DE9208387U1 - Energy-saving roof for zero primary energy houses - Google Patents
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Description
Energiespardach für NullprimärenergiehäuserEnergy-saving roof for zero primary energy houses
Die Erfindung bezieht sich auf ein Energiespardach für NuIlprimarenergiehauser.The invention relates to an energy-saving roof for zero-primary energy houses.
"Niedrigenergiehäuser" lassen sich als Wohnbauten definieren, die jährlich zwischen 5 und 10 Liter Heizöl je raJ Wohnfläche zur Raumheizung brauchen."Low-energy houses" can be defined as residential buildings that require between 5 and 10 litres of heating oil per year of living space for space heating.
Aber wenn man die auf Umweltkonferenzen gesetzten Ziele, wie drastische Verringerung von CO2 Emissionen, erreichen will, sind weitere Maßnahmen notwendig, bis das Endziel erreicht ist; Schaffung eines "Nullpriraärenergiehausee", bei welchem man auf Priraärenergieträger vollkommen verzichten kann und dazu noch ein Überschuß an Elektroenergie zum Aufladen von zu Haushalten gehörenden Elektro-Autos zur Verfugung steht.But if we want to achieve the goals set at environmental conferences, such as drastically reducing CO2 emissions, further measures are necessary to reach the final goal: creating a "zero primary energy house" in which we can completely do without primary energy sources and still have a surplus of electrical energy available to charge electric cars belonging to households.
Zum gegenwärtigen Stand der Technik gehören Wärmedämmungen, Solar- und Windanlagen, mit welchen es möglich ist, Nullprimärenergiehäuser schon heute zu bauen. Aber solche Häuser sind wesentlich teurer als konventionelle, wodurch mit einer starken Verbreitung, durch welche erst maßgebende Verminderung von CO2 und anderen Schadstoffen ermöglicht wäre, nicht zu rechnen ist. Deswegen reduzieren sich ganze Aktivitäten in die Richtung, ein preisgünstiges Nullprimärenergiehaus-Konzept zu erstel-The current state of the art includes thermal insulation, solar and wind power systems, which make it possible to build zero primary energy houses today. However, such houses are much more expensive than conventional ones, so that a widespread use, which would enable a significant reduction in CO 2 and other pollutants, is not to be expected. For this reason, entire activities are being reduced in the direction of creating an inexpensive zero primary energy house concept.
Bei Kostenanalysen kommt man zwangsläufig zu der Feststellung, daß neuen Anforderungen und Bewertungskriterien angepaßtes Hausdach maßgebend Kosten eines NuIlprimärengiehauses senken könnte. Wärmedämmung des konventionellen Dachs, wie auch Ausbau des Dachbodens ist arbeite- und kostenaufwendig, ohne daß dadurch eine heutigen Maßstäben gerechte Dachkonstruktion entsteht.When analyzing costs, one inevitably comes to the conclusion that a roof adapted to new requirements and evaluation criteria could significantly reduce the costs of a zero-primary energy house. Thermal insulation of the conventional roof, as well as the conversion of the attic, is laborious and expensive, without resulting in a roof construction that meets today's standards.
Alte Häuser hatten ursprünglich keine ausgebauten Dachböden. Der große Luftraum wirkte als Klimapuffer für die darunterliegenden Wohnräume und schützte durch seine permanente Belüftung die Holzkonstruktion des Dachstuhls vor Fäulnis. Bei diesen Dächern konnte man alle Pfannen von innen kontrollieren, und gab es mal eine Undichtigkeit, so wurde dies sofort sichtbar. Heute sind die Dächer bis unter die Sparren ausgebaut und die Hohlräume der Konstruktion mit Wärmedämmung gefüllt. Dringt Regenwasser ein, so kann dies lange unbemerkt bleiben, die Wärmedämmung durchfeuchten und die Holzbalken faulen lassen. Dazu kommen noch weitere Nachteile, bedingt durch neue Anforderungen.Old houses originally had no converted attics. The large air space acted as a climate buffer for the living spaces below and, thanks to its permanent ventilation, protected the wooden construction of the roof truss from rotting. With these roofs, all the tiles could be checked from the inside and if there was a leak, it was immediately visible. Today, the roofs are converted to the rafters and the hollow spaces in the construction are filled with thermal insulation. If rainwater penetrates, this can go unnoticed for a long time, soaking the thermal insulation and causing the wooden beams to rot. There are also other disadvantages due to new requirements.
Weil die Dachpfannen des konventionellen Dachs mit der Dachkonstruktionen nicht fest verbunden sind, ist eine Befestigung von Sonnenkollektoren und Solarmodulen aufwendig und umständlich. Gleiches gilt auch für das Anbringen von Windanlagen, wenn man bedenkt, daß schonBecause the roof tiles of the conventional roof are not firmly connected to the roof structure, attaching solar panels and solar modules is complex and laborious. The same applies to the installation of wind turbines, considering that
das Anbringen eines Seilspanners große technische Probleme bereitet.Installing a rope tensioner poses major technical problems.
Herkömmliches Dach ist ein klassisches Beispiel dafür, wie die Bauwirtschaft eindeutig hinter der produzierenden Industrie herhinkt, wenn es darum geht, Arbeitsprozesse zu automatisieren. Aue konventionellen Materialien gebautes Dach kann beispielsweise nicht in Form eines Paneels in einem Produktionsunternehmen mit Hilfe hochautomatisierter Produktionsanlagen gebaut, zur Baustelle transportiert und dort in kurzer Zeit aufgebaut werden. Materialbedingt werden Dächer heute fast auf die gleiche Weise wie vor hundert Jahren gebaut.Conventional roofing is a classic example of how the construction industry clearly lags behind the manufacturing industry when it comes to automating work processes. For example, a roof made of conventional materials cannot be built in the form of a panel in a manufacturing company using highly automated production facilities, transported to the construction site and erected there in a short time. In terms of materials, roofs are built today in almost the same way as they were a hundred years ago.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dach so auszubilden, bei welchem erwähnte Mangel nicht vorhanden sind.The invention is based on the object of designing a roof in which the defects mentioned are not present.
Erfindungsgemäßes Dach ist aus Halbprodukten wie Blechen, Vierkantrohren und Flaohraaterial aus Aluminium ausgebildet. Neben eigentlicher Funktion dienen Dachträger aus Vierkantrohren gleichzeitig auch als Sonnenkollektoren und Halter für Holzpaneele als Innenverschalung. Auf dem Aluminiumdach ist es möglich, zusätzlich jede Art von Solarraodulen, Windanlagen und Seilspannern durch verschweißen, vernieten oder versahrauben zu befestigen. Aluminium-Paneele, einschließlich Fenster, Regenrinnen, Rahmen für Solarmodule und Ösen für Seilspanner, lassen sich rationell in einem Produk-The roof according to the invention is made of semi-finished products such as sheet metal, square tubes and aluminum flat material. In addition to their actual function, roof supports made of square tubes also serve as solar collectors and holders for wooden panels as internal cladding. On the aluminum roof, it is also possible to attach any type of solar modules, wind turbines and cable tensioners by welding, riveting or screwing. Aluminum panels, including windows, gutters, frames for solar modules and eyelets for cable tensioners, can be efficiently manufactured in one product.
tionsbetrieb anfertigen, zur Baustelle transportieren und mit Hilfe eines für diese Zwecke konzipierten Kranes in kurzer Zeit auf vorbereitete Decke aufstellen und wasserdicht verschweißen.struction company, transport to the construction site and, with the help of a crane designed for this purpose, erect it on the prepared ceiling in a short time and weld it watertight.
Aluminium ist im blanken Zustand gegenüber Witterungseinflüssen beständig, wartungsfrei und 100% wiederverwertbar; alles wertvolle Vorzüge, welche konventionelle Dächer nicht haben.When bare, aluminum is resistant to weathering, maintenance-free and 100% recyclable; all valuable advantages that conventional roofs do not have.
Energiespardach gemäß Erfindung erarbeitet schon nach kurzer Zeit die Energie, die notwendig war, um es herzustellen. Die energetische Amortisationszeit liegt bei höchstens 20% der zu erwartenden Lebensdauer.According to the invention, the energy-saving roof generates the energy needed to produce it after a short time. The energy payback period is at most 20% of the expected service life.
Gleiches gilt auch für Holzpaneele, welche zusammen mit Wärmedämmschicht produziert und durch "verriegeln" mit schon aufgestellten Alurainiuradach-Paneelen verbunden werden.The same applies to wooden panels, which are produced together with a thermal insulation layer and connected by "locking" to already installed aluminum roof panels.
Auf beschriebene Weise ist es möglich, komplette Häuser, ausgestattet mit Solaranlagen für Wärme- und Stromversorgung und Windanlagen für zusätzliche Energieversorgung hauptsächlich in den Wintermonaten, verhältnismäßig preiswert zu bauen.In the manner described, it is possible to build complete houses, equipped with solar systems for heat and electricity supply and wind turbines for additional energy supply mainly in the winter months, relatively inexpensively.
Da ein Hausdach gemäß Erfindung genug groß und fest ist, um leistungsfähige Solar- und Windanlagen unterbringen zu können, mit welchen es nicht nur möglichSince a house roof according to the invention is large and solid enough to accommodate powerful solar and wind systems, which not only make it possible
ist, darunter befindliche Haushalte zur versorgen, entsteht auch ein Energieüberschuß, mit welchem man Elektro-Autos aufladen kann und dadurch diese Fahrzeuge zu wiklich umweltfreundlichen Fahrzeugen macht, welche weder direkt, noch indirekt die Umwelt, wie es bei der jetzigen Stromversorgung der Fall ist, belasten. Erfindungsgemäßes Dach kann auch als Entsalzungsanlage dienen und dadurch in südlichen Regionen zur Waeser- und Nahrungsversorgung beitragen.is to supply the households below, an energy surplus is also created with which electric cars can be charged, thereby making these vehicles truly environmentally friendly, which neither directly nor indirectly pollute the environment, as is the case with the current power supply. The roof according to the invention can also serve as a desalination plant and thus contribute to the water and food supply in southern regions.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind anhand von Ausführungbeispielen der Erfindung in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer Vorteile näher erläutert. Es zeigenAdvantageous embodiments of the invention are shown in the drawings using exemplary embodiments of the invention and are explained in more detail in the following description with indication of further advantages. They show
Fig. 1 mit Energiespardach ausgestattetes Nullprimärenergiehaus gemäß Erfindung.Fig. 1 Zero primary energy house equipped with energy-saving roof according to the invention.
Fig. 2 Speicher- und Heizungssystem des Nullprimärenergiehauses .Fig. 2 Storage and heating system of the zero primary energy house.
Fig. 3 Rationelle Raumaufteilung des Nullprimärenergiehauses .Fig. 3 Rational room layout of the zero primary energy house.
Fig. 4 Träger des Energiespardachs gemäß Erfindung, im Querschnitt.Fig. 4 Support of the energy saving roof according to the invention, in cross section.
Fig. 7 Aluminium-Paneel des Energiespardachs, im Schnitt.Fig. 7 Aluminium panel of the energy saving roof, in section.
Fig. 6.Fig.6.
Fig. 9 Holzpaneel mit Wärmedämmschicht, im Schnitt.Fig. 9 Wooden panel with thermal insulation layer, in section.
Fig. 10 Befestigungssystem von Holzpaneelen bei Wand aus Bausteinen.Fig. 10 Fastening system of wooden panels on a wall made of building blocks.
Fig. 11 Schnitt durch einen Wohnraum mit Innendämmung gemäß Erfindung.Fig. 11 Section through a living space with internal insulation according to the invention.
Fig. 12 Lastwagen mit Spezial-Kran zum Transport und Aufbau von Paneelen und Wänden.Fig. 12 Truck with special crane for transporting and assembling panels and walls.
Fig. 13 Aufbau von Dachpaneelen mit Hilfe des Spezial-Kranes. Fig. 13 Installation of roof panels using the special crane.
Fig. 14 Verschweißen von Aluminiumdach-Paneelen mit Hilfe des Spezial-Kranes.Fig. 14 Welding of aluminum roof panels using the special crane.
Fig. 15 Intensivität von Wind und Sonnenstrahlung, abhängig von der Jahreszeit.Fig. 15 Intensity of wind and solar radiation depending on the season.
Fig. 16 Nullprimärenergiehaus mit Energiespardach gemäß Erfindung, ausgestattet mit integrierten Sonnenkollektoren, mit Solarmodulen und Windanlage.Fig. 16 Zero primary energy house with energy-saving roof according to the invention, equipped with integrated solar collectors, with solar modules and wind turbine.
Fig. 17 Windanlage mit Untersetzungsgetriebe und Aluminiumgehäuse.Fig. 17 Wind turbine with reduction gear and aluminum housing.
Fig. 18 Ein Wohnhochhaus, ausgestattet mit Energiespardach gemäß Erfindung.Fig. 18 A residential high-rise building equipped with an energy-saving roof according to the invention.
Fig. 19 Nurdachhaus mit Energiespardach.Fig. 19 Roof-only house with energy-saving roof.
Fig. 20 Energiespardach als Entsalzungsanlage für Meerwasser.Fig. 20 Energy saving roof as a desalination plant for sea water.
Mit 10 ist Energiespardach gemäß Erfindung bezeichnet, welches sich aus Aluminium-Paneelen 11 zusammensetzt, die Wasserdicht miteinander verschweißt sind. Als10 designates the energy-saving roof according to the invention, which is made up of aluminum panels 11, which are welded together in a watertight manner.
Träger dienende Vierkantrohre 12 aus Aluminium sind einerseits mit Dachblech 13 und andererseits mit Flachaluminium 14 verschweißt und dienen zusätzlich als Absorber und als Halter, auf welchen Holzpaneele 19 durch "verriegeln" durch Konsolen 8 befestigt werden. Wegen besserer Wärmeübertragung kann Dachblech 13 mit schwarzem mattem Lack oder speziell für diese Zwecke entwikkeltem Solarlack beschichtet werden. Auf diese Weise aufgewärmtes Wasser gibt Wärmeenergie in Brauchwasserspeicher 15 und Speicher 16, welcher gleichzeitig als Schwimmbecken dienen kann, ab. Für Schwimmzwecke vorhandene Gegenstromanlage 17 erhöht auch die Effektivität der Wärmeübertragung. Mit Elektro, Öl oder Gas kann die Wärmedifferenz ausgeglichen werden. Stärke 21 der Wärmedämmschicht 20 des Holzpaneels 19, welches aus Profilholzbrettern 22, Sparren 25 und Holzleisten 23 gebaut ist, kann von Haus zu Haus oder Wand zu Wand variieren und dadurch jeden Verwendungszweck und Klimaverhältnissen angepaßt werden.Square aluminum tubes 12 serving as supports are welded to roof sheet 13 on the one hand and to flat aluminum 14 on the other hand and also serve as absorbers and as holders to which wooden panels 19 are attached by "locking" them using brackets 8. For better heat transfer, roof sheet 13 can be coated with black matt paint or solar paint specially developed for this purpose. Water heated in this way releases heat energy into domestic water tank 15 and tank 16, which can also serve as a swimming pool. The countercurrent system 17 available for swimming purposes also increases the effectiveness of the heat transfer. The heat difference can be balanced out using electricity, oil or gas. Thickness 21 of the thermal insulation layer 20 of the wooden panel 19, which is made of profiled wooden boards 22, rafters 25 and wooden strips 23, can vary from house to house or wall to wall and can therefore be adapted to any purpose and climatic conditions.
Durch klare und einfache geometrische Formen sind Aluminium-Paneele 11, wie auch Holzpaneele 19 prädestiniert für automatisierte Produktion mit Hilfe von Handhabungsautomaten. Gleiches Befestigungssystem, durch "verriegeln", läßt sich auch bei Wänden 28 aus Bausteinen verwenden. Mit Hilfe von Schrauben 29 und entsprechenden Dübeln 30 werden in Z-Form gebogene Bleche 31 befestigt, in welche Holzpaneele 19 "eingeriegelt" werden. Auf die gleiche Weise können auchDue to their clear and simple geometric shapes, aluminum panels 11 and wooden panels 19 are ideal for automated production using automatic handling machines. The same fastening system, by "locking", can also be used for walls 28 made of building blocks. Using screws 29 and corresponding dowels 30, Z-shaped bent sheets 31 are fastened, into which wooden panels 19 are "locked". In the same way,
Decken verschalt werden.Ceilings are boarded up.
Bei Innendämmung gemäß Erfindung entstehen keine Wärmebrücken, Räume sind schneller aufheizbar und Wandtemperatur ist höher, wodurch Lufttemperatur schon von nur 18°C als behaglich empfunden wird. Bei Außendämmung müßte für gleiche Behaglichkeit die Temperatur 22-24°C betragen.With interior insulation according to the invention, no thermal bridges are created, rooms can be heated up more quickly and wall temperatures are higher, meaning that air temperatures of just 18°C are perceived as comfortable. With exterior insulation the temperature would have to be 22-24°C to achieve the same level of comfort.
Für Innendämraung eignet sich optimal Niedrigtemperatur-Strahlungsheizung. Als Heizkörper 32 dienen Strukturbleche aus Aluminium, an welchen auf der Rückseite Aluminiumrohre 7 aufgeschweißt sind, durch welche warmes Wasser fließt. Strukturbleche werten den ganzen Wohnraum auf, weil sie neben guten physikalischen Eigenschaften eine hohe künstlerische Aussagekraft haben. Heizkörper 32 können zusammen mit Holzpaneelen 19 eingebaut werden. Durch Heizkörper kann auch kaltes Wasser fließen oder unter null Grad abgekühltes Kühlmedium, wodurch eine Klimaanlage, aber ohne Zugluft und die anderen bekannten Nachteile von herkömmlichen Klimaanlagen, entsteht.Low-temperature radiant heating is ideal for interior insulation. The radiators 32 are made of structural aluminum sheets, to which aluminum tubes 7 are welded on the back, through which warm water flows. Structural sheets enhance the entire living space because, in addition to their good physical properties, they also have a high artistic appeal. Radiators 32 can be installed together with wooden panels 19. Cold water or cooling medium cooled to below zero degrees can also flow through the radiators, creating an air conditioning system, but without drafts and the other known disadvantages of conventional air conditioning systems.
In Produktionsstätten werden rationell hergestellte Aluminim-Paneele 11, Holzpaneele 12, Zwischenwände 33 und Frontwände 34 mit Hilfe des Sattelschleppers 35 zur Baustelle transportiert und auf vorbereitete Decke 36 des Unterbaus montiert. Mit Hilfe des auf der Zugmaschine 37 des Sattelschleppers 35 aufgebauten Auto-In production facilities, efficiently manufactured aluminum panels 11, wood panels 12, partition walls 33 and front walls 34 are transported to the construction site using the semi-trailer 35 and mounted on the prepared ceiling 36 of the substructure. Using the car mounted on the tractor unit 37 of the semi-trailer 35,
Krans 38 werden zunächst Aluminium-Paneele 11 aufgestellt und dann mit Hilfe des Schweißgerätes 39 miteinander verschweißt. Danach wird Boden 40 befestigt und Holzpaneele 19, Zwischenwände 33 und Frontwände 34, ebenfalls mit Hilfe des Auto-Krans 38, eingebaut.First, aluminum panels 11 are erected using the crane 38 and then welded together using the welding device 39. Then the floor 40 is attached and wooden panels 19, partition walls 33 and front walls 34 are installed, also using the truck crane 38.
Windanlage 44, zusammengesetzt aus dem Savonius-Rotor 46 und dem Darrieus-Rotor 47, arbeitet unabhängig von der Windrichtung, hat ein gutes Anlaufverhalten und läßt sich vor allem preiswert bauen. Notwendiges Übersetzungsgetriebe 48 samt Drehlager 49 ist im Aluminiumgehäuse 50 angeordnet, welches mit Dachpaneel fest verschweißt ist. Getriebe 48 setzt sich aus Zahnriemenübersetzung 6 und E-Generator 51 zusammen. Zahnriemenübersetzungen sind wartungsfrei. Falls Anpassung an &Egr;-Generator verlangt wird, kann noch weitere Zahnriemenübersetzung 52 erfolgen. Seilspanner 53 lassen sich auf Energiespardach gemäß Erfindung auf äußerst einfache Weise befestigen. Ebenso läßt sich auch jede andere Art von Windanlagen auf gleiche einfache Weise anbringen .Wind turbine 44, composed of the Savonius rotor 46 and the Darrieus rotor 47, works independently of the wind direction, has good starting characteristics and, above all, is inexpensive to build. The necessary transmission gear 48 including the pivot bearing 49 is arranged in the aluminum housing 50, which is welded to the roof panel. Gear 48 consists of a toothed belt transmission 6 and an electric generator 51. Toothed belt transmissions are maintenance-free. If adaptation to an Egr; generator is required, an additional toothed belt transmission 52 can be provided. Rope tensioners 53 can be attached to the energy-saving roof in an extremely simple manner according to the invention. Any other type of wind turbine can also be attached in the same simple manner.
Beim heutigen Wohnungsnotstand lassen sich mit Energiedachsystem gemäß Erfindung neben Schaffung von preiswerten Neubauten auch vorhandene Flachdach-Bungalows und Flachdach-Hochhäuser ausstatten und dadurch neue Wohnräume schaffen und ganzes Haus mit regenerativer Energie versorgen.Given the current housing shortage, the energy roof system according to the invention can be used not only to create inexpensive new buildings, but also to equip existing flat-roof bungalows and flat-roof high-rise buildings, thereby creating new living spaces and supplying the entire house with renewable energy.
Mit aus Energiespardach gebildetem Nurchdachhaus können preiswerte Wohneinheiten geschaffen werden, aber ohne "Container-Image".With a roof house made of energy-saving roofs, inexpensive housing units can be created, but without the "container image".
Mit Energiespardach gemäß Erfindung läßt sich Meerwasser auf einfache Weise entsalzen. Meerwasser wird in den Behälter 54 durch Wasserpumpe 61 gepumpt, bis optimaler Wasserstand erreicht ist. Vierkantrohre 12 sind durch Leitung 55 mit Behälter 54 verbunden. Das stark erhitzte Meerwasser verdampft und dieser Dampf wird durch Rohrschlange 56 durchgeführt, welche im Behälter 54 angeordnet ist, und dadurch gewonnenes Kondensat fließt in den Süßwasser-Behälter 57. Wenn der Süßwasserstand Leitung 60 erreicht, dann fließt der Überschuß in Sammeltank 58, wie auch Regenwasser aus Regenrinne 59.With the energy-saving roof according to the invention, sea water can be desalinated in a simple manner. Sea water is pumped into the tank 54 by water pump 61 until the optimum water level is reached. Square pipes 12 are connected to the tank 54 by line 55. The highly heated sea water evaporates and this steam is passed through the pipe coil 56, which is arranged in the tank 54, and the condensate obtained thereby flows into the fresh water tank 57. When the fresh water level reaches line 60, the excess flows into the collection tank 58, as does rainwater from the gutter 59.
Claims (1)
W-5457 Straßenhaus/EllingenOberstrasse 2
W-5457 Strassenhaus/Ellingen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE9208387U DE9208387U1 (en) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | Energy-saving roof for zero primary energy houses |
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DE9208387U1 true DE9208387U1 (en) | 1992-09-10 |
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ID=6880834
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DE9208387U Expired - Lifetime DE9208387U1 (en) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | Energy-saving roof for zero primary energy houses |
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DE (1) | DE9208387U1 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO1998050737A1 (en) | 1997-05-03 | 1998-11-12 | D.D.C. Planungs-, Entwicklungs- Und Management Ag | Structural element for cladding roof or wall surfaces of a building and process for producing a structural element |
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-
1992
- 1992-06-24 DE DE9208387U patent/DE9208387U1/en not_active Expired - Lifetime
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