DE2802125B2 - Screw machine for processing solid, liquid and viscous materials - Google Patents
Screw machine for processing solid, liquid and viscous materialsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schneckenmaschine zum Bearbeiten von festen, flüssigen und zähviskosen
Materialien mit mindestens zwei von einem Gehäuse umschlossenen, ineinandergreifenden und gleichsinnig
antreibbaren, insbesondere achsparallelen Schneckenwellen, deren jede mehrere in axialer Richtung
hintereinander angeordnete Scheibenabschnitte mit einem von einem wr Wellenachse konzentrischen Kreis
abweichenden Querschnitt aufweist, wobei die Scheibenabschnitte
der einen Welle denjenigen der anderen Welle zumindest ungefähr gegenüberstehen und der
Querschnitt des Gebäusehohlraums im Bereich der
Scheibenabschnitte der Form zweier sich überlappender, zu den Wellenachsen konzentrischer Kreise
entspricht
Derartige Schneckenmaschinen, wie sie z.ä. aus derThe invention relates to a screw machine for processing solid, liquid and viscous materials with at least two intermeshing and co-drivable, in particular axially parallel screw shafts enclosed by a housing, each of which has several disk sections arranged one behind the other in the axial direction with a cross section deviating from a concentric circle of a shaft axis wherein the disk sections of one shaft are at least approximately opposite those of the other shaft and the cross section of the housing cavity in the area of the disk sections corresponds to the shape of two overlapping circles concentric to the shaft axes
Such screw machines, as z.ä. from the
"> US-PS 34 97 912 hervorgehen, werden vor allem zum Homogenisieren verwandt, worunter im folgenden alle Vorgänge verstanden werden sollen, durch die die Makro- oder MikroStruktur von Ein- oder Mehrkomponentenmassen vergieichtnäßigt wird, insbesondere"> US-PS 34 97 912 emerge, especially for Homogenize related, which in the following should be understood to mean all processes through which the Macro or micro structure of single or multi-component compounds is vergieichtnäßig, in particular
also die Vorgänge Mischen, Kneten, Dispergieren, Emulgieren, Plastifizieren und dergleichen mehr.i.e. the processes of mixing, kneading, dispersing, Emulsifying, plasticizing and the like.
Es sind schon Schneckenmaschinen zur Ver- und Bearbeitung von Kunststoffen und anderen Materialien bekannt, die mehrere miteinander kämmende, gleich- oder gegensinnig angetriebene Schneckenwellen aufweisen. Jede dieser SchneckenweUen besitzt mindestens zwei der Förderung des zu verarbeitenden Materials dienende Schneckenabschnitte, zwischen denen die Welle in axialer Richtung hintereinander mehrere Scheibenabschnitte besitzt, deren Querschnitt von einem zur Wellenachse konzentrischen Kreis abweicht und zwischen denen Zwischenringscheiben angeordnet sind, durch die verhindert wird, daß die Scheibenabschnitte der miteinander kämmenden SchneckenweUen infolge ungleichmäßiger Temperaturverhältnisse oder Fertigungsungenauigkeiten aneinander reiben. Der Radius dieser Zwischenringscheiben entspricht dem Radius der Scheibenabschnitte an der Stelle ihrer geringsten Erhebung.There are already screw machines for processing plastics and other materials known that several intermeshing, equal- or screw shafts driven in opposite directions. Each of these snails has at least two screw sections serving to convey the material to be processed, between which the Shaft in the axial direction one behind the other has a plurality of disk sections, the cross section of which is from deviates from a circle concentric to the shaft axis and arranged between them intermediate ring disks are, by which it is prevented that the disc portions of the intermingling snails due to uneven temperature conditions or Rubbing manufacturing inaccuracies against each other. The radius of these intermediate ring disks corresponds to this Radius of the disc sections at the point of their lowest elevation.
Da nun der Querschnitt des Gehäusehohlraums entsprechend dem größten Außendurchmesser der SchneckenweUen gewählt werden muß, dichten die Wellen im Bereich der Scheibenabschnitte und der Zwischenringscheiben den Genau«hohlraum in axialerSince now the cross section of the housing cavity corresponds to the largest outer diameter of the Screw shafts must be selected, seal the shafts in the area of the disk sections and the Intermediate washers define the exact cavity in the axial direction
Richtung nicht so ab, wie dies im Bereich der Schneckenabschnitte der Wellen der Fall ist; infolgedessen wird ein Teil des zu verarbeitenden Materials längs der Wellen vorgeschoben, ohne durch jeden der Bereiche geführt zu werden, in denen die WellenDirection not as off as this is in the field of Worm sections of the shafts is the case; as a result, part of the material to be processed becomes longitudinal of the waves advanced without being guided through each of the areas in which the waves were
miteinander kämmen. Die bekannten Schneckenmaschinen der in Rede stehenden Art weisen also den Nachteil auf, daß nicht jedes Materialteilchen den gleichen Beanspruchungen ausgesetzt wird. Außerdem ist ihr Homogenisierungseffekt nicht optimal, denn beicomb each other. The known screw machines of the type in question therefore have the disadvantage on that not every material particle is exposed to the same stresses. Besides, yours is Homogenization effect not optimal, because with
w Schneckenmaschinen mit mehreren miteinander kämmenden, gleichsinnig angetriebenen Wellen sind gerade die Bereiche gegenseitiger Auskämmung der Wellen besonders verfahrensaktiv, denn hier steigt das Geschwindigkeitsgefälle auf das Doppelte des für den w Screw machines with several intermeshing shafts driven in the same direction are particularly process-active in the areas of mutual combing out of the shafts, because here the speed gradient increases to twice that for the
übrigen Wellenumfang geltenden Werts an, und gleichzeitig erfahren die Materialteilchen dort eine große Umlenkung. Die auf die Materialteilchen einwirkenden dynamischen Kräfte sind aber proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit, und Viskositäts-remaining shaft circumference valid value, and at the same time the material particles experience there a big diversion. However, the dynamic forces acting on the material particles are proportional to the square of the speed, and viscosity
und Druckkräfte verändern sich proportional mit der Geschwindigkeit.and compressive forces change proportionally with speed.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schneckenmaschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der an mindestens einer vorgegebenenThe invention is therefore based on the object of providing a screw machine of the type mentioned at the beginning to create at least one predetermined
M Stelle Materialverschiebungen längs mindestens einer der Wellen mit einfachen Mitteln verhindert werden können. M position material shifts along at least one of the shafts can be prevented with simple means.
daß mindesten» zwischen zwei einander benachbarten Scheibcnabsctinitten der einen Welle ein erster, zur Wellenachse konzentrischer Kreisring vorgesehen ist, dessen Außendurcbmesser nur geringfügig kleiner als der Durchmesser des zu dieser Welle konzentrischen Querschnittskreises des Gehäusehohlraums an der Stelle dieses Kreisrings istthat at least "between two neighboring Scheibcnabsctinitten the one wave a first, to the Shaft axis concentric circular ring is provided, whose outer diameter is only slightly smaller than is the diameter of the cross-sectional circle of the housing cavity, which is concentric to this shaft, on the Place of this annulus
Vorteilhaft ist es dann, wenn auf der jeweils anderen Welle, dem ersten Kreisring gegenüberliegend, ein zweiter, zur Wellenachse konzentrischer Kreisring vorgesehen ist, desen Außendurchmesser gleich der Differenz zwischen dem doppelten Abstand der Weüenachsen und dem Außendurchmesser des ersten Kreisrings bzw. geringfügig kleiner istIt is advantageous if on the other Shaft opposite the first circular ring second circular ring concentric to the shaft axis is provided, the outer diameter of which is equal to Difference between twice the distance between the shaft axes and the outer diameter of the first Annular or slightly smaller
Bei der Lösung der gestellten Aufgabe ging der Erfinder also von dem Grundgedanken aus, den Gehäusehohbaum im Bereich mindestens einer Welle außerhalb der Auskämmbereiche der Wellen zwischen deren Scheibenabschnitten in axialer Richtung abzudichten und Elemente in die Schneckenmaschine einzubauen, die im Bereich der Scheibenabschnitte eine axiale Förderung des zu verarbeitende·· Materials außerhalb der Auskämmbereiche vermeiden und so bewirken, daß praktisch jedes Materialteilchen möglichst viele oder alle zwischen den Scheibenabschnitten liegenden Auskammbereiche durchläuft Durch die erfindungsgemäße Maßnahme läßt sich also erreichen, daß Materialien besser homogenisiert werden, denn an allen Stellen, an denen die großen, ersten Kreisringe vorgesehen sind, kann man durch diese einen Vorschub der Materialteilchen in axialer Richtung außerhalb des Auskämmbereichs verhindern, da die Materialteilchen dort in den Bereich der dem großen Kreisring gegenüberliegenden Welle überwechseln müssen, um in axialer Richtung vorgeschoben werden zu können, d. h. die MaterialteOchen müssen dort zwangsweise den Auskämmbereich durchlaufen.In solving the problem, the inventor started from the basic idea, the Housing tree in the region of at least one shaft outside the combing regions of the shafts between seal their disk sections in the axial direction and insert elements into the screw machine to be installed, the one in the area of the disc sections Avoid axial conveyance of the material to be processed outside the combing areas and so on cause practically every material particle as many or all as possible between the disc sections passes through lying combing areas By the measure according to the invention it can be achieved that materials are better homogenized than in all places where the large, first circular rings are provided, one can advance the material particles in the axial direction outside of the through this Prevent combing area, since the material particles there in the area of the large circular ring have to change the opposite shaft in order to be able to be advanced in the axial direction, d. H. the material particles must pass through the combing area there.
Natürlich kann man den großen Kreisring auch etwas kleiner machen und ggf. den Durchmesser des kleinen Kreisrings entsprechend verändern, wenn man auf einen optimalen Effekt verzichtet Des «eiteren versteht es sich von selbst daß es sich bei den Scheibenabschnitten und den Kreisringen nicht um separate Teile handeln muß, und schließlich müssen sich die Scheibenabschnitte der Wellen nicht unbedingt exakt gegenüberstehen, sondern können in axialer Richtung etwas gegeneinander versetzt sein, sofern man ihre Abstände und ihre Dicken so wählt daß verhindert wird, daß sie deshalb aneinander reiben. Erwähnenswert ist schließlich, daß, wem» es sich bei den Kreisringen um separate Teile handelt, diese mit einer Kernwelle nicht drehfest verbunden sein müssen, da es ja nur auf ihren Sperreffekt ankommtOf course you can also make the large circular ring a little smaller and, if necessary, the diameter of the small one Change the circular ring accordingly if you do without an optimal effect it goes without saying that the disk sections and the circular rings are not involved must act as separate parts, and finally the disk sections of the shafts do not necessarily have to be are exactly opposite, but can be slightly offset from one another in the axial direction, provided that one their spacings and their thicknesses are chosen so that they are prevented from rubbing against each other as a result. Worth mentioning is, after all, who “the circular rings are about It is separate parts, they do not have to be non-rotatably connected to a core shaft, since it is only on their Lock effect arrives
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schneckenmaschine zeichnet sich dadurch aus, daß auf jeder Welle mehrere erste Kreisringe angeordnet sind, zwischen denen jeweils zwei. Scheibenabschnitte liegen, und daß die ersten Kreisringe der einen Welle gegenüber den ersten Kreisringen der benachbarten Welle um die Hälfte des Abstands zwischen zwei ersten Kreisringen in axialer Richtung versetzt sind. Bei dieser Ausführungsform können sich also zwischen allen Scheibenabschnitten Kreisringe befinden. Es müssen dann praktisch alle Materialteilchen sämtliche Auskämmbereiche zwischen den Scheibenabschnitten durchlaufen.A preferred embodiment of the screw machine according to the invention is characterized in that that a plurality of first circular rings are arranged on each shaft, between each of which two. Slice sections lie, and that the first circular rings of a shaft opposite the first circular rings of the adjacent shaft by half the distance between two first circular rings in the axial direction are offset. In this embodiment, circular rings can thus be formed between all the disk sections are located. Practically all material particles then have to have all combing areas between the disc sections run through.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous refinements of the invention emerge from the subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der zeichnerischen Darstellung einer Ausfahrungsform
einer erfindungsgemäß ausgebildeten, zweiwelligen Schneckenmaschine näher erläutert; es zeigt
Fig, 1 einen Längsschnitt durch die Maschine, wobei die Schneckenwellen nicht geschnitten wurden, undThe invention is explained in more detail below with reference to the graphic representation of an embodiment of a twin-screw screw machine designed according to the invention; it shows
1 shows a longitudinal section through the machine, the screw shafts not being cut, and
-Fig, 2—to Schnitte durch die Schneckenmascbine gemäß den linien 2-2 bis 10-10 in F i g. 1.-Fig, 2-to cuts through the worm machine according to lines 2-2 to 10-10 in FIG. 1.
■o Maschinengehäuse, welches eine EJnfüllöffnung 12 für das zu verarbeitendcMaterial und eine Auslaßöffnung 14 für das bearbeitete Material aufweist In einem Hohlraum 16 des Maschinengehäuses 10 sind zwei Schneckenwellen 18 und 20 angeordnet, die mit Achsstummeln 22 und 24 in einer Stirnwand 10a des Maschinengehäuses drehbar gelagert sind und durch die letztere hindurchgreifen, um über ein Getriebe 26 und eine Kupplung 28 von einem Motor 30 gleichsinnig angetrieben werden zu können.■ Machine housing, which has a filling opening 12 for comprises the material to be processed and an outlet opening 14 for the processed material in one Cavity 16 of the machine housing 10, two worm shafts 18 and 20 are arranged, which with Stub axles 22 and 24 are rotatably mounted in an end wall 10a of the machine housing and through the the latter reach through to via a transmission 26 and a clutch 28 of a motor 30 in the same direction to be able to be driven.
Bei jeder Schneckenwelle nehmen jeweils zwei Schneckenabschnitte 18a und IScirzw. 20a und 20c ein Paket 186 bzw. 20ft von Scheibenabschnitten 18' bis 189 bzw. 20' bis 2O9 zwischen sich auf, deren Querschnitt lediglich die eine Forderung zu erfüllen hat daß er von einem zur jeweiligen Wellenachse konzentrischen Kreis abweicht Bei der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform besitzen die Scheibenabschnitte einen ovalen, eiförmigen Querschnitt, und die in Achsrichtung der jeweiligen Schneckenwelle hintereinander angeordneten Scheibenabschnitte sind drehwinkelmäßig so gegeneinander versetzt daß auch sie einen Fördereffekt bewirken, der mit dem Fördereffekt der Schneckenabschnitte gleichgerichtet ist Vorteilhafterweise wird man die Scheibenabschnitte und einen das jeweilige Paket von Scheibenabschnitten durchsetzenden Kernwellenabschnitt der jeweiligen Schneckenwelle so ausbilden, daß die Scheibenabschnitte auf dem Kernwellenabschnitt verdrehbar und diesem gegenüber feststellbar sind, wie dies in der DE-OS 25 50 969 beschrieben ist Durch entsprechende Wahl der Winkellage der verschiedenen Scheibenabschnitte relativ zueinander und zu den benachbarten Schneckenabschnitten lassen sich die Verweilzeit des zu verarbeitenden Materials im Bereich der Homogenisierzone, die von den Paketen 186 und 206 gebildet wird, und die in dieser Homogenisierzone in Jas zu bearbeitende Material eingeleitete Energie verändern und vorbestimmen.With each worm shaft take two worm sections 18a and IScirzw. 20a and 20c have a package 186 or 20ft of disk sections 18 'to 18 9 or 20' to 20 9 between them, the cross section of which only has to meet the one requirement that it deviates from a circle concentric to the respective shaft axis. In the preferred embodiment, the disk sections have an oval, egg-shaped cross-section, and the disk sections arranged one behind the other in the axial direction of the respective worm shaft are offset from one another in terms of angle of rotation so that they also cause a conveying effect that is aligned with the conveying effect of the worm sections Form package of disk sections penetrating core shaft section of the respective worm shaft so that the disk sections can be rotated on the core shaft section and can be locked in relation to this, as described in DE-OS 25 50 969 By appropriate choice of the angle position of the various disc sections relative to each other and to the adjacent screw sections, the dwell time of the material to be processed in the area of the homogenizing zone, which is formed by the packets 186 and 206, and the energy introduced into this homogenizing zone in Jasmine can be changed and predetermined.
Zwischen den Scheibenabschnitten ist jeweils ein großer oder ein kleiner, scheibenförmiger Kreisring 32 bzw. 34 angeordnet und zwar steht einem großen Kreisring 32 auf der einen Schneckenwelle ein kleiner Kreisring 34 auf der anderen Schneckenwelle gegenüber, und auf jeder Schneckenwelle folgen große und Kleine Kreisringe 32 bzw. 34 abwechselnd aufeinander.A large or a small, disk-shaped circular ring 32 is in each case between the disk sections or 34 and that is a large circular ring 32 on the one worm shaft is a small one Annular ring 34 on the other worm shaft opposite, and on each worm shaft follow large and Small circular rings 32 and 34 alternate with one another.
Die großen Kreisringe 32 dienen dazu, denjenigen Teil des Gehäusehohlraums 16, in dem sich die jeweilige Schneckenwelle. 18 bzw. 20 befindet in axialer Richtung abzuteilen bzw. abzudichten, so daß der Strom des xu bearbeitenden Materials längs der jeweiligen Schnek-The large circular rings 32 serve that part of the housing cavity 16, in which the respective worm shaft. 18 or 20 is located in the axial direction to divide or to seal, so that the current of the xu processed material along the respective screw
*° kenwelle nicht über einen solchen großen Kreisring hinaus vorgeschoben werden kann, sondern auf die jeweils andere Schneckenwelle übergeh in werden muß. Um dies zu erreichen, besitzt der Gehäusehohlraum 16 einen Querschnitt, der der Form zweier sich überlappender und zu den Achsen der Schneckenwellen 18 und 20 konzentrischer Kreise 16a und 16b entspricht, wie dies die F i g. 2—10 erkennen lassen, und der Radius der großen Kreisringe 32 ist nur geringfügig kleiner als der* ° kenwelle does not have such a large annulus can also be advanced, but must be passed over to the other worm shaft. In order to achieve this, the housing cavity 16 has a cross-section which is in the form of two overlapping ones and concentric circles 16a and 16b correspond to the axes of the worm shafts 18 and 20, such as this the F i g. 2–10, and the radius of the large circular rings 32 is only slightly smaller than that
Radius der Querschnittskreise 16a und 166 — gleiche Radien für die Querschnittskreise vorausgesetzt, was jedoch nicht unbedingt der Fall sein muß.Radius of the cross-sectional circles 16a and 166 - assuming the same radii for the cross-sectional circles, what however, it does not necessarily have to be the case.
Aufgrund der vorstehenden Erläuterungen wird verständlich, daß der angestrebte Erfolg auch dadurch erreicht werden könnte, daß anstelle der großen Kreisringe Trennwände am Maschinengehäuse befestigt werden, die ungefähr die Form der großen Kreisringe aufweisen und eine Aussparung besitzen, durch die die jeweilige Schneckenwelle hindurchtritt, ι ο Diese Aussparung könnte z. B. U-förmig und in Richtung auf die jeweils andere Schneckenwelle randoff en sein, so daß die Trennwände von der Seite her auf die jeweilige Schneckenwelle aufgeschoben werden könnten. ι ■>On the basis of the above explanations it is understandable that the desired success could also be achieved in that instead of the large circular rings, partition walls are attached to the machine housing, which have approximately the shape of the large circular rings and have a recess through which the respective worm shaft passes, ι ο This recess could, for. B. U-shaped and randoff en in the direction of the other screw shaft so that the partitions could be pushed onto the respective screw shaft from the side. ι ■>
Wie sich aus der F i g. 1 ohne weiteres ergibt, gelangt das zu verarbeitende Material zunächst auf den Scheibenabschnitt 181 der Schneckenwelle 18, entlang welcher es sich jedoch wegen des zwischen den Scheibenabschnitten 18' und 182 befindlichen großen Kreisrings 32 nicht weiter in Richtung auf die Auslaßöffnung 14 fördern läßt. Das Material wird deshalb auf den Scheibenabschnitt 20' der Schneckenwelle 20 übergeben und passiert dabei den Auskämmbereich der beiden Schneckenwellen 18 und 20, gelangt dann auf den Scheibenabschnitt 20* wird wegen des großen Kreisrings 32 zwischen den Scheibenabschnitten 202 und 2(P wieder auf die Schneckenwelle 18 übergeben, nämlich auf deren Scheibenabschnitt I82, wobei wiederum der Auskämmbereich passiert werden muß, usf. bis zu den Scheibenabschnitten itPbzw.XP. As can be seen from FIG. 1 readily results, the material to be processed first reaches the disk section 18 1 of the worm shaft 18, along which, however, it cannot be conveyed further in the direction of the outlet opening 14 because of the large circular ring 32 located between the disk sections 18 'and 18 2. The material is therefore transferred to the disk section 20 'of the worm shaft 20 and passes the combing area of the two screw shafts 18 and 20, then reaches the disk section 20 * because of the large circular ring 32 between the disk sections 20 2 and 2 (P again on the Transfer the worm shaft 18, namely on its disk section I8 2 , in which case the combing area must again be passed, and so on up to the disk sections itP or XP.
Aus den Fig.2—6 ergibt sich auch, daß bei der bevorzugten Ausführungsform der Schneckenmaschine der Abstand A zwischen den Achsen 18* und 20" der Schneckenwellen 18 und 20 gleich der Summe des Abstandes der höchsten Erhebung 21 der Scheibenabschnitte von der zugehörigen Wellenachse und des Abstandes der geringsten Erhebung der Scheibenabschnitte von der zugehörigen Wellenachse sowie gleich der Summe der Radien der großen und kleinen Kreisringe 32 bzw. 34 ist.2-6 also shows that in the preferred embodiment of the screw machine the distance A between the axes 18 * and 20 ″ of the screw shafts 18 and 20 is equal to the sum of the distance between the highest elevation 21 of the disk sections from the associated shaft axis and the distance of the smallest elevation of the disk sections from the associated shaft axis and is equal to the sum of the radii of the large and small circular rings 32 and 34, respectively.
Schließlich liegt es auf der Hand, daß der Grundgedanke der Erfindung nicht nur auf zweiwellige Schneckenmaschinen angewandt werden kann, sondern auch auf Schneckenmaschinen mit mehr als zwei miteinander kämmenden und gleichsinnig antreibbaren Wellen.Finally, it is obvious that the basic idea of the invention is not limited to double-shaft Screw machines can be applied, but also to screw machines with more than two waves that mesh with each other and can be driven in the same direction.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (4)
Priority Applications (3)
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| DE2802125A DE2802125B2 (en) | 1978-01-19 | 1978-01-19 | Screw machine for processing solid, liquid and viscous materials |
| US06/004,491 US4236833A (en) | 1978-01-19 | 1979-01-18 | Screw machine for processing materials of solid, pasty and liquid consistency |
| JP402479A JPS54149068A (en) | 1978-01-19 | 1979-01-19 | Screw machine for treating material of solid* pasteelike and liquid concentration |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE2802125A DE2802125B2 (en) | 1978-01-19 | 1978-01-19 | Screw machine for processing solid, liquid and viscous materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE2802125A1 DE2802125A1 (en) | 1979-07-26 |
| DE2802125B2 true DE2802125B2 (en) | 1980-07-17 |
Family
ID=6029805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2802125A Ceased DE2802125B2 (en) | 1978-01-19 | 1978-01-19 | Screw machine for processing solid, liquid and viscous materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
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-
1978
- 1978-01-19 DE DE2802125A patent/DE2802125B2/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2802125A1 (en) | 1979-07-26 |
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| 8235 | Patent refused |