DE1784047A1 - Grossflaechiges plattenfoermiges Bauelement aus duroplastischen Kunststoffen - Google Patents
Grossflaechiges plattenfoermiges Bauelement aus duroplastischen KunststoffenInfo
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Description
Dipl.-Ing. G. Schliebs 61 Darmtfad* Ludwig-Büchner-Straße 14
Postscheckkontos Frankfurt a.M. 111157 Bankverbindung: Deutsche Bank AG., Darmstadt
Telegramme: inventron
An das
Deutsche Patentamt
München 2
Zweibrüekenstr. 12
Zweibrüekenstr. 12
Ihr Zeichen Ihr Schreiben Mein Zeichen G 029 Tcg 24. 2. 1
Patentanmeldung P 17 840 47.0-25 Anmelder: Dr. Ing. Roderich W. Gräff, Darmstadt-Arheilgen
G ro.S"sf lächige & plattenförmiges Bauelement aus duroplastischen
Kunststoffen.
Die Erfindung bezieht sich auf grossflächige plattenförmige
Bauelemente aus vorzugsweise faserverstärkten duroplastischen Kunststoffen und spezielle Verfahren zu deren
Herstellung.
Faserverstärkte duroplastische Kunststoffe haben, im Vergleich
zu Metallen einen niedrigen Elastizitätsmodul. Es ist daher schwierig, aus ihnen dünnwandige und trotzdem ™
steife Bauelemente herzustellen. Um eine hinreichend hohe Steifigkeit zu erreichen, werden diese Platten, wie z.B.
glasfaserverstärkte Polyesterplatten, daher häufig in gewellter
Form angewendet.
Um ebene grossflächige Bauelemente zu versteifen, ist es
auch bekannt, sie in Abständen mit Hohlräumen zu durchziehen und so Verstärkungsprofile auszuformen. Dies ergibt z.B. ein Bauelement, wie ea Pig. 1 zeigtj es ist
um die Achse J-I relativ steif und benötigt gegenüber
einer Wellplatte gleicher Grosse und gleicher Steifigkeit weniger Material, insbesondere wenn man die Hohlräume
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,Brief vom 24*2.70 Blaff 2 17JVAfIA 7 Dlpl.-Ing. G. Schliefe«
an das Deuts ehe Patentamt, München Patentanwalt
mit eingeschobenen Profilstäben aussteift, wie dies in
der französischen Patentschrift 1*129.504 beschrieben
ist. Der Nachteil dieser Bauelemente ist Jedoch, dass
sie nicht wirtschaftlich und nicht in grossen Längen
(in Richtung der Profilerstreckung gemessen) hergestellt werden können.
Die Erfindung schlägt ein grossflächiges plattenförmiges
Bauelement aus vorzugsweise faserverstärktem, in Abständen von ausgesteiften Hohlräumen durchzogenem durow
plastischen Kunststofflaminat vor, dessen Hohlräume mit Kunststoffschaum oder pumpfähigen oder schüttfähigen
Massen wie Beton ausgefüllt sind. Mit dieser Ausbildung ergeben sich besondere Vorteile in Herstellung
und Verarbeitung, wie noch gezeigt werden wird.
Ein Verfahren zur Herstellung von rohrförmigen Hohlkörpern
aus mit flüssigem Kunstharz getränktem Glasfasergewebe mit eingebetteten Schläuchen, die anschliessend
vor dem Aushärten in.einer lorm durch inneren Überdruck
aufgeweitet werden, ist z.B. in der deutschen
Patentschrift 1 193 666 beschrieben. Soweit dabei der £ Überdruck durch das Gewicht eines eingefüllten fliessfähigen
Gutes, z.B. Sand, erzeugt wird, dient dieses nur zum Aufweiten der Hohlräume und nicht zum Aussteifen
der Profile.
In der Herstellung des erfindungsgemässen Bauelements werden
seine Hohlräume wie bei den bekannten Verfahren in der
Weise erzeugt, dass in einem ersten Schritt ein ebener Verbund aus mindestens zwei lagen eines mit Kunstharz getränkten
Faserwerkstoffs (Kunstharzlaminat) hergestellt wird, bei dem an den Stellen, die später durch Hohlraumbildung
zu Profilen aufgeweitet werden sollen, zwei
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3 ΠΟ / η / ·7 Dlpl.-lng. 6. Schliche
das Deutsche Patentamt» München ' '"HUh/ Potentanwalt
benachbarte Lagen durch eingelegte flache Kunststoffschläuche
oder -bänder getrennt gehalten werden. Nachdem das Laminat in Wärme ausgehärtet worden ißt, wird
dann erfindungsgemäss in einem weiteren Schritt in die
Zwischenräume eine schaumbildende 3?lüssigkeitsmisohung,
ein Kunststoffschaum oder eine pump- oder schüttfähige Masse wie Beton ο«dgl. eingeführt, durch die sie zu
Profilen aufgeweitet und zugleich dauerhaft ausgesteift werden.
Dies hat den Vorteil, dass die Herstellung der Laminate
auf den üblichen, vollkontinuierlich arbeitenden Maschinen erfolgen kann, was die Produktion des Bauelements
besonders wirtschaftlich gestaltet. Die Platten können dann an den Verwendungsort gebracht werden, und
werden erst dort durch Einführen von Schaum, Ortbeton
oder ähnlichen Werkstoffen zu Profilen aufgeweitet. Dies ist auch im ausgehärteten Zustand des Harzes möglich
dank des niedrigen Elastizitätsmoduls der infrage kommenden Kunstharze» So lässt sich z.B. ein flachliegender
Schlauch von 5 bis 15 cm Breite noch leicht zu einem fast runden Profil aufweiten bei Bundstärken der
faserverstärkten Lagen öder Bahnen bis etwa 3 mn.
Geht man von einer flachen Platte mit in der Mittelzone
liegenden Einlagen aus, so ist die Querschnitteform Im aufgeblasenen Zustand bedingt durch die Dicke dee faserverstärkten
Kunststofflaminate und die speziellen Eigenschaften
dee Materials, welches man zum Aufweiten nimmt.
Nimmt man «*B# einen Polyurethaneohaum, der innerhalb
des flaehliegenden Künstetoffeohlauohes aufschäumt, so
ist der entstehende Querschnitt nur von der Art des Schaumes, der eingefüllten Menge und den Schäumbedingungfn abhängig$ Auf dieee Weise eine exakte Quer-Bchnitteform zu erreichen, lot schwierig·
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das Deutsche Patentamt, München .-i / öhUm· / Patentanwalt
Erfindungsgemäss werden daher bevorzugt die Platten in einem Zwischenstadium der Herstellung so vorgeformt,
dass die Aufweitung nur in einer Richtung stattfinden kann. Zu diesem Zweck werden in die lagen vor dem Aushärten
und Aufweiten dort, wo die Einlagen eingelegt sind, und in deren LängserStreckung Hinnen oder Kehlen
eingeformt, in deren Bögen also die Einlagen liegen. Beim Aufweiten ändert sich somit nur die gekehlte Oberfläche
der Platte, während die andere Oberfläche mit den sich darüber erhebenden Hippen ihre ursprüngliche, exakte
Form beibehält. Möchte man besonders exakte Querschnittsformen des sich bildenden Profils erhalten, so führt man
den Vorgang in bekannter Weise zwischen Form und Gegenform durch.
Oft ist es erwünscht, dass zum leichteren Einbau der
Platten eine ihrer Oberflächen plan und nicht durch überstehende Verstärkungsprofile unterbrochen ist. Dies läset
sich gemäss weiterer Erfindung erreichen durch eine solche Wahl der Stärke der in den Rinnen bzw. Kehlen liegenden
Deeklage gegenüber der auf der Aussenseite liegenden Decklage und/oder der Breitenerstreckung der Einlagen im
Verhältnis zur Bogenlänge der Rinnen bzw. Kehlen, dass sich die innere Lage beim Aufweiten nicht über die plane
Oberseite der Platte erhebt. Derartige Elemente lassen sieh besonders günstig auf Balken- oder Winkelkonstruktionen
auflegen und befestigen, wie es z.B. bei Abdekkungen
von Gewächshausbauten erwünscht ist. Die eigentliche schnee- oder wasserdichte Dachhaut ist mit den tragenden Profilen in einem Bauelement vereinigt. Ein
Befestigen der eigentlichen Dachhaut an der tragenden ünterkonstruktion entfällt. Somit ergibt sich eine beö'ondere
wirtschaftliche Dachkonstruktion, die darüberhinaus noch.besonders dicht ist, da sie keinerlei Durohbrüche
für ihre Befestigung benötigt.
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Durch das Aufweiten zum Profil kann unter Umständen die
Gefahr bestehen, dass die verklebten Lagen an den besonders beanspruchten Stellen (A in Fig. 2b) einzureissen
drohen. Um dies zu vermeiden, kann man die Einlagen vor
dem Imprägnieren in eine Verstärkungsmatte oder ein Verstärkungsgewebe,
z.B. Glasfasergewebe, einschlagen und diese Pakte zwischen die Decklagen einbringen.
Eine weitere Erhöhung der Steifigkeit und insbesondere
der Zugfestigkeit kann man durch Einlegen von Drähten
oder schmalen Bändern aus einem Material mit einem
höheren Elastizitätsmodul, z.B. aus Metall, erreichen.
Diese Bewehrung wird zwischen Verstärkungsmaterial an den Stellen mit in das Verstärkungspaket eingeführt,
an denen sich später das Profil bilden soll.
Die Platten lassen sich besonders wirtschaftlich vollkontinuierlich nach Verfahren herstellen, wie sie z.B.
die deutsche Patentschrift 1 111 815 beschreibt, wobei die Imprägnierung des Faserwerkstoffes samt dem innen flachliegenden Kunststoffschlauch in derselben Art durchgeführt
werden kann, wie es in der deutschen Patentschrift 1 195
beschrieben ist. Die erfindungsgemässen Bauelemente lassen sich jedoch auch sehr günstig auf sogenannten q[uergewellten
Anlagen herstellen.
Für die Bahnen oder Lagen sind Glasfasern in Form, von
Matten oder Geweben besonders geeignet« Als Kunstharze sind Polyesterharze und Epoxydharze besonders wirtschaftlich.
Als Einlage eignen sich alle Materialien wie Zellglas,
Polyvinylalkohol, Polypropylen,Polyamid und Polyester,
die beständig gegen das verwendete Kunstharz sind* Die
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das Deutsche Patentamt, München · 'vHUh/ Patentanwalt
Einlagen können vor dem Aufweiten zum Profil herausgenommen,
werden oder auch drinbleiben. Im ersteren Falle genügt als Einlage eine Kunststoffolie in Bandform, die
mit der Kunstharztränkung der Decklagen keine Verbindung eingeht. Im letzteren Falle sind besonders günstig
Schläuche oder Folien, die mit dem verwendeten Kunstharz eine feste Verbindung eingehen, wie z.B. Polyvinylidenfluorid,
Acetobutyrat u.a., die mit vielen Polyesterharzen eine feste Verbindung eingehen.
Als Füllmaterial, das die Zwischenräume zwischen den Einlagen zum Profil aufweitet, eignen sich z.B. die
bekannten KunstStoffschäume wie Polyurethanschaum,
Phenolschaum, ungefüllt oder gefüllt mit Blähton, Glasschaum und ähnlichen Materialien, oder Beton, bewehrt
oder unbewehrt.
Der Füllvorgang selbst richtet sich nach dem verwendeten Füllmaterial. Bei Kunststoffschäumen, wie z.B. bei Polyurethanschaum,
wird man ein Ende des zu bildenden Profils verschliessen und in das andere Ende die Schäumflüssigkeit
in den etwas aufgeweiteten flachliegenden Kunststoff
schlauch oder Spalt zwischen zwei Kunststoffolien in der vorher bestimmten Menge eingiessen. Mun verschliesst
man auch dieses Ende des Profils, und der Schäumvorgang,
läuft unter Bildung des Profils ab. Der Schaum härtet
innerhalb der Einlage aus und bildet mit dieser und aen
aufgeweiteten Zonen des Kunstharzlaminats ein Vollprofil.
Füllmaterialien wie Beton müssen mit Pumpen in die flachliegenden Kunststoffschläuche eingedrückt werden. Man
kannjedooh auch Profile aus Holz oder Stahl, massiv oder hohl zum Aufwelten anwenden.
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Βία« 7 1 7 P Λ Π Zl 7 DlpI-"lnfl·G·sdlliebi
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Einzelheiten der Erfindung und ihre Anwendungsmöglichkeiten werden im folgenden anhand einer Zeichnung ausführlich
erläutert} in dieser zeigen:
Fig. 1 eine im wesentlichen plane Platte aus faserverstärktem
duroplastischen Kunstharzlaminat mit zwei integralen Verstärkungsprofilenj
Fig. 2 eine Platte gemäss Pig, 1 in vergrösserter
Darstellung im Querschnitt mit eingebetteten, ^ zunächst flachen Kunststoffschläuchen (Fig.2a)
und mit aufgeweiteten, gefüllten Schläuchen (Fig. 2b);
Fig. 3 je eine Platte gemäss Fig. 1 in der Darstellung
der Fig# 2» 3edoon mit vorgeformten Profilen
und einseitiger Aufweitung;
Fig. 6 eine Platte ähnlich Fig. 5 mit einseitig liegenden^
von einem Verstärkungsgewebe umgebenen Kunststoffschlauch vor (Fig. 6a) und nach der
Aufweitung (Fig. 6b){
Fig. 7 eine perspektivische Darstellung au Fig.
3-5;
Fig. 8 einen Querschnitt durch eine Platte entsprechend
Fig. 1 mit durch eingeführte Verdrängungskörper aufgeweiteten Hohlräumen und
Fig* 9 die perspektivische Darstellung einee perforierten rohrförmigen Verdrängungekörpers.
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In Fig. 1 ist das Fertigerzeugnis in perspektivischer
Ansicht dargestellt» nämlich eine im wesentlichen plane Platte a aus faserverstärktem duroplastischen Werkstoff
mit zwei integralen rohrförmigen Verstärkungsprofilen b (deren Füllung nicht dargestellt ist), die
•folgenden Figuren zeigen in Querschnitten Zwischen- und Endstadien verschiedener Formen vor bzw. nach dem Ausbilden
der Profile,
Fig. 2a zeigt die einfachste Form des Zwischenproduktes,
nämlich zwei flachliegende Kunststoffschläuche 1, die
beiderseitig abgedeckt sind durch je eine Lage Kunstharzlaminat 2,2' mit aussenliegenden Trennfolien 3,3'.
Beiderseits des rechten Schlauche sind flache Metallbänder 5 in der Mitte der Decklagen 2,2' angeordnet.
Fig. 2b zeigt dieselbe Platte, nachdem die flachliegenden Kunststoffschläuche 2 durch einen Schaumstoff 4
zum Profil aufgeweitet wurden»
Fig. 3 zeigt links eine Platte mit einer vorgeformten Rinne oder Kehle 6, wodurch sich der innenliegende
Kunststoffschlauch 1 nur noch in einer Richtung zum Profil aufweiten kann, und rechts nach dem Aufschäumen
zum Profilj die obere Decklage 2 ist hochgewölbt worden,
die untere Decklage 21 ist stehen geblieben.
Fig. 4 zeigt in gleicher, die Zustände vor und nach dem Aufweiten zusammenfassender Darstellung links die Anordnung
eines flachliegenden Kunststoffschlauches 1 in einer Kehle, der schmaler ist als deren Bogen, so dass sich beim
Aufweiten (rechts) die innere Lage 2 nicht über die plane Oberseite des plattenförmigen Elementes erhebt und diese
für eine bessere Montage erhalten bleibt.
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Blatt 9 17ΡΛΠΑ7 01P'--'"^ 6·Schliefaf
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Fm besonders hohe Steifigkeit zu erreichen, kann man
die eigentliche Platte und den Teil des Profils, der
sich nicht ausbeulen muss, beliebig dick wählen, macht
aber andererseits den Teil der Platte, der sich zum Profil ausbeulen muss, nur so dick, dass er sioh gerade
noch zum gewünschten Profil ausbeulen kann. Fig. 5 zeigt eine relativ dicke, vorgekehlte Platte, bei der
die innere Lage 2 der Kehle, die sich zum Profil aufweiten muss, wesentlich dünner gehalten wurde. Sie ist
zum Schutz gegen Einreissen durch eingelegte Metalldrähte
7 bewehrt, und zwar auf der Seite des Profils, W
die später im wesentlichen Zugkräfte aufzunehmen hat.
Fig. 6a zeigt ein flachliegendes Verstärkungspaket, bei
dem der flachliegende Kunststoffschlauch 1 von einer besonderen Verstärkungsmatte oder einem Verstärkungsgewebe 8,
z.B. Glasfasergewebe, umgeben ist; Fig. 6b zeigt dasselbe Element nach der Aufwertung zum Verstärkungsprofil,
Fig. 7 zeigt ein auf einer quergewellten Maschine hergestelltes
Plattenelement mit in Hinnen bzw. Kehlen 6 flachliegenden Kunststoffschläuehen 1 vor deren Aufweitung
zum Profil. Diese kontinuierlich arbeitenden M Maschinen liefern das ausgehärtete Ausgangsmaterial in
Abmessungen wie z.B. in einer Breite von 3 bis 6 m und
Längen von 30 bis 60 m. Derartige Bahnen lassen sich noch
rollen. An der Montagestelle aufgerollt, werden die innenrliegenden
flachen Kunststoffschläuche dann z.B. mit Kunststoff
schaum aufgeweitet. Man hat jetzt eine selbsttragende
Dachplatte ohne jegliche Fugen in einer Grosse von z.B.
6 χ 30 m, die sich vorzüglich zum Abdecken von Gewächshäusern, Lagerhallen, Schwimmhallen u. dgl. eignet.
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Fig. 8 zeigt an zwei Beispielen, wie die flachliegenden Kunststoffschläuche durch ein Stahlrohr 9 bzw. ein Hölzprofil
10 aufgeweitet werden können. Fig. 9 zeigt ein am Umfang mit Bohrungen 11 versehenes Bohr 9, z.B. aus Metall,
vor dem Einführen in einen flachliegenden Kunststoffschlauch. Nachdem durch das Einführen dieses Rohres
der flachliegende Kunststoffschlauch annähernd zum Hohlprofil aufgeweitet wurde, kann man nunmehr sehr einfach
in das Innere des Eohres Schäumflüssigkeit, z.B. Polyurethanschaum,
eingiessen. Der Polyurethanschaum schäumt dann auf, füllt also erst das Innere des Rohres und
dringt dann durch die Bohrungen des Metallrohres hindurch in den Zwischenraum zwischen Metallrohr und faserverstärktes
Kunatharzlaminat. Hierdurch wird ein inniger Verbund zwischen dem Kunstharz und dem Metallrohr hergestellt,
und das Metallrohr wird allseitig durch den Kunststoffschaum geschützt.
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Claims (7)
1.) Grossfläehiges plattenförmiges Bauelement aus vorzugsweise
faserverstärktem duroplastischen Kunstharzlaminat, das in Abständen von ausgesteiften, Profile bildenden
Hohlräumen durchzogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume mit Kunststoffschaum oder pump- oder
schüttfähigen Massen (4)-ausgefüllt sind,
2» Bauelement nach Anspruch 1, aus wenigstens zwei Lagen
aus faserverstärktem Kunstharzlaminat, dadurch gekenn- β
zeichnet, dass in die über den Hohlräumen gebreiteten Zonen der Lagen (2,2') Bänder (5) oder Drähte (7) aus
einem Material mit hoher Zugfestigkeit und hohem Elastizitätsmodul, wie z.B. Bisen, eingelegt sind (Fig.
2, 5).
3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Hohlräume durch allseitig mit einer Fasermatte oder einem Gewebe (8) umwickelte Kunststoffschläuche (1)
gebildet sind (Fig. 6).
4. Verfahren zur Herstellung grossflächiger plattenförmiger
Bauelemente nach den Ansprüchen 1 bis 3, bei dem zu- ^
nächst zwei benachbarte Lagen aus faserverstärktem Kunstharzlaminat in Abständen durch eingelegte Kunststoffschläuche
oder -bänder getrennt gehalten und dann die so gebildeten Zwischenräume nach der Wärmebehandlung zu
Profilen aufgeweitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass· in die Zwischenräume eine sohaumbildende Fltiseigkeitsmisehung,
ein Kunststoffschaum oder eine pump- oder
schüttfähige Masse eingeführt wird, durch die sie zu Profilen aufgeweitet und zugleich dauerhaft ausgesteift
werden*
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te* Unterlagen 1* .h—^-
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das Deutsche Patentamt, München Patentanwalt
5. Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, dass in das Kunstharzlaminat (2,2') vor dem Aufweiten der
Zwischenräume in längserstreckung der Einlagen (1)
Rinnen oder Kehlen (6) eingeformt werden (Fig. 3,4,7).
6. Verfahren nach Anspruch 51 dadurch gekennzeichnet, dass
die Stärke der in den Rinnen "bzw. Kehlen (6) liegenden
Decklage (2) gegenüber der Stärke der auf der Aussenseite liegenden Decklage (21) und/oder die Breitenerstreckung
der Einlagen (1) im Verhältnis zur Bogenlänge der Rinnen bzw. Kehlen so gewählt wird, dass sich die
innere Decklage (2) beim Aufweiten nicht über die plane Oberseite des plattenförmigen Bauelements erhebt
(Pig. 4, 5).
7. Verfahren nach Anspruch 4, 5 und/oder 6, dadurch gekennzeichnet,
dass in die Zwischenräume perforierte Rohre (9) eingeführt und in diese Kunststoffschäume oder pumpfähige
oder schüttfähige Massen eingefüllt werden.
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Leersei te
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT628967A AT292275B (de) | 1967-07-06 | 1967-07-06 | Großflächiges plattenförmiges Bauelement aus duroplastischen Kunststoffen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1784047A1 true DE1784047A1 (de) | 1971-07-15 |
Family
ID=3584796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19681784047 Pending DE1784047A1 (de) | 1967-07-06 | 1968-07-02 | Grossflaechiges plattenfoermiges Bauelement aus duroplastischen Kunststoffen |
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| US (1) | US3615974A (de) |
| AT (1) | AT292275B (de) |
| DE (1) | DE1784047A1 (de) |
| FR (1) | FR1579683A (de) |
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- 1968-07-05 GB GB32252/68A patent/GB1241036A/en not_active Expired
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|---|---|---|---|---|
| EP2039494A1 (de) | 2008-06-03 | 2009-03-25 | IVT - Industrie Vertrieb Technik GmbH & Co. KG | Verfahren zum Herstellen einer Rohrdurchführung für eine Dachabdeckung |
Also Published As
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| GB1241036A (en) | 1971-07-28 |
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