DE69311013T2 - Lagerbehälter für Druckfluide, welche ohne zersplittern zerreissen können - Google Patents

Lagerbehälter für Druckfluide, welche ohne zersplittern zerreissen können

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Lagerbehälter für Druckfluide und insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf Behälter vom Flaschentyp zum Lagern von Gas wie Luft, Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxyd, die in verschiedenen industriellen Bereichen verwendet werden.
  • Die Erfindung betrifft genauer die Flaschen des Typs, der einen rotationssymmetrisch zu einer Längsachse ausgebildeten Innenmantel umfaßt, der einen zylindrischen Abschnitt oder Ring und zwei Endabschnitte aufweist, wobei wenigstens einer der Endabschnitte nach außen gewölbt ist, und der von einer Umschnürung aus widerstandsfähigen Fasern, umhüllt von einem geeigneten Bindemittel, umgeben ist.
  • Wenn derartige Behälter zerbrechen, geschieht dies allgemein am Mantel, der sich brutal öffnet, wodurch sich die Gefahr der Fragmentation dieses Mantels ergibt. Wenn letzterer aus einem Metall besteht, was der Fall ist, wenn der Behälter ein Gas unter hohem Druck enthält, besteht bei einem derartigen Bruch die Gefahr, daß metallische Fragmente, die für die Personen gefährlich sind, die sich in der Nähe befinden, weggeschleudert werden.
  • Eine neue offizielle Norm schreibt des weiteren für diese Art von Behältern vor, insbesondere einen Bruchversuch unter Druck zu erfüllen, der zu einem Bruch ohne Fragmentation des Behälterkörpers führt.
  • Die vorliegende Erfindung hat präzise zur Aufgabe, einen Behälter dieses Typs vorzuschlagen, der den Anforderungen dieser offiziellen Norm entspricht.
  • Ein derartiger Behältertyp ist beispielsweise in EP-A-O 191 655 beschrieben, die ein Verfahren zum Wickeln einerseits mittels umfänglichen Fasern und andererseits mittels Längsfasern betrifft, die über die gesamten gewölbten Endabschnitte des Behälters verlaufen.
  • Zu diesem Zweck ist Gegenstand der Erfindung ein Lagerbehälter für Druckfluid eines Typs umfassend einen rotationssymmetrisch zu einer Längsachse ausgebildeten Innenmantel, der einen mittleren zylindrischen Abschnitt oder Ring und zwei Endabschnitte aufweist, wobei wenigstens einer der Endabschnitte nach außen gewölbt ist, eine den Mantel umgebende Umschnürung aus widerstandsfähigen Fasern, umhüllt von einem thermo- oder duroplastischen Bindemittel, die in bezug auf den Ring wenigstens eine Schicht aus in Umfangsrichtung angeordeneten Fasern, als Umfangsfasern bezeichnet, und wenigstens eine Schicht aus Fasern, als Längsfasern bezeichnet aufweist, die in planarer Weise unter einem möglichst kleinen Wickelwinkel derart angeordnet sind, daß an dem gewölbten Endabschnitt eine zur Längsachse zentrierte Kalotte freibleibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring zudem wenigstens eine Schicht aus Fasern umfaßt, die planar oder schraubenförmig mit einem Wickelwinkel zwischen demjenigen der Längsfasern und 90º angeordnet sind.
  • Da bei den Behältern bekannten Typs der Berstwiderstand im wesentlichen durch die Umfangsfasern erbracht wird, während die Längsfasern, die in einer planaren oder geodätischen Wicklung aufgebracht und im wesentlichen dazu bestimmt sind, axiale Beanspruchungen zu absorbieren, einen Wicklungswinkel in bezug auf die Längsachse des Behälters aufweisen, der zu klein ist, um umfängliche Bruchbeanspruchungen beim Bersten aufzunehmen, ist ein Behälter gemäß der Erfindung in der Lage, die legalen Anforderungen an ein Bersten ohne Fragmentation des Innenmantels aufgrund der Tatsache zu erfüllen, daß die Bruchbeanspruchungen nicht nur ausschließlich durch die Umfangsschichten, sondern teilweise auch durch die Faserschicht aufgenommen werden, die unter einem Winkel zwischen etwa 90º und demjenigen der Längsfasern aufgebracht sind und die während des Berstens des Behälters gewissermaßen die Umfangsschichten ersetzen.
  • Vorteilhafterweise weist die Schicht aus planar oder schraubenförmig angeordneten Fasern einen Wickelwinkel gleich 90º abzüglich dem Wickelwinkel der Längsfasern auf.
  • Ferner ist bevorzugt vorgesehen, daß mehrere Schichten von Fasern, die eben oder schraubenförmig angeordnet sind, unterschiedliche Wickelwinkel aufweisen, beispielsweise zwischen dem Wert 90º und demjenigen der Längsfasern gestuft sind.
  • Derartige Schichten nehmen aktiv an der Aufnahme der Berstbeanspruchungen teil, indem sie an die Stelle der Umfangsfasern treten, wenn diese einmal gerissen sind, und zwar der Reihe nach als Funktion ihres entsprechenden Wickelwinkels.
  • Anstatt daß ein brutales Platzen stattfindet, erhält man auf diese Weise ein aufeinanderfolgendes Brechen von Umfangsfasern und dann der Fasern, die entsprechend der Erfindung aufgebracht sind, beginnend mit Fasern mit einem Wickelwinkel am nächsten zu 90º, gefolgt von einem "weichen" Bruch des Behälters ohne Fragmentation des Innenmantels, insbesondere entsprechend den Anforderungen, die durch die offiziellen Normen gestellt werden.
  • Andere Eigenschaften und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform eines Behälters gemäß der Erfindung, wobei die Beschreibung nur beispielhaft und in bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben ist, in denen
  • - Fig. 1a und 1b schematisch die planaren bzw. schraubenförmigen Wickelarten illustrieren und
  • - Fig. 2 eine Ansicht ist, die die Art des Aufbringens von Fasern entsprechend der Erfindung auf einen Zylinder wie einen Behältermantel illustriert.
  • In den Fig. 1a und 1b hat man schematisch mit 1 einen Behälter dargestellt, der aus einem mittleren zylindrischen Körper oder Ring 2 gebildet ist, der an seinen beiden Enden durch einen nach außen gewölbten Endabschnitt verlängert ist und einen rotationssymmetrischen Vorsprung 4 koaxial zur Achse 5 des Rings 2 aufweist.
  • In Fig. 1a ist das Aufbringen durch mit 6 symbolisierten Faser mit planar oder planetär in dem Sinne bezeichnet, daß sich die Bobine, von der die Faser 6 abgewickelt wird, immer in einer gleichen Ebene während des Bewickelns des Behälters 1 bewegt, der sich um seine Achse 5 dreht.
  • Der Winkel α, der die Ebene bildet, in der sich die Bobine sich um den Behälter drehend in bezug auf die Achse 5 bewegt, wird als Wickelwinkel bezeichnet.
  • Angesichts des Vorhandenseins der Vorsprünge 4 an den Enden, die nicht bedeckt werden müssen, ist der Winkel α, der in Fig. 1a entsprechend einem Aufbringen von Fasern auf der Höhe der Vorsprünge 4 entspricht, der minimale Wickelwinkel.
  • Für Behälter desjenigen Typs, den die vorliegende Erfindung betrifft, ist wenigstens an einem Ende ein derartiger Vorsprung 4 notwendig, an dem ein Verbindungsstück (nicht dargestellt) zum Füllen und Leeren des Behälters angebracht ist.
  • Dieser minimale Winkel α hängt von der Morphologie und den Abmessungen der Behälter ab. Für Behälter oder Flaschen gewöhnlichen Typs liegt er in der Größenordnung von etwa 20º.
  • Die Flaschen des Typs mit Innenmantel oder Metallauskleidung, bedeckt mit einer Umschnürung aus widerstandsfähigen Fasern, umhüllt von einem geeigneten Bindemittel, umfassen einerseits Faserschichten, die gemäß der in Fig. 1a dargestellten Wickelart aufgebracht sind, sogenannte Längsfasern, die einen Wickelwinkel α beispielsweise in der Größenordnung von 20º aufweisen und andererseits Faserschichten, die auf den Ring der Flasche umfangsmäßig aufgebracht sind.
  • Diese Flaschen können im Falle eines fehlerhaften Berstens eine Gefahr darstellen. Tatsächlich sind bei diesen Behältern lediglich die Umfangsfasern in der Lage, den Berstbeanspruchungen beim Zerplatzen zu widerstehen, während die Längsfasern keinen großen Widerstand entgegensetzen, da die Bruchbeanspruchungen im Falle des Platzens im wesentlichen auf den Ring ausgeübt werden und umfängliche Zugbeanspruchungen erzeugen, denen die Längsfasern aufgrund ihrer Neigung nicht entgegenwirken können.
  • Es resultiert ein brutales Reißen von Umfangsfasern, da ihre Widerstandsgrenze erreicht wird, das in der Lage ist, zu einer Fragmentierung des inneren metallischen Mantels und zum Ausschleudern von Splittern zu führen.
  • Entsprechend der Erfindung hat man bei einer traditionellen Bedeckung des Innenmantels oder der Auskleidung, insbesondere einer metallischen Auskleidung, einerseits mittels Fasern, die umfangsmäßig auf den Ring aufgebracht sind, und andererseits mittels Fasern, die longitudinal aufgebracht sind, eine Bedeckung substituiert, die nicht nur Fasern umfaßt, die umfangsmäßig und longitudinal aufgebracht sind, sondern auch Fasern umfaßt, die gemäß einem oder mehreren Winkeln zwischen den Winkel der Wicklung der Umfangsfasern und den Winkel der Wicklung der Längsfasern aufgebracht sind.
  • In Fig. 2 ist schematisch der Ring 2 eines Behälters mit Innenmantel dargestellt.
  • Auf diesen Ring 2 sind verschiedene Faserschichten aufgebracht.
  • Bei C ist eine Faser dargestellt, die umfangsmäßig aufgebracht ist und mit einer Erzeugenden 7 des Rings 2 einen Winkel praktisch gleich 90º bildet. Bei L ist eine Längsfaser unter einem minimalen Winkel α in bezug auf diese Erzeugende aufgebracht dargestellt.
  • Gemäß der Erfindung sind Fasern vorgesehen, die gemäß Zwischenwinkeln zwischen 90º und α aufgebracht sind, wobei die Fasern ebenfalls als Längsfasern bezeichnet werden und mit einem Index versehen sind, der entsprechend dem Aufbringwinkel unterschiedlich ist.
  • In Fig. 2 sind 6 Fasern entsprechend L&sub1; bis L&sub6; dargestellt, die Ablagewinkel α&sub1; bis α&sub6; mit ansteigenden Werten, gestuft zwischen und 90º aufweisen.
  • Auf diese Weise weisen die Schichten von Längsfasern L bis L&sub6; untereinander einen Beanspruchungsgradienten oder Widerstandsgradienten gegenüber Bersten auf, der ansteigend ist, wobei die maximale Beanspruchung durch die Fasern, die unter den Winkel α&sub6; (dem am nächsten zu 90º befindlichen) aufnehmbar ist, der im wesentlichen unter demjenigen der Umfangsfasern C liegt, jedoch höher als derjenige, der unter dem Winkel α&sub5; aufgebrachten Fasern liegt, die wiederum eine Beanspruchung, die größer als diejenige der unter α&sub4; aufgebrachten Fasern liegt, aufnehmen, usw.
  • Das Resultat ist derart, daß im Falle des Berstens der Umfangsfasern C, das sind die Fasern L&sub6;, die anfangs den Schlag aufnehmen, wonach, wenn diese locker sind, die Fasern L&sub5; folgen, wodurch auf diese Weise ein kettenförmiges Reißen aller Längsfasern bewirkt wird, was zu einem Bersten des Rings vom Typ eines Aufknöpfens führt, d.h. zu einem "weichen" Öffnen ohne Fragmentierung des Innenmantels.
  • Man kann einen einzigen Ablagewinkel zwischen den Werten 90º und α vorsehen, in welchem Fall es bevorzugt wird, daß dieser Winkel einen Wert im wesentlichen gleich 90º -α besitzt.
  • Vorzugsweise sieht man mehrere Winkel vor, deren Werte, gleichmäßig oder ungleichmäßig, beispielsweise zwischen den Wert α und den Wert 90º - α gestuft sind.
  • Nichts destoweniger kann man Längsfasern mit einem Wickelwinkel zwischen 90º und 90º - α vorsehen.
  • Gemäß einer Ausführungsform, die dazu bestimmt ist, im wesentlichen die Umfangskräfte des Berstens auf zwei gleiche Teile zwischen einerseits den Umfangsfasern C und andererseits zwischen der Gesamtheit der Längsfasern (L, L&sub1;, L&sub2;, L&sub3; ...) zu verteilen, kann man über den minimalen Aufbringwinkel α hinaus neun Aufbringwinkel α&sub1; bis α&sub9; für neun Schichten von Fasern L&sub1; bis L&sub9; vorsehen.
  • Der Aufbringwinkel α&sub8; der Schicht L&sub8; ist beispielsweise 90º - α und der Aufbringwinkel α&sub9; liegt zwischen 90º und 90º - α.
  • Im Fall eines Behälters mit halbkugelförmigen Enden kann man eine Verteilung von Fasern Ln in Fächerform mit Ablagewinkel vorsehen, die zwischen 90º und α gestuft sind, wobei ein Aufbringen von Fasern in geodätischer Weise auf diesen Enden ermöglicht wird.
  • Die Anzahl von Ablagewinkeln von Längsfasern Ln kann in großem Maße ebenso wie die Anzahl von Faserschichten, die im gleichen Winkel aufgebracht werden, als auch die Anzahl und die Stufung von Faserschichten, die in verschiedenen möglichen Winkeln aufgebracht werden (L, Ln, C) gemäß der Morphologie, den Abmessungen, der Art des Behälters, der Art des Materials, das den Mantel bildet (beispielsweise Metall oder thermoplastisches oder elastomeres Material), die Art der Fasern (beispielsweise Glas-Kohlenstoff-Kevlarfasern) oder des Bindemittels der Matrix (thermo- oder duroplastisches Material) variieren.
  • Gemäß dem Ablagewinkel (αn) werden die Längsfasern (Ln) gemäß der Erfindung entweder durch planares Wickeln (Fig. 1a) oder durch schraubenförmiges Wickeln (Fig. 1b) aufgebracht.
  • Es ist zu bemerken, daß die Ausführung der Erfindung nicht notwendigerweise eine Überdimensionierung der Behälterwandung erfordert, d.h. die Hinzufügung von zusätzlichen Schichten von Längsfasern. In der Tat nimmt man vorzugsweise die gleiche Anzahl von Schichten von Längsfasern für einen Flaschentyp wie bei der konventionellen Herstellungsart, jedoch wird die Anzahl der Schichten auf verschiedene Schichten mit verschiedenen Winkeln (α, α&sub1;, α&sub2;, α&sub3;, usw. ...) verteilt.
  • Auf diese Weise wird die Gesamtmasse und die Wandstärke einer Flasche gemäß der Erfindung identisch zu denjenigen einer gleichen Flasche, die nach dem Stand der Technik realisiert ist.
  • Die Erfindung ist auf alle Behälter, insbesondere vom Flaschentyp, mit einem nach außen gewölbten Boden oder Endstücken anwendbar, ob diese nun halbkugelförmig, halbelliptisch oder oval gemäß einer Cassini'schen Kurve sind.
  • Auf diesen gewölbten Endbereichen findet die Aufbringung, soweit möglich, in geodätischer Weise durch das ganze Verfahren statt.
  • Die Form dieser Endstücke kann als Funktion der Anzahl und der Winkel der Ablage von verschiedenen Längsfasern eingerichtet, optimiert sein.

Claims (6)

1. Lagerbehälter für Druckfluide eines Typs umfassend einen rotationssymmetrisch zu einer Längsachse (5) ausgebildeten Innenmantel, der einen mittleren zylindrischen Abschnitt oder Ring (2) und zwei Endabschnitte (3) aufweist, wobei wenigstens einer der besagten Endabschnitte nach außen gewölbt ist, eine besagten Mantel umgebende Umschnürung aus widerstandsfähigen Fasern, umhüllt von einem thermo- oder duro- plastischen Bindemittel, die in bezug auf den Ring (2) wenigstens eine Schicht aus in Umfangsrichtung angeordneten Fasern, als Umfangsfasern (C) bezeichnet, und wenigstens eine Schicht aus Fasern, als Längsfasern (L) bezeichnet, aufweist, die in planarer Weise unter einem möglichst kleinen Wickelwinkel derart angeordnet sind, daß an besagtem gewölbtem Endabschnitt (3) eine zu besagter Längsachse zentrierte Kalotte (4) frei bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß besagter Ring (2) zudem wenigstens eine Schicht aus Fasern (Ln) umfaßt, die planar oder schraubenförmig mit einem Wickelwinkel (αn) zwischen demjenigen (α) der Längsfasern und 90º angeordnet sind.
2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Schicht aus planar oder schraubenförmig angeordneten Fasern (Ln) einen Wickelwinkel (αn) gleich 90º - demjenigen (α) besagter Längsfasern aufweist.
3. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er mehrere Schichten von Fasern (L&sub1;, L&sub2;, L&sub3;, ...) umfaßt, die eben oder schraubenförmig mit unterschiedlichen Wickelwinkeln (α&sub1;,α&sub2;, α&sub3;, ...) angeordnet sind.
4. Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß besagte unterschiedliche Wickelwinkel (α&sub1;, α&sub2;, α&sub3;, ...) zwischen 90º und dem Wickelwinkel (α) besagter Längsfasern (L) abgestuft sind.
5. Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß von den besagten unterschiedlichen Wickelwinkeln (α&sub1;, α&sub2;, α&sub3;, ...) die einen einen Winkel gleich 90º - Wickelwinkel (α) besagter Längsfasern (L) und die anderen auf beiden Seiten dieses Wertes verteilt sind.
6. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er mehrere Schichten von umfänglichen Fasern (C), mehrere Schichten von Längsfasern (L) und mehrere Schichten von Fasern (Ln) mit (einem) Wickelwinkel(n) zwischen 90º und dem Wickelwinkel (α) von Längsfasern (L) entsprechend einer stufenweisen Anordnung gemäß irgendeiner Modifikation aufweist.
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NO (1) NO178646C (de)
NZ (1) NZ248216A (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19517149B4 (de) * 1994-05-20 2008-04-24 Institut Français du Pétrole, Rueil-Malmaison Leichtbaustruktur aus PA-12-Carbon zur Speicherung von Fluiden unter Druck
DE102010005986B4 (de) * 2009-07-29 2017-10-19 East 4D- Carbon Technology Gmbh Verfahren zur Herstellung von kegel- und kegelstumpfförmigen Hohlkörpern und demgemäße Erzeugnisse

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2083371C1 (ru) * 1994-04-28 1997-07-10 Акционерное общество "Центр перспективных разработок" Акционерного общества "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения Несущая труба-оболочка из композиционных материалов, способ и оправка для ее изготовления
US5822838A (en) 1996-02-01 1998-10-20 Lockheed Martin Corporation High performance, thin metal lined, composite overwrapped pressure vessel
US6190598B1 (en) 1998-09-11 2001-02-20 Essef Corporation Method for making thermoplastic composite pressure vessels
US6565793B1 (en) * 1998-09-11 2003-05-20 Essef Corporation Method for fabricating composite pressure vessels
US6171423B1 (en) 1998-09-11 2001-01-09 Essef Corporation Method for fabricating composite pressure vessels
US6485668B1 (en) 1998-12-30 2002-11-26 Essef Corporation Method for fabricating composite pressure vessels and products fabricated by the method
FR2796010B1 (fr) 1999-07-06 2001-09-14 Renault Reservoir en materiau composite destine au stockage de carburant liquefie sous pression
US7156094B2 (en) * 1999-12-01 2007-01-02 Failsafe Air Vest Corporation Breathing apparatus and pressure vessels therefor
WO2002081029A2 (en) * 2001-04-06 2002-10-17 Nicholas Chornyj Breathing apparatus and pressure vessels therefor
CA2464664C (en) * 2001-10-12 2012-02-07 Polymer & Steel Technologies Holding Company, L.L.C. Composite pressure vessel assembly and method
US8087536B2 (en) * 2002-08-08 2012-01-03 Technische Universiteit Delft Pressurizable structures comprising different surface sections
US20110168726A1 (en) * 2004-04-23 2011-07-14 Amtrol Licensing Inc. Hybrid pressure vessels for high pressure applications
BRPI0510010B1 (pt) * 2004-04-23 2018-07-31 Amtrol Licensing Inc. Vaso de pressão com camisa de proteção
US7699188B2 (en) * 2004-04-23 2010-04-20 Amtrol Licensing Inc. Hybrid pressure vessel with separable jacket
WO2009058060A1 (en) * 2007-10-31 2009-05-07 Gastank Sweden Ab Vessel for a compressed gas and method for producing the vessel
FR2928439B1 (fr) * 2008-03-10 2011-01-07 Air Liquide Reservoir de gaz sous pression et procede de fabrication d'un tel reservoir
JP5182596B2 (ja) * 2009-04-10 2013-04-17 トヨタ自動車株式会社 タンクおよびその製造方法
DE102011080507A1 (de) 2011-08-05 2013-02-07 Sgl Carbon Se Bauteil aus einem Faserverbundwerkstoff
FR3021726B1 (fr) * 2014-05-28 2016-07-01 Eads Composites Aquitaine Reservoir destine au stockage de milieux liquides ou gazeux sous pression et son procede de fabrication
CN104632856B (zh) * 2014-12-09 2017-04-05 新兴能源装备股份有限公司 一种缠绕气瓶转轴挂钩装置
CN104913185B (zh) * 2015-06-19 2017-03-15 沈阳中复科金压力容器有限公司 玄武岩纤维及碳纤维混杂复合材料压缩天然气气瓶及制备
RU2769416C1 (ru) 2018-10-24 2022-03-31 Эмтрол Лайсенсинг, Инк. Гибридный баллон высокого давления с пластиковой гильзой
USD931979S1 (en) 2019-10-23 2021-09-28 Amtrol Licensing, Inc. Cylinder

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3047191A (en) * 1957-11-26 1962-07-31 Hercules Powder Co Ltd Filament wound vessels and methods for forming same
US3303079A (en) * 1963-08-23 1967-02-07 Richard P Carter Method of manufacture of rocket chambers having an integral insulator or liner
GB1130637A (en) * 1966-04-01 1968-10-16 Metal Containers Ltd Filament wound vessel
US3655085A (en) * 1968-04-12 1972-04-11 Arde Inc Filament wound spherical pressure vessel
US3969812A (en) * 1974-04-19 1976-07-20 Martin Marietta Corporation Method of manufacturing an overwrapped pressure vessel
JPS5936146B2 (ja) * 1978-02-23 1984-09-01 川重防災工業株式会社 圧力容器
FR2575966B1 (fr) * 1985-01-15 1987-12-18 Commissariat Energie Atomique Procede de bobinage d'un recipient
SE463834B (sv) * 1988-03-15 1991-01-28 Asea Plast Ab Tryckkaerl

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19517149B4 (de) * 1994-05-20 2008-04-24 Institut Français du Pétrole, Rueil-Malmaison Leichtbaustruktur aus PA-12-Carbon zur Speicherung von Fluiden unter Druck
DE102010005986B4 (de) * 2009-07-29 2017-10-19 East 4D- Carbon Technology Gmbh Verfahren zur Herstellung von kegel- und kegelstumpfförmigen Hohlkörpern und demgemäße Erzeugnisse

Also Published As

Publication number Publication date
NO932648L (no) 1994-01-24
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NO178646B (no) 1996-01-22
CA2100981C (fr) 2003-09-23
NO178646C (no) 1996-05-02
EP0580535B1 (de) 1997-05-28
NO932648D0 (no) 1993-07-22

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