EP0378749A1 - Apparatus for fastening the liner of a hollow charge or a charge making a projectile - Google Patents

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EP0378749A1
EP0378749A1 EP19890114955 EP89114955A EP0378749A1 EP 0378749 A1 EP0378749 A1 EP 0378749A1 EP 19890114955 EP19890114955 EP 19890114955 EP 89114955 A EP89114955 A EP 89114955A EP 0378749 A1 EP0378749 A1 EP 0378749A1
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insert
intermediate ring
casing
projectile
ring
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Torsten Dr. Niemeyer
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Rheinmetall Industrie AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B1/00—Explosive charges characterised by form or shape but not dependent on shape of container
    • F42B1/02—Shaped or hollow charges

Definitions

  • the invention relates to a device for fastening the insert of shaped charges or projectile-forming charges, as defined in the preamble of claim 1.
  • the insert material of the shaped charges or projectile-forming charges (HL or PL charges) consists of a different material than the warhead shell.
  • the casing and insert made of different materials are exposed to a thermal load when working with hot explosives or environmental influences, the different thermal expansion coefficients of the insert ⁇ E and the projectile casing ⁇ H lead to deformation of the insert or the projectile casing.
  • the insert can assume an irreversible and asymmetrical position with respect to the envelope body, so that unsymmetrical projectiles with non-reproducible flight behavior arise after the explosion deformation. Such behavior will occur especially when ⁇ E ⁇ H.
  • DE 34 41 693 Cl discloses a device for compensating for different thermal expansions between explosives and warhead casings.
  • at least two rings are arranged between the base of the insert and a casing-fixed component, the rings being in contact with one another via a conical inner or outer surface.
  • the ring with the conical outer surface consists of a material that has a lower coefficient of thermal expansion than the material of the ring with the conical inner surface.
  • the cone angle of the inner or The outer surface is coordinated so that the required length compensation takes place. This patent does not disclose compensation for the different coefficients of thermal expansion between the casing and the insert.
  • the present invention is therefore an object of the invention to develop a device for fastening HL or PLE inserts which, even in the event that the coefficient of thermal expansion of the insert ⁇ E is smaller than the coefficient of thermal expansion of the projectile casing ⁇ H, is a consistently symmetrical and solid Ensure that the insert fits into the cover body.
  • Fig. 1 10 of the warhead, 11 its shell, 12 a cover plate and 13 a PL insert.
  • the explosive device 15 of the warhead 10 is detonated in a known manner via a transmission and amplifier charge 14.
  • the PL insert 13 is fastened to the cover 11 in the exemplary embodiment shown via an L-shaped intermediate ring 16.
  • FIGS. 2 and 3 The section of the fastening device of the insert marked with 17 is shown enlarged in FIGS. 2 and 3.
  • the L-shaped intermediate ring is connected to the insert 13 via a positive or non-positive connection zone 18.
  • the intermediate ring 16 is fastened to the casing 11 with the aid of releasable or non-releasable connecting means (for example shrinking on, pressing or also by means of welded and soldered connections, but also by means of screw and pin connections).
  • the intermediate ring 16 (FIG. 2) has a pressure surface 19 with which it presses on the outside of the casing 11. 2 and 3 differ only in that the intermediate ring 16 '(Fig. 3) compared to the intermediate ring 16 (Fig. 2) in addition to the pressure surface 19 also has a sliding surface 21 at the front end of the shell 11.
  • the coefficient of thermal expansion of the envelope ⁇ H should be greater than the coefficient of thermal expansion of the intermediate ring 16, 16 '.
  • the shell can be made of steel and the ring of tantalum.
  • the coefficient of thermal expansion of the insert ⁇ E should be greater than or equal to the coefficient of expansion of the ring ⁇ R.
  • the insert and ring can therefore be made of tantalum or the insert made of tantalum and the ring made of Invar.
  • FIG. 5 to 7 show the embodiment of a warhead with shaped charge insert and fastening device.
  • a projectile-forming insert can also be used instead of a shaped charge insert.
  • the warhead was designated 30, its shell 31, the insert 32 and the attachment device for the insert 33.
  • a U-shaped intermediate ring was used instead of an L-shaped one.
  • FIG. 5 and 6 show examples of the arrangement of the sheath, U-shaped intermediate ring and insert.
  • a pin 35 of the sheath 31 is covered by the intermediate ring 33 and 33 ', respectively.
  • With 36 the positive or non-positive zone of the intermediate ring with the insert and with 37 the pressure surface and 38 with the sliding surface was designated.
  • connection ring insert is ensured in that the ring 33, 33 'is attached to the shell 31 under tension.

Abstract

Bei Geschossen mit Hohlladungen oder projektilbildenden Ladungen (13; 32) treten häufig beim Laborieren mit heißem Sprengstoff aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Einlage αE und der Geschoßhülle αH Verformungen der Einlage (13; 32) bzw. der Geschoßhülle (11; 32) auf, und zwar insbesondere dann, wenn αE<αH ist. Erfindungsgemäß werden diese Nachteile durch einen Zwischenring (16, 16'; 33, 33') gelöst, der um die einlagenseitige Stirnfläche der Hülle (11; 31) herumgeführt ist und eine Druckfläche (19; 37) aufweist, die gegen die Außenseite der Hülle (11; 31) drückt. Dabei gilt die Beziehung αE>αR, wobei αR der Wärmeausdehnungskoeffizient des Zwischenringes (16, 16'; 33, 33') ist.In the case of projectiles with shaped charges or projectile-forming charges (13; 32), deformations of the insert (13; 32) or of the projectile casing (11; 32) often occur when working with hot explosives due to the different thermal expansion coefficients of the insert αE and the projectile shell αH in particular if αE <αH. According to the invention, these disadvantages are solved by an intermediate ring (16, 16 '; 33, 33') which is guided around the insert-side end face of the casing (11; 31) and has a pressure surface (19; 37) which is against the outside of the casing (11; 31) presses. The relationship αE> αR applies, where αR is the coefficient of thermal expansion of the intermediate ring (16, 16 '; 33, 33').

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung der Einlage von Hohlladungen oder projektilbildenden Ladungen, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 defi­niert ist.The invention relates to a device for fastening the insert of shaped charges or projectile-forming charges, as defined in the preamble of claim 1.

Um Gefechtsköpfe mit hoher Durchschlagsleistung zu bauen, ist es häufig erforderlich, daß das Einlagenmaterial der Hohlladungen bzw. projektilbildenden Ladungen (HL- bzw. PL-Ladungen) aus einem anderen Werkstoff besteht als die Gefechtskopfhülle. Werden jedoch Hülle und Einlage aus verschiedenen Werkstoffen einer thermischen Belastung beim Laborieren mit heißem Sprengstoff oder Umweltein­flüssen ausgesetzt, so treten aufgrund der unterschied­lichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Einlage αE und der Geschoßhülle αH Verformungen der Einlage bzw. der Geschoßhülle auf. Dadurch kann die Einlage eine irreversible und zum Hüllenkörper unsymmetrische Lage einnehmen, so daß nach der Explosionsumformung unsymme­trische Projektile mit nicht reproduzierbarem Flugver­halten entstehen. Ein derartiges Verhalten wird vor allem auftreten, wenn αE<αH ist.In order to build warheads with a high penetration rate, it is often necessary that the insert material of the shaped charges or projectile-forming charges (HL or PL charges) consists of a different material than the warhead shell. However, if the casing and insert made of different materials are exposed to a thermal load when working with hot explosives or environmental influences, the different thermal expansion coefficients of the insert α E and the projectile casing α H lead to deformation of the insert or the projectile casing. As a result, the insert can assume an irreversible and asymmetrical position with respect to the envelope body, so that unsymmetrical projectiles with non-reproducible flight behavior arise after the explosion deformation. Such behavior will occur especially when α E <α H.

Aus der DE 34 41 693 Cl ist eine Vorrichtung zur Kompen­sation unterschiedlicher Wärmeausdehnungen zwischen Sprengstoff und Gefechtskopfhülle bekannt. Hierbei werden wenigstens zwei Ringe zwischen der Basis der Einlage und einem hüllenfesten Bauteil angeordnet, wobei die Ringe über eine konische Innen- bzw. Außen­fläche miteinander in Berührung stehen.DE 34 41 693 Cl discloses a device for compensating for different thermal expansions between explosives and warhead casings. In this case, at least two rings are arranged between the base of the insert and a casing-fixed component, the rings being in contact with one another via a conical inner or outer surface.

Der Ring mit der konischen Außenfläche besteht dabei aus einem Material, das einen geringeren Wärmeausdehnungs­koeffizienten aufweist als das Material des Ringes mit der konischen Innenfläche. Die Konuswinkel der Innen­bzw. Außenfläche sind so abgestimmt, daß der erforder­liche Längenausgleich stattfindet. Eine Kompensation der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen Hülle und Einlage offenbart dieses Patent nicht.The ring with the conical outer surface consists of a material that has a lower coefficient of thermal expansion than the material of the ring with the conical inner surface. The cone angle of the inner or The outer surface is coordinated so that the required length compensation takes place. This patent does not disclose compensation for the different coefficients of thermal expansion between the casing and the insert.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­grunde, eine Vorrichtung zur Befestigung von HL- bzw. PL­Einlagen zu entwickeln, die auch für den Fall, daß der Wärmeausdehnungskoeffizient der Einlage αE kleiner als der Wärmeausdehnungskoeffizient der Geschoßhülle αH ist, einen gleichbleibend symmetrischen und festen Sitz der Einlage im Hüllenkörper gewährleistet.The present invention is therefore an object of the invention to develop a device for fastening HL or PLE inserts which, even in the event that the coefficient of thermal expansion of the insert α E is smaller than the coefficient of thermal expansion of the projectile casing α H, is a consistently symmetrical and solid Ensure that the insert fits into the cover body.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of the characterizing part of claim 1.

Die Unteransprüche geben besonders vorteilhafte Ausgestal­tungen der Erfindung wieder.The subclaims represent particularly advantageous embodiments of the invention.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen, welche mit Hilfe von Figuren erläutert werden, beschrieben.Further details and advantages of the invention are described below on the basis of exemplary embodiments which are explained with the aid of figures.

Es zeigen:

  • Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Gefechtskopf mit projektilbildender Einlage, der eine erfin­dungsgemäße Vorrichtung aufweist;
  • Fig. 2 und 3 zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • Fig. 4 eine etwas größere Darstellung der Fig. 2 zur Erläuterung der Wirkungsweise der erfindungsge­mäßen Vorrichtung;
  • Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen Gefechtskopf mit Hohlladungseinlage mit erfindungsgemäßer Vor­richtung; und
  • Fig. 6 und 7 zwei weitere Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung.
Show it:
  • 1 shows a longitudinal section through a warhead with a projectile-forming insert, which has a device according to the invention;
  • Figures 2 and 3 two embodiments of the device according to the invention;
  • 4 shows a somewhat larger representation of FIG. 2 to explain the mode of operation of the device according to the invention;
  • 5 shows a longitudinal section through a warhead with a shaped charge insert with the device according to the invention; and
  • 6 and 7 two further exemplary embodiments for the fastening device according to the invention.

In Fig. 1 sind mit 10 der Gefechtskopf, mit 11 dessen Hülle, mit 12 eine Abdeckplatte und mit 13 eine PL-Ein­lage bezeichnet. Über eine Übertragungs- und Verstärker­ladung 14 wird in bekannter Weise der Sprengkörper 15 des Gefechtskopfes 10 gezündet. Die PL-Einlage 13 ist mit der Hülle 11 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über einen L-förmigen Zwischenring 16 befestigt.In Fig. 1, 10 of the warhead, 11 its shell, 12 a cover plate and 13 a PL insert. The explosive device 15 of the warhead 10 is detonated in a known manner via a transmission and amplifier charge 14. The PL insert 13 is fastened to the cover 11 in the exemplary embodiment shown via an L-shaped intermediate ring 16.

Der mit 17 gekennzeichnete Ausschnitt der Befestigungs­vorrichtung der Einlage ist in den Fig. 2 und 3 vergrößert dargestellt.The section of the fastening device of the insert marked with 17 is shown enlarged in FIGS. 2 and 3.

Wie aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, ist der L-förmige Zwischenring über eine Formschluß- bzw. Kraftschlußzone 18 mit der Einlage 13 verbunden. Die Befestigung des Zwischenringes 16 an der Hülle 11 erfolgt mit Hilfe lös­barer oder nichtlösbarer Verbindungsmittel (z. B. Auf­schrumpfen, Pressen oder auch durch Schweiß- und Löt­verbindungen, aber auch durch Schrauben- und Stiftver­bindungen).As can be seen from FIGS. 2 and 3, the L-shaped intermediate ring is connected to the insert 13 via a positive or non-positive connection zone 18. The intermediate ring 16 is fastened to the casing 11 with the aid of releasable or non-releasable connecting means (for example shrinking on, pressing or also by means of welded and soldered connections, but also by means of screw and pin connections).

Der Zwischenring 16 (Fig. 2) weist eine Druckfläche 19 auf, mit der er auf die Außenseite der Hülle 11 drückt. Im wesentlichen unterscheiden sich die Fig. 2 und 3 nur dadurch, daß der Zwischenring 16′ (Fig. 3) gegenüber dem Zwischenring 16 (Fig. 2) außer der Druckfläche 19 noch eine Gleitfläche 21 am stirnseitigen Ende der Hülle 11 auf­weist.The intermediate ring 16 (FIG. 2) has a pressure surface 19 with which it presses on the outside of the casing 11. 2 and 3 differ only in that the intermediate ring 16 '(Fig. 3) compared to the intermediate ring 16 (Fig. 2) in addition to the pressure surface 19 also has a sliding surface 21 at the front end of the shell 11.

Der Wärmeausdehnungskoeffizient der Hülle αH sollte größer sein als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Zwischenringes 16, 16′. Beispielsweise kann die Hülle aus Stahl und der Ring aus Tantal bestehen. Der Wärmeausdeh­nungskoeffizient der Einlage αE sollte hingegen größer oder gleich dem Ausdehnungskoeffizienten des Ringes αR sein. Es können daher Einlage und Ring aus Tantal oder die Einlage aus Tantal und der Ring aus Invar bestehen.The coefficient of thermal expansion of the envelope α H should be greater than the coefficient of thermal expansion of the intermediate ring 16, 16 '. For example, the shell can be made of steel and the ring of tantalum. In contrast, the coefficient of thermal expansion of the insert α E should be greater than or equal to the coefficient of expansion of the ring α R. The insert and ring can therefore be made of tantalum or the insert made of tantalum and the ring made of Invar.

Im folgenden wird kurz mit Hilfe Fig. 4 auf die Wirkungs­weise der Erfindung eingegangen: Da αH>αR ist, dehnt sich die Hülle bei höheren Temperaturen stärker aus als der Ring. Aufgrund der grö­ßeren radialen Verformung der Hülle entsteht auf der Ebene 19 eine Druckkraft, die den mit 22 bezeichneten Teil des Zwischenringes 16 auf Biegung beansprucht, und es entsteht ein Moment 23 um den Punkt 24. Daraus resultiert eine radiale, auf dem Umfang des Ringes 16 nach innen gerichtete Haltekraft 25, die die Einlage 13 symmetrisch zur Gefechtskopfachse festhält.The mode of operation of the invention is briefly discussed below with the aid of FIG. 4: Since α H > α R , the envelope expands more than the ring at higher temperatures. Due to the greater radial deformation of the sheath, a pressure force arises on the plane 19, which forces the part of the intermediate ring 16 designated by 22 to bend, and a moment 23 arises around the point 24. This results in a radial circumference of the ring 16 inward holding force 25, which holds the insert 13 symmetrically to the warhead axis.

Bei Verwendung eines L-Ringes 16′ mit Gleitebene (Fig. 3) ergibt sich ebenfalls eine Haltekraft 25 aufgrund des Momentes 23 um den Punkt 24. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß eine bessere Montagemöglichkeit (der Ring 16′ kann bis Anschlag Hüllenvorderkante gepreßt werden) und eine höhere Paßgenauigkeit von Einlage-Hülle-­Ring gegeben ist. Außerdem kann sich kein Sprengstoff zwischen Ring und Hüllenvorderkante setzen, was aus Sicherheitsgründen erwünscht ist.When using an L-ring 16 'with sliding plane (Fig. 3) there is also a holding force 25 due to the moment 23 around the point 24. The advantage of this arrangement is that a better mounting option (the ring 16' can stop the front edge of the casing be pressed) and there is a better fit of insert-sleeve-ring. In addition, no explosives can settle between the ring and the front edge of the casing, which is desirable for safety reasons.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen das Ausführungsbeispiel eines Gefechtskopfes mit Hohlladungseinlage und Befestigungs­vorrichtung. Selbstverständlich kann in diesem Fall statt einer Hohlladungseinlage auch wiederum eine projek­tilbildende Einlage verwendet werden. Der Gefechtskopf wurde mit 30, seine Hülle mit 31, die Einlage mit 32 und die Befestigungsvorrichtung der Einlage mit 33 be­zeichnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde statt eines L-förmigen ein U-förmiger Zwischenring benutzt.5 to 7 show the embodiment of a warhead with shaped charge insert and fastening device. In this case, of course, a projectile-forming insert can also be used instead of a shaped charge insert. The warhead was designated 30, its shell 31, the insert 32 and the attachment device for the insert 33. In this embodiment, a U-shaped intermediate ring was used instead of an L-shaped one.

Beispiele für die Anordnung Hülle, U-förmiger Zwischen­ring und Einlage zeigen die Fig. 5 und 6. Dabei wird ein Zapfen 35 der Hülle 31 von dem Zwischenring 33 bzw. 33′ umfaßt. Mit 36 wurde die Formschluß- bzw. Kraftschluß­zone des Zwischenringes mit der Einlage und mit 37 die Druckfläche sowie mit 38 die Gleitfläche bezeichnet.5 and 6 show examples of the arrangement of the sheath, U-shaped intermediate ring and insert. A pin 35 of the sheath 31 is covered by the intermediate ring 33 and 33 ', respectively. With 36 the positive or non-positive zone of the intermediate ring with the insert and with 37 the pressure surface and 38 with the sliding surface was designated.

Bei dem Ring mit U-Form gilt hinsichtlich des Aus­gleiches der unterschiedlichen Wärmeausdehnungen das gleiche Prinzip wie bei dem Ring mit L-Form. Bei Verwendung von Ladungen mit niedrigen Temperaturen ist die Verbindung Ring-Einlage dadurch gewährleistet, daß der Ring 33, 33′ unter Vorspannung an der Hülle 31 angebracht wird.For the ring with a U-shape, the same principle applies to the compensation of the different thermal expansions as for the ring with an L-shape. When using charges with low temperatures, the connection ring insert is ensured in that the ring 33, 33 'is attached to the shell 31 under tension.

BezugszeichenlisteReference symbol list

  • 10 Gefechtskopf10 warhead
  • 11 Hülle11 case
  • 12 Abdeckplatte12 cover plate
  • 13 PL-Einlage13 PL insert
  • 14 Übertragungs- und Verstärkerladungen14 transmission and amplifier charges
  • 15 Sprengkörper15 explosive devices
  • 16, 16′ L-förmiger Zwischenring16, 16 'L-shaped intermediate ring
  • 17 Ausschnit der Befestigungsvorrichtung der Einlage17 Cut out the fastening device of the insert
  • 18 Formschluß-/Kraftschlußzone Zwischenring/Einlage18 Interlocking ring / insert
  • 19 Druckfläche19 printing area
  • 20 Luftspalt20 air gap
  • 21 Gleitfläche21 sliding surface
  • 22 Teil des Zwischenringes 1622 part of the intermediate ring 16
  • 23 Momentenpfeil23 moment arrow
  • 24 Drehpunkt24 pivot point
  • 25 Haltekraft25 holding force
  • 30 Gefechtskopf30 warhead
  • 31 Hülle31 envelope
  • 32 HL-Einlage32 HL insert
  • 33, 33′ U-förmiger Zwischenring33, 33 'U-shaped intermediate ring
  • 34, 34′ Ausschnitt der Befestigungsvorrichtung der Einlage34, 34 'section of the fastening device of the insert
  • 35 Zapfen der Hülle35 pins of the casing
  • 36 Formschluß-/Kraftschlußzone: Zwischenring/Einlage36 Positive / non-positive zone: intermediate ring / insert
  • 37 Druckfläche37 printing area
  • 38 Gleitfläche38 sliding surface

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Befestigung der Einlage von Hohlladungen oder projektilbildenden Ladungen (13; 32) an der Hülle (11; 31) eines Gefechtskopfes (10; 30) wobei die Einlage (13; 32) umfangsseitig an einem Zwischenring (16; 33) angeordnet ist, welcher seinerseits an der Hülle (11; 31) befestigt wird, dadurch gekenn ­zeichnet, daß der Zwischenring (16, 16′; 33, 33′) um die einlagenseitige Stirnfläche der Hülle (11; 31) herumgeführt ist und eine Druckfläche (19; 37) auf­weist, die gegen die Außenseite der Hülle (11; 31) drückt, wobei der Wärmeausdehnungskoeffizient der Einlage αE größer oder gleich dem Wärmeausdehnungskoeffizient des Zwischenringes αR ist.1. Device for fastening the insert of shaped charges or projectile-forming charges (13; 32) to the shell (11; 31) of a warhead (10; 30), the insert (13; 32) being arranged circumferentially on an intermediate ring (16; 33) , which in turn is attached to the casing (11; 31), characterized in that the intermediate ring (16, 16 '; 33, 33') is guided around the insert-side end face of the casing (11; 31) and a pressure surface ( 19; 37), which presses against the outside of the casing (11; 31), the coefficient of thermal expansion of the insert α E being greater than or equal to the coefficient of thermal expansion of the intermediate ring α R. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge ­kennzeichnet, daß der Zwischenring (16, 16′) L-förmig ausgebildet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the intermediate ring (16, 16 ') is L-shaped. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge ­kennzeichnet, daß der Zwischenring (33, 33′) U-förmig ausgebildet ist.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the intermediate ring (33, 33 ') is U-shaped. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring (16; 33) gegenüber der einlagenseitigen Stirnfläche der Hülle (11; 31) eine Gleitfläche (21; 38) aufweist.4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the intermediate ring (16; 33) relative to the insert-side end face of the casing (11; 31) has a sliding surface (21; 38).
EP89114955A 1989-01-19 1989-08-12 Apparatus for fastening the liner of a hollow charge or a charge making a projectile Expired - Lifetime EP0378749B1 (en)

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DE3901474 1989-01-19
DE3901474A DE3901474A1 (en) 1989-01-19 1989-01-19 DEVICE FOR FASTENING THE INSERT OF HOLLOW LOADS OR PROJECT-FORMING LOADS

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EP0378749A1 true EP0378749A1 (en) 1990-07-25
EP0378749B1 EP0378749B1 (en) 1993-06-02

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