DE3242355C1 - Initiating device for speed regulation - Google Patents
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Abstract
Description
In einer besonderen Ausgestaltung weist die Rückführung eine Rückführfeder auf mittels welcher ein Kraflkolben des Stellmotors mit dem Verstärkerkolben eines Verstärkers in Verbindung steht. Die Beeinflussung der Rückführung in der vorgeschlagenen Weise kann mit besonders einfachen konstruktiven Mittels erfolgen. In einer besonderen Weiterbildung weist die Rückführung einen Rückführkolben in einem Rückführraum auf, in welchem der Druck in Abhängigkeit des Ausgangssignales vorgebbar ist. Hierfür ist ein vergleichsweise geringer konstruktiver Aufwand bei geringen Herstellkosten erforderlich, wobei gleichzeitig aber auch eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet wird. In a particular embodiment, the return has a return spring on by means of which a power piston of the servomotor with the booster piston of a Amplifier is in communication. Influencing the feedback in the proposed Way can be done with particularly simple constructive means. In a special one Continuing education shows the Return a return piston in one Feedback space, in which the pressure can be specified as a function of the output signal is. For this purpose, there is a comparatively low design effort with a low one Manufacturing costs required, but at the same time also a high level of functional reliability is guaranteed.
In einer besonderen Ausführungsform ist der Rückführraum über eine Leitung und ein vom Ausgangssignal beaufschlagtes Servoventil mit einem Ausgleichsbehälter verbindbar. Es ist ersichtlich, daß hierfür nur ein vergleichsweise geringer Aufwand erforderlich ist und dennoch ein schneller Eingriff gewährleistet wird. In a particular embodiment, the return space is via a Line and a servo valve acted upon by the output signal with an expansion tank connectable. It can be seen that this requires only a comparatively little effort is necessary and yet a quick intervention is guaranteed.
Als Ausgleichsbehälter kann ein geeigneter Gehäuseraum dienen.A suitable housing space can serve as an expansion tank.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Rückführraum bei Beschleunigung oder Verzögerung über ein Steuerventil, welches bevorzugt als ein 3/3-Wegeventil ausgebildet ist, wahlweise vom Druckmittel beaufschlagbar oder an eine Unterdruckeinrichtung anschließbar. Hierdurch kann in besonders einfacher Weise die Schnelligkeit des Eingriffs und des Wirksamwerdens der Regeleinrichtung nicht unwesentlich erhöht werden. Anstelle der dämpfenden Rückführung wird im Ergebnis eine verstärkte und noch schnellere Betätigung des Stellmotors in der jeweils vorgegebenen Wirkungsrichtung erreicht. In a further embodiment, the return space is during acceleration or delay via a control valve, which is preferably used as a 3/3-way valve is designed, optionally acted upon by the pressure medium or to a vacuum device connectable. In this way, the speed of the Intervention and the effectiveness of the control device increased not insignificantly will. Instead of the damping return, the result is a reinforced and even faster actuation of the servomotor in the respectively specified direction of action achieved.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 Prinzipschaltbild einer Ausführungsform in Verbindung mit einer Dampfturbine, F i g. 2 eine Ausführungsform, bei welcher Regeleinrichtung und Servoventil dem Drehzahlregler parallelgeschaltet sind, F i g. 3 eine Ausführungsform, bei welcher die Regeleinrichtung über ein Servoventil unmittelbar auf den Stellmotor einwirkt, F i g. 4 eine Ausführungsform, bei welcher mittels eines Schaltventils eine Verstärkung des Eingriffs der Regeleinrichtung erreicht wird, F i g. 5 eine Ausführungsform, bei welcher die interne Rückführung zwischen Stellmotor und einem vorgeschaltetem Verstärker reduzierbar und/oder aufhebbar ist, F i g. 6 eine Ausführungsform, bei welcher über die Regeleinrichtung die interne Rückführwirkung verstärkt aufhebbar ist In der Prinzipdarstellung gemäß F i g. 1 ist schematisch eine Dampfturbine 2 zu erkennen, welcher über eine Leitung 4 Frischdampf zuführbar ist. Über eine Turbinenwelle 6 und eine Kupplung 8 kann eine hier nicht weiter dargestellte Maschine von der Turbine angetrieben werden. Mit einem Drehzahlregler 10 ist über eine Reglerwelle 12 und Zahnräder 14 die Drehzahl der Turbinenwelle 6 abzugreifen. The invention is illustrated below with reference to the in the drawing Embodiments explained in more detail. It shows F i g. 1 Schematic diagram of a Embodiment in connection with a steam turbine, FIG. 2 an embodiment, which control device and servo valve are connected in parallel to the speed controller are, F i g. 3 an embodiment in which the control device via a servo valve acts directly on the servomotor, FIG. 4 shows an embodiment in which an increase in the intervention of the control device by means of a switching valve is achieved, F i g. 5 shows an embodiment in which the internal return can be reduced and / or canceled between servomotor and an upstream amplifier is, F i g. 6 shows an embodiment in which the internal The feedback effect can be canceled to a greater extent. 1 a steam turbine 2 can be seen schematically, which via a line 4 live steam is feedable. One cannot use a turbine shaft 6 and a clutch 8 here further illustrated machine are driven by the turbine. With a speed controller 10 is the speed of the turbine shaft via a governor shaft 12 and gears 14 6 to tap.
Der Drehzahlregler ist in hinlänglich bekannter Weise aufgebaut und wird daher hier nur in seiner wesentlichen Funktion kurz erläutert Über die Reglerwelle wird ein Fliehkraftmeßwerk angetrieben, wobei eine axiale Kraftkomponente auf einen Regelkolben einwirkt. Diese Kraft wird mit der Kraft, einer Sollwert-Einstellfeder verglichen. Der genannte Reglerkolben wird solange verschoben, bis das Kräftegleichgewicht hergestellt ist. Je nach Stellung des hier nicht dargestellten Reglerkolbens wird die Zuführleitung 16 mehr oder weniger mit der Impulsleitung 18 oder aber mit der Abflußleitung 20 verbunden. Der derart aufgebaute Hydraulikkreis wird, wie durch den Pfeil 22 angedeutet, durch Druckmittel bzw. Hydrauliköl von einer hier nicht dargestellten Pumpe gespeist. Die genannten Leitungen 16 und 18 sind auf einen Verstärker 24 geführt, welcher einen verschiebbaren Verstärkerkolben 26 aufweist. The speed controller is constructed and in a well-known manner is therefore only briefly explained here in its essential function About the controller shaft a centrifugal measuring mechanism is driven, with an axial force component on one Control piston acts. This force is combined with the force, a setpoint adjustment spring compared. The said regulator piston is shifted until there is an equilibrium of forces is made. Depending on the position of the regulator piston (not shown here) the feed line 16 more or less with the pulse line 18 or with the Drain line 20 connected. The hydraulic circuit constructed in this way is, as by the arrow 22 indicated, by pressure medium or hydraulic oil from one not here pump shown. Said lines 16 and 18 are connected to an amplifier 24, which has a displaceable booster piston 26.
Der Verstärkerkolben 26 steht über eine Rückführeinrichtung mit Rückführfeder 28 mit einem Kraftkolben 30 in Verbindung. Der Verstärkerkolben 26 und der Kraftkolben 30 sind Bestandteil eines hydraulischen Stellmotors 32, wobei der Kraftkolben von einer Schließfeder 34 beaufschlagt wird. Entsprechend dem Druck in der Impulsleitung 18 stellt sich der Verstärkerkolben 26 derart ein, daß das Druckmittel der Zuführleitung 16 über eine Verbindungsleitung 36 in die Kammer 38 des Stellmotors 32 gelangt, oder aber Druckmittel aus der Kammer 38 über die Verbindungsleitung 36 und die Abflußleitung 40 abströmt. Der Kraftkolben 30 wirkt über eine Ventilspindel 42 auf den Ventilkörper eines in der Frischdampfleitung 4 angeordneten Stellventils 44.The booster piston 26 is above a return device with a return spring 28 with a power piston 30 in connection. The booster piston 26 and the power piston 30 are part of a hydraulic servomotor 32, the power piston of a closing spring 34 is applied. According to the pressure in the impulse line 18 the booster piston 26 adjusts in such a way that the pressure medium of the supply line 16 reaches the chamber 38 of the servomotor 32 via a connecting line 36, or pressure medium from the chamber 38 via the connecting line 36 and the drain line 40 flows off. The power piston 30 acts on the valve body via a valve spindle 42 a control valve 44 arranged in the live steam line 4.
Es ist ferner eine hier mit elektronischen Bauelementen aufgebaute Regeleinrichtung 46 vorgesehen, welcher ein Ist-Wert-Signal eines Drehzahlgebers 48 zugeführt wird. Dieser Drehzahlgeber 48 ist zweckmäßig als ein berührungsloser Frequenzaufnehmer bzw. Impulsgeber ausgebildet, um die Drehzahl der Reglerwelle 12 und somit auch der Turbinenwelle 6 zu erfassen. Mittels eines Umformers 50 wird ein drehzahlproportionales Strom- oder Spannungssignal erzeugt, welches einem als Differenzverstärker ausgebildeten Komparator 52 zugeführt wird. Dem Komparator 52 wird ferner mittels eines Potentiometers 53 ein vorwählbarer Grenzwert für die Drehzahl vorgegeben. Ist die momentane Drehzahl größer als der eingegebene Grenzwert, so gelangt das Ist-Wert-Signal über den Komparator 52 zu einem nachgeschalteten Differenzierglied 54. Das Differenzierglied 54 ergibt einen starken Vorhalteeffekt und folglich wird bei extremen Laständerungen frühzeitig über die Regeleinrichtung 46 eingegriffen, während im normalen stationären Betrieb der oben erläuterte mechanisch-hydraulische Drehzahlregler 10 wirksam ist Dem Differenzierglied 54 ist ein Vergleicher 56 nachgeschaltet, mittels welchem ein Vergleich der momentanen Beschleunigung mit einem mittels des Potentiometers 58 vorgebbaren Grenzwert der Beschleunigung oder Verzögerung verglichen wird. It is also one built here with electronic components Control device 46 is provided, which is an actual value signal from a speed sensor 48 is fed. This speed sensor 48 is useful as a contactless one Frequency pickup or pulse generator designed to measure the speed of the controller shaft 12 and thus also the turbine shaft 6. By means of a converter 50 is a speed-proportional current or voltage signal generated, which is a Differential amplifier trained comparator 52 is supplied. The comparator 52 a preselectable limit value for the speed is also set by means of a potentiometer 53 given. If the current speed is greater than the entered limit value, then the actual value signal reaches a downstream differentiating element via the comparator 52 54. The differentiator 54 gives a strong lead effect and consequently becomes in the event of extreme load changes, intervened at an early stage via the control device 46, while in normal stationary operation the above-mentioned mechanical-hydraulic Speed controller 10 is effective The differentiating element 54 is followed by a comparator 56, by means of which a comparison of the instantaneous acceleration with a means of the Potentiometer 58 compared predeterminable limit value of the acceleration or deceleration will.
Bei Überschreiten dieses Grenzwertes wird nach geeigneter Verstärkung ein nachgeschaltetes Schaltrelais 60 betätigt. Dem Schaltrelais 60 ist noch ein Verzögerungsglied 62 vorgeschaltet, um das Schaltrelais 60 eine von der Größe der stattgefundenen Beschleunigung oder der Verzögerung abhängige Zeitspanne lang nach dem Unterschreiten des Grenzwertes noch zu halten. If this limit value is exceeded, appropriate amplification is initiated a downstream switching relay 60 actuated. The switching relay 60 is still on Delay element 62 connected upstream to the switching relay 60 one of the size of the acceleration or deceleration that has taken place to be kept below the limit value.
Der Zeitdehnungsfaktor des Verzögerungsgliedes 62 ist ebenfalls einstellbar. Solange das Schaltrelais 60 angezogen ist, liegt an der Leitung 64 das Ausgangssignal an.The time expansion factor of the delay element 62 is also adjustable. As long as the switching relay 60 is picked up, the output signal is on the line 64 at.
Durch die Wicklung des nachgeschalteten Servoventils 66 kann dann ein Strom fließen und das hier als ein 2/2-Wegeablaufventil ausgebildete Servoventil 66 ist dann geöffnet.The winding of the downstream servo valve 66 can then a current flow and the servo valve, which is designed here as a 2/2-way drain valve 66 is then open.
Mit Auftreten des Ausgangssignals bzw. dem Öffnen des Servoventils 66 erfolgt somit ein plötzlicher Druckabbau in der Kammer 38 des Stellmotors 32 mit der Folge, daß der von der Schließfeder 34 beaufschlagte Kraftkolben 30 die Ventilspindel 42 hier in der Zeichnung in Richtung des Pfeiles 68 nach links schiebt. Es erfolgt eine schnelle und weitgehende verzögerungsfreie Absperrung der Frischdampfleitung mittels des Stellventils 44 und die Drehzahl der Turbine 2 wird sehr schnell zurückgefahren Es sei an dieser Stelle ausdrücklich angemerkt, daß aufgrund der erfindungsgemäßen Aufschaltung mittels der erläuterten Regeleinrichtung 46 die Schließzeiten des Stellventils wesentlich verringert werden konnten. Die Zeiten selbst hängen von der jeweiligen Ausgestaltung der Vorrichtung und auch der Regelstrecke naturgemäß ab, wobei beispielsweise Schließzeiten des Stellventils in der Größenordnung von 0,6 bis 0,8 sec durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung auf etwa 0,2 sec verkürzt werden Die sich hieraus ergebenden betrieblichen Vorteile liegen auf der Hand. When the output signal occurs or the servo valve opens 66 there is thus a sudden pressure reduction in the chamber 38 of the servomotor 32 with the result that the actuated by the closing spring 34 power piston 30 the Valve spindle 42 here in the drawing in the direction of arrow 68 pushes to the left. The main steam line is shut off quickly and largely without delay by means of the control valve 44 and the speed of the turbine 2 becomes very fast retracted It should be expressly noted at this point that due to the connection according to the invention by means of the explained control device 46, the closing times of the control valve could be reduced significantly. The times themselves hang of the respective configuration of the device and also of the controlled system from, for example, closing times of the control valve in the order of magnitude of 0.6 to 0.8 seconds shortened by the design according to the invention to about 0.2 seconds The resulting operational advantages are obvious.
Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 erfolgt der Eingriff der hier nur schematisch angedeuteten Regeleinrichtung 46 im sog. Impulsölsystem des Hydraulikkreises und nicht wie bei dem obigen Ausführungsbeispiel am Arbeitskolben des Stellmotors. Das Servoventil 66 ist hier als ein 3/3-Wegeventil zwischen der Zuführleitung 16 und der Impulsleitung 18 ausgebildet Die Regeleinrichtung 46 ist hier nun derart ausgebildet, daß das polarisierte Schaltrelais 60 bei Beschleunigung oder Verzögerung wahlweise die eine oder die andere Schaltstellung einnimmt. In the embodiment according to FIG. 2 the intervention takes place here only schematically indicated control device 46 in the so-called. Impulse oil system of the hydraulic circuit and not, as in the above exemplary embodiment, on the working piston of the servomotor. The servo valve 66 is here as a 3/3-way valve between the supply line 16 and the impulse line 18. The control device 46 is now of this type here designed that the polarized switching relay 60 during acceleration or deceleration optionally occupies one or the other switch position.
Bei Beschleunigung wird die Impulsleitung 18 mit der Abflußleitung 70 verbunden und bei Verzögerung gelangt aus der Zuführleitung t6 das Druckmittel unmittelbar in die Impulsleitung 118. Bei Beschleunigung wird folglich die Ventilspindel 42 wiederum in Richtung des Pfeiles 68 nach links geschoben, während bei Verzögerung die Ventilspindel 42 in der entgegengesetzten Richtung geschoben wird und somit das Stellventil 44 die Frischdampfzufuhr über die Leitung 4 zur Turbine 2 vergrößert. When accelerating, the impulse line 18 becomes with the drain line 70 connected and when there is a delay, the pressure medium comes from the supply line t6 directly into the impulse line 118. When accelerating, the valve spindle is consequently 42 again pushed in the direction of arrow 68 to the left, while on deceleration the valve spindle 42 is pushed in the opposite direction and thus the control valve 44 increases the live steam supply via the line 4 to the turbine 2.
In F i g. 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher wiederum das Servoventil 66 unmittelbar dem Kraftkolben 30 zugeordnet ist. Es wird der Druckmittelabfluß bzw. -zufluß der Kammer 38 bei Beschleunigung bzw. Verzögerung mittels der Regeleinrichtung 46 vorgegeben. Es sei besonders hervorgehoben, daß bei dieser Ausführungsform, ähnlich wie bei F i g. 1, eine recht hohe Stellgeschwindigkeit des Stellventils 44 erreicht wird. Regeleinrichtung 46 und Servoventil 66 sind dem Hydraulikkreis parallelgeschaltet, so daß die Verzögerungen einiger Glieder des Hydraulikkreises bei Ent-oder Belastung umgangen werden. In Fig. 3 shows an embodiment in which again the servo valve 66 is assigned directly to the power piston 30. It becomes the pressure medium drain or inflow of the chamber 38 during acceleration or deceleration by means of the control device 46 specified. It should be particularly emphasized that in this embodiment, similar as with F i g. 1, a very high adjusting speed of the control valve 44 is achieved will. Control device 46 and servo valve 66 are connected in parallel to the hydraulic circuit, so that the delays of some members of the hydraulic circuit when unloading or loading be bypassed.
Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 4 ist das Servoventil 66 als ein Magnetventil für vergleichsweise geringe Nennweiten ausgebildet, welchem ein hydraulisches Schaltventil 72 nachgeschaltet ist. Über das Schaltventil 72 erfolgt bei Beschleunigung der Abfluß des Druckmittels aus der Kammer 38. Das Servoventil 66 kann somit vergleichsweise klein und kostengünstig ausgebildet sein, während das nachgeschaltete Schaltventil ohne besonderen Aufwand für die erforderlichen Abflußquerschnitte ausgebildet sein kann. In the embodiment according to FIG. 4 is the servo valve 66 as a solenoid valve designed for comparatively small nominal sizes, which a hydraulic switching valve 72 is connected downstream. The switching valve 72 takes place when accelerating the outflow of the pressure medium from the chamber 38. The servo valve 66 can thus be made comparatively small and inexpensive, while the downstream switching valve without any special effort for the required Drain cross-sections can be formed.
In F i g. 5 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher das Ausgangssignal der elektronischen Regeleinrichtung 46 auf die interne Rückführung des Stellmotors 32 einwirkt In dem Verstärkerkolben 26 befindet sich ein Rückführkolben 74, über welchen mittels der Rückführfeder 28 die Verbindung zum Kraftkolben 30 hergestellt ist. Eine derartige interne Rückführung besitzt eine dämpfende Wirkung. Zwecks Reduzierung oder Aufhebung der Rückführungswirkung ist die Rückführkammer 76 über die Leitung 78 sowie das Servoventil 66 mit einem Ausgleichsbehälter 80 verbunden. In Fig. 5 shows an embodiment in which the Output signal of the electronic control device 46 on the internal feedback of the servomotor 32 acts. A return piston is located in the booster piston 26 74, via which the connection to the power piston 30 is made. Such an internal return has a dampening effect. The purpose of reducing or canceling the return effect is the return chamber 76 via the line 78 and the servo valve 66 with an expansion tank 80 tied together.
Steht das Ausgangssignal der Regeleinrichtung 46 an, so öffnet das Servoventil 66 und es erfolgt ein Druckabbau in der Rückführkammer 76 mit der Folge, daß die Rückführung zumindest näherungsweise aufgehoben wird.If the output signal of the control device 46 is present, it opens Servo valve 66 and there is a pressure reduction in the return chamber 76 with the result, that the return is at least approximately canceled.
Es bedarf hier keiner besonderen Hervorhebung, daß ggf. auch nur eine entsprechende Reduzierung der Rückführwirkung vorgegeben werden kann. Anstelle des Ausgleichsbehälters kann auch ein geeigneter ölgefüllter Gehäuseraum verwendet werden.It does not need special emphasis here that possibly only one corresponding reduction of the feedback effect can be specified. Instead of A suitable oil-filled housing space can also be used for the expansion tank.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig.6 kann der Druck im Rückführraum 76 wahlweise für Beschleunigung oder Verzögerung entsprechend vorgegeben werden. Mittels des hier als ein 3/3-Wegeventil ausgebildeten Servoventils 66 kann beispielsweise bei Beschleunigung, also Entlastung der Turbine Z das Druckmittel aus der Zuführleitung 16 dem Rückführraum 76 zugeführt werden. Es ist ersichtlich, daß hierdurch die Schließbewegung des Stellventils 44 beschleunigt erfolgt Es ist ferner eine Unterdruckeinrichtung 82 vorgesehen, welche mittels des Servoventils 66 in dessen andere Stellung mit dem Rückführraum 76 verbindbar ist. Somit kann mit einem vergleichsweise geringen Aufwand bei einer Verzögerung, also bei Belastung der Turbine 2 die Ventilspindel 42 beschleunigt nach rechts geschoben werden, wodurch eine besonders schnelle Öffnung des Stellventils für die Frischdampfzufuhr gewährleistet wird. In the embodiment according to FIG. 6, the pressure in the return space 76 can be specified either for acceleration or deceleration. By means of the servo valve 66 embodied here as a 3/3-way valve, for example when accelerating, i.e. relieving the turbine Z, the pressure medium is removed from the supply line 16 are fed to the return space 76. It can be seen that this results in the closing movement of the control valve 44 takes place in an accelerated manner. There is also a vacuum device 82 is provided, which by means of the servo valve 66 in its other position with the return space 76 is connectable. Thus, with a comparatively low Effort in the event of a delay, i.e. when the turbine 2 is loaded, the valve spindle 42 can be pushed to the right more quickly, resulting in a particularly fast opening of the control valve for the live steam supply is guaranteed.
Gemäß obigen Ausführungen wurden verschiedene Ausführungsformen für die Ausbildung und Anordnung der Regeleinrichtung sowie des Stellventils und dessen Eingriff am Stellmotor bzw. im Hydraulikkreis erläutert Im Rahmen dieser Erfindung liegen auch die jeweiligen zweckmäßigen Kombinationen der verschiedenen Eingriffsmöglichkeiten und Ausbildungen, um je nach den Randbedingungen der jeweiligen Regelstrecke ein optimales Regelverhalten zu gewährleisten. According to the above, various embodiments for the design and arrangement of the control device and the control valve and its Intervention on the servomotor or in the hydraulic circuit explained in the context of this invention are also the respective appropriate combinations of the various intervention options and training, depending on the boundary conditions of the respective controlled system to ensure optimal control behavior.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19823242355 DE3242355C1 (en) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | Initiating device for speed regulation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19823242355 DE3242355C1 (en) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | Initiating device for speed regulation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3242355C1 true DE3242355C1 (en) | 1984-06-07 |
Family
ID=6178267
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19823242355 Expired DE3242355C1 (en) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | Initiating device for speed regulation |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3242355C1 (en) |
Cited By (2)
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-
1982
- 1982-11-16 DE DE19823242355 patent/DE3242355C1/en not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
Title |
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Z: "AEG-Mitteilungen", Heft 5/6, 1962, S. 184,185 * |
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8363 | Opposition against the patent | ||
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