich andauerndes Erregen des Relais 6 zur Folge, daß die am Eingangsanschluß II anstehende
Spannung auf den gleichen Wert abgesenkt und der Druck im Bremszylinder 33 auf einen entsprechenden Wert gesteigert wird.
Zum teilweisen Lösen der Bremse wird der Bremshebel 10 innerhalb
des Bremsbereiches B in Richtung zur Lösestellung L zurückgestellt. Dabei tritt am Eingangsanschluß I ein der
Verstellung des Spannungsteilers 4 entsprechender Potentialanstieg
auf, der den Spannungs-Komparator 15 veranlaßt, in die Leitung 22 ein positives Ausgangssignal einzusteuern.
Der Schaltverstärker 8 erregt daher das Relais 20 und der Schaltkontakt 19 wird geschlossen, der Kontakt 26 geöffnet.
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Das LÖsekabel 29 wird daher spannungslos und über das entregte,
sich öffnende Magentventil 3^ strömt Druckluft aus dem Bremszylinder 33 in die Atmosphäre ab. Die Geschwindigkeit
der Druckabsenkung im Bremszylinder 33 ist dabei von
der Losedüse 35 bestimmt. Gleichzeitig hierzu entlädt sich
der Kondensator 17 über den Widerstand 21 und den Schaltkontakt
19, wobei seine Entladegeschwindigkeit durch entsprechende Einstellung des Widerstandes 21 auf die Entleergesclrwindigkeit
des Bremszylinder 33 abgestimmt ist. Sobald durch das Entladen des Kondensators 17 das am Eingangsanschluß
II des Spannungs-Komparators 15 anstehende Potential
axxi die am Eingangsanschluß I anstehende Spannung angestiegen
ist, unterbricht der Spannungs-Komparator die Signalabgabe
in die Leitung 22 und der Schaltverstärker 8 entregt das Relais 20. Damit wird durch Öffnen des Schaltkontaktes
19 die Entladung des Kondensators 17 und durch Schließen des Kontaktes 26 und Erregen des Magnetventils 34- die Entleerung
des Bremszylinders 33 unterbrochen und es ist die neue, schwächere Bremsstufe erreicht.
Zum vollen Lösen wird der Bremshebel 10 in die Lösestellung L geschwenkt und damit durch Schließen des'SchaTtkontaktes
3 das Relais 20 unabhängig vom Schaltverstärker 8 ständig erregt.Der Kondensator 17 wird daher vollständig, entladen
und der Bremszylinder 33 ganz entleert. Damit ist die Bremse wieder gelöst.
Die Steuervorrichtung steuert also selbsttätig in das
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Brems- und das Lösekabel durch zeitweiliges Anlegen an die
Spannungsquelle 27 beim Verstellen des Bremshebels 10 derartige elektrische'Digital-Steuersignale ein, daß durch Erregen der Magnetventile 31 und 34- über zeitlich entsprechen-. deirZ entspannen in den Bremszylinder 33 stets eine der jeweiligen Einstellung des Bremshebels 10 entsprechende Druckhöhe
Spannungsquelle 27 beim Verstellen des Bremshebels 10 derartige elektrische'Digital-Steuersignale ein, daß durch Erregen der Magnetventile 31 und 34- über zeitlich entsprechen-. deirZ entspannen in den Bremszylinder 33 stets eine der jeweiligen Einstellung des Bremshebels 10 entsprechende Druckhöhe
eingesteuert wird.
Es ist möglich, bei "Vertauschen der Schaltverstärker 7 und 8
die Spannungsquelle 1 umzupolen oder anstelle des Spannungskomparators
und gegebenenfalls zusätzlich der Schaltverstärker 7 und 8 ein polarisiertes Relais zu verwenden.
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Claims (8)
- - 277 - 13 -23Ü6686Patentansprüche. 1., Steuereinrichtung für elektxiisch steuerbare Druckmittelbremsen, insbesondere für Schienenfahrzeuge,zur Abgabe der Druckmittelbremse zuzuführender elektrischer Digital-Steuersignale, deren Zeitdauer die Betätigungsstärke der Druckmittelbremse bestimmt, mit einem willkürlich verstellbaren Spannungsteiler/ gekennzeichnet durch ein die Druck-Zeit-Abläufe der Druckmittelbremse elektrisch als Spannungs-Zeit-Abläufe nachbildendes, von den Digital-Steuersignalen bzw. diesen entsprechenden elektrischen Steuersignalen betätigtes elektrisches Analogon, eine elektrischen Spannungskomparator" (15) zum Vergleich der am Spannungsteiler (4-) eingestellten und der am Analogon nachgebildeten Spannung und Mittel, Vielehe bei Ungleichheit der beiden verglichenen Spannungen die Abgabe eines in Angleichrichtung auf das Analogon einwirkenden Digital-Steuersignals bewirken.
- 2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Analogon einen Kondensator (17) aufweist, dem in Abhängigkeit von den Digital-Steuersignalen Ladung . zu- oder abführbar ist.
- 3... Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schalter (Schaltkontakte 5 uM 19) vorgesehen sind, deren einer(15) in eine einen Ladewiderstand409833/0590(16) aufweisende Leitung vom Kondensator zu einer Spannungsquelle (1) und deren anderer (19) in eine einen · Entlade-Widerstand (21) aufweisende, den Kondensator (17) überbrückende Leitung eingeordnet ist.
- 4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (Schaltkontakte 5> und 19) in Abhängigkeit von den Digital-Steuersignalen betätigt sind.
- 5· Steuereinrichtung nach Anspruch 5 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lade- und der Entlade-¥xderstand (-Ί6 und 21) einstellbar-sind.
- 6. Steuereinrichtung nach Anspruch 2f dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungs-Komparator (15) die am Kondensator (17) und die am Spannungsteiler (4) anstehenden Spannungen miteinander vergleicht.
- 7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Spannungs-Komparator (17) Schaltverstärker (7 und 8) zum Erstellen der Digital-Steuersignale nachgeschaltet sind.
- 8. Steuereinrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungs-Komparator als polarisiertes Relais ausgebildet ist.409833/0590
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DE19732306686 DE2306686C3 (de) | 1973-02-10 | 1973-02-10 | Steuereinrichtung für Druckmittelbremsen, insbesondere für Schienenfahrzeuge |
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CH105074A CH563265A5 (de) | 1973-02-10 | 1974-01-25 | |
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DE19732306686 DE2306686C3 (de) | 1973-02-10 | 1973-02-10 | Steuereinrichtung für Druckmittelbremsen, insbesondere für Schienenfahrzeuge |
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ID=5871568
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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---|---|
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DD (1) | DD110013A5 (de) |
DE (1) | DE2306686C3 (de) |
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FR (1) | FR2217195B1 (de) |
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