DE2137061A1 - Steuerbarer Verstellpropeller - Google Patents
Steuerbarer VerstellpropellerInfo
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- B63H3/08—Propeller-blade pitch changing characterised by use of non-mechanical actuating means, e.g. electrical fluid
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Description
F225~14/io/üJm
899 Lindau (Bodensee)
21. Juli 1971
Arne Feroy, 1921 South 291 Street, Federal Uiay,
Washington 98oo2 / USA
Steuerbarer Verstellpropeller.
Diese Erfindung betrifft steuerbare Verstellpropeller van der Sorte, die zuiei Kurbelzapfen auf jedem Blattflansch
aufweisen und Zwei—Kurbel-Mechanismen allgemein.
Bei steuerbaren Verstellpropellern mit zwei Kurbelzapfen
auf jedem Blatt zum Verdrehen des Blattes bestand immer das Problem der gleichmässigen Belastung der Kurbaizapfen,
Steuerbare Verstellpropeller mit festen und nicht flexiblen Verbindungen zu den verschiedenen Kurbelzapfen
erreichen eine gleichmässige Kurbelbelastung nicht, weil die Herstellungsgenauigkeit, die nötig ist, die verschiedenen
Gelenke in gleicher Länge herzustellen (ein absolutes Erfordernis beim Erreichen v/on gleichmässiger Kurbelbelastung
in solchen Mechanismen) unmöglich zu erreichen ist. Die Herstellungsungenauigkeiten in solchen mechanismen
haben zur Folge, daß der grösste Teil oder die gesamte
Last auf einen Kurbelzapfen ausgeübt wird, wodurch die Mechanismen klemmen und betriebsunfähig werden.
Ein mechanischer Doppelkurbelmechanismus zum Verdrehen des
Blattes mit selbstausrichtenden Verbindungen zwischen einem axial bewegbaren Steuerglied und einem Satz von
Kurbelzapfen ist bekannt, um eine gleichmässige Belastung
auf den Kurbelzapfen vorzusehen. Ein solcher Mechanismus ist jedoch ausserhalb des ihn betätigenden Hydraulikzylinders
angebracht und enthält viele Teile.
Die Hauptaufgabe dieser Erfindung besteht darin, in einem steuerbaren Verstellpropeller einen vereinfachten Doppelkurbelmechanismus
zum Verdrehen des Blattes vorzusehen, der einen schwenkbaren Kolben mit selbstausrichtenden Verbindungen
zu einem Satz von Kurbelzapfen aufweist, um .gleichmässige Belastung auf allen Kurbelzapfen vorzusehen.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, in einem steuerbaren Verstellpropeller mit vier oder mehreren
Blättern einen Doppelkurbelmechanismus zum Verdrehen der Blätter vorzusehen, der einen Kolben und eine Platte
aufweist, die jeuieils unabhängig in einem Hydraulikzylinder
drehhar sind und mit selbstausrichtenden Verbindungen zwischen einem Satz von Kurbelzapfen und der Kolben—
und Plattenanordnung, um eine gleichmässige Belastung auf allen Kurbelzapfen vorzusehen. Eine weitere Aufgabe
der Erfindung besteht darin, einen Blatt—Verdrehmechanismus für steuerbare Verstellpropeller mit einer Anzahl von
Blättern vorzusehen, der nur einen Kolben und Zylinder kombiniert mit selbstausrichtenden Verbindungen zwischen
dem Kolben und einem Satz von Kurbelzapfen aufweist, wobei die selbstausrichtenden Verbindungen in der Zylinderwand
gleitbar sind, um eine gleichmässige Belastung auf den verschiedenen Kurbelzapfen vorzusehen. Eine weitere
.Aufgabe besteht darin, eine selbstausrichtende Gelenkverbindung
vorzusehen, welche kein Klemmen oder Sperren zwischen einem der Teile eines Doppelkurbelmechanismus
verursacht.
Andere Aufgaben bestehen darin, einen Mechanismus vorzusehen, der auf einen steuerbaren Verstellpropeller anwendbar ist,
der eine beliebige Anzahl von Blättern aufweist, und einen Blatt-Verdrehmechanismus vorzusehen, der wenig Teile
aufweist, von praktischer und dauerhafter Konstruktion ist
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2187091
und einfach und billig hergestellt u/erden kann. Diese
und andere Aufgaben der Erfindung u/erden aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen
hervorgehen»
Es zeigt:
Fig. 1 ein Längsschnitt einer Propellernabe mit drei Blättern;
Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II—Il
von Fig. 1 ;
Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie III-III
von Fig. 1;
Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie IU-IU
von Figo 1;
Fig. 5 ein Längsschnitt einer anderen Ausführungsform
der Erfindung, der eine steuerbare Uerstellpropellernabe
mit vier Blättern darstellt;
Fig. 6 eine Schnittansicht längs der Linie UI-WI von
Fig. 5;
Fig. 7 eine Schnittansicht längs der Linie Uli—Uli von
Fig. 5;
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Fig. 8 eine schematische Schnittansicht, die die Druckflächen eines steuerbaren Verstellpropellers
mit fünf Blättern darstellt;
Fig. 9 eine Schnittansicht einer selbstausrichtenden Verbindung entweder in dem schwenkbaren Kolben
oder der Platte.
UJie aus den Zeichnungen hervorgeht, ist eine Propellernabe j
1o an eine UJelle 11 durch Kopf schrauben 12 geschraubt.
Die Propellernabe 1o ist mit Wluffen 13 versehen, von
denen jede einen Flansch 14 aufnimmt, der an einem Propeller—
blatt 15 befestigt ist. Der Flansch 14 ist mit zwei Kurbelzapfen 16 versehen. Kreuzköpfe 17 und 18 sind gleitend
auf der Innenfläche des Flansches 14 angebracht und weisen Schlitze 19 bzw. 2o auf. EinGleitblock 21 ist
schwenkbar auf den Kurbelzapfen 16 des Flansches 14 gelagert und ist gleitbar in dem Schlitz 19 des Kreuzkopfes 17.
Ein Gleitblock 22 ist schwenkbar auf dem anderen Kurbal-
zapfen 16 des Flansches 14 gelagert und iat gleitbar in dem
Schlitz 2o des Kreuzkopfes 18. Dar Kreuzkopf 18 ist an den Zylinder 23 durch Kopfschrauben 24 angeschraubt. Ein
Balzen 26 ist gleitbar in der UJand des Zylinders 23 angebracht
und verbindet den Kreuzkopf 17 mit einem Kolben 25,mit einer Unterlagsscheibe 36 und einer Halteschraube
Der Bolzen 26 und die Untarlagsacheibe 36 sind mit Kugel—
flächen 28 bzw. 29 versahen, welche mit Kugelflächen 3o und 31 des Kolbens 25 bzut. dar Halteschraube 27 zusammenpassen
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und darin gleiten, um eine flexible, selbstaus—
richtende Verbindung zwischen dem Kolben 25 und dem Kreuzkopf 17 herzustellen, wie in Fig. 9 dargestellt.
Rohre 32 und 33 sind flexibel mit dem Kolben 25 v/erbunden und weisen Flüssigkeitsauslässe zu dam
v/orderen bziu. hinteren Teil des Zylinders 23 auf.
Ein Vorderteil 34des Zylinders 23 ist mit Nuten 35
v/ersehen, welche als Gleitführungen dienen und die seitliche
Bewegung der Kreuzköpfe verhindern.
Fig. 1 bis 4 veranschaulicht einen steuerbaren Verstellpropeller mit drei Blättern und drei Kreuzköpfen
17, von denen jeder mit flexiblen, selbstausrichtenden Verbindungen mit dem Kolben 25. verbunden ist. 3 ist die
max. Anzahl von Verbindungspunkten, die ein solches selbstausrichtendes
Glied aufweisen kann und sieht gleiche Belastung auf allen Kurbelzapfen vor·
Fig. 5 bis 7 veranschaulicht eins andere Auaführungsfor«
der Erfindung eines steuerbaren Verstellpropellers mit vier Blättern. Der Kreuzkopf 18 ist mit einem Federkeil
37 mit dem Vorderteil 34 des Zylinders 23 verbunden. Der Bolzen 26 ist gleitend in der UJand des Zylinders 23 aufgenommen
und verbindet zwei diametral gegenüberliegende Kreuzköpfe 17 mit dem Kolben 25,mit der Unterlagsscheibe
36 und der Halteschraube 27. Die Kugelflächen 28 und 29 des Bolzens 26 bzw. der Unterlagsscheibe paseen mit den
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Kugelflächen 3o und 31 des Kolbens 25 bziu., der Halteschraube
27 zusammen und gleiten darauf, um eine flexible selbstausrichtende Verbindung zwischen dem Kolben 25
und dem Kreuzkopf 17 zu bilden. Bolzen 38 sind gleitend
in der Wand des Zylinders 23 angebracht und erstrecken
sich durch den Kolben 25, wobei sie die zuiei übrigen
Kreuzköpfe 17 mit der Platte 39 verbinden* Die Platte
39 ist neben und in abdichtender Berührung mit dem Kolben 25 angebracht. Die Verbindung zwischen dem Bolzen 38 und
der Platte 39 ist ebenfalls selbstausrichtend, d.h. Kugel·«- flächen 28 und 29 des Bolzens 38 und der Unterlagsscheibe 36 passen mit den Flächen 3o und 31 des Kolbens 25 und
der Halteschraube 27 zusammen und gleiten darauf.
und dem Kreuzkopf 17 zu bilden. Bolzen 38 sind gleitend
in der Wand des Zylinders 23 angebracht und erstrecken
sich durch den Kolben 25, wobei sie die zuiei übrigen
Kreuzköpfe 17 mit der Platte 39 verbinden* Die Platte
39 ist neben und in abdichtender Berührung mit dem Kolben 25 angebracht. Die Verbindung zwischen dem Bolzen 38 und
der Platte 39 ist ebenfalls selbstausrichtend, d.h. Kugel·«- flächen 28 und 29 des Bolzens 38 und der Unterlagsscheibe 36 passen mit den Flächen 3o und 31 des Kolbens 25 und
der Halteschraube 27 zusammen und gleiten darauf.
Eine Dichtung 41 ist zwischen dem Kolben 25 und der Platte
39 angebracht und trennt die Fläche HAM won dem Rest
der Kolbenflache. Die zwischen dem Kolben 25 und der Platte 39 innerhalb der Dichtung 41 gebildete Flüssigkeitskammer umschliesst die Bolzen 38 und steht durch ein Loch 42 in dem Kolben 25 mit dem v/orderen Ende des Zylinders 23 in
Verbindung. Die Kolbenfläche ausserhalb der Fläche WA"
steht mit dem hinteren Ende des Zylinders 23 in Verbindung. Bei einem steuerbaren Verstellpropeller mit vier Blättern sind beide Flächen von gleicher Grosse.
der Kolbenflache. Die zwischen dem Kolben 25 und der Platte 39 innerhalb der Dichtung 41 gebildete Flüssigkeitskammer umschliesst die Bolzen 38 und steht durch ein Loch 42 in dem Kolben 25 mit dem v/orderen Ende des Zylinders 23 in
Verbindung. Die Kolbenfläche ausserhalb der Fläche WA"
steht mit dem hinteren Ende des Zylinders 23 in Verbindung. Bei einem steuerbaren Verstellpropeller mit vier Blättern sind beide Flächen von gleicher Grosse.
Der Vorderteil 34 des Zylinders 23 ist mit zwei öffnungen
v/ersehen, wobei eine öffnung mit jedem Ende des Zylinders
23 in Verbindung steht. EinServoventil 4o ist an dem Ende
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einer Steuerstange 43 angebracht, weiche auch als Flüssigkeits-Speiseleitung dient, die Öl unter Druck
veranlasst, den Zylinder 23 und den Kolben 25 in entgegengesetzten Richtungen zu bewegen, um die Steigung
des Propellers von einer Vorwärtsstellung in eine neutrale und Rücku/ärtsstellung und umgekehrt zu steuern.
Fig. B veranschaulicht schematisch die Druckflächen einer steuerbaren Verstellp'ropelleranordnung mit fünf Blättern,
bei welcher gleiche Belastung auf allen Kurbelzapfen erreicht ist. Der Bolzen 26 ist gleitend in der Wand des
Zylinders 23 angebracht und verbindet drei Kreuzköpfe 17 zum Kolben 25 mit selbstausrichtenden Verbindungen.
Die Bolzen 38 sind gleitend in der Wand des Zylinders 23 angebracht, erstrecken sich durch den Kolben 25 und
verbinden die übrigen zwei Kreuzköpfe 17 zur Platte 39 mit selbstausrichtender Verbindung. Die Platte 39 ist neben
und in abdichtender Berührung mit dem Kolben 25 angebracht. Eine Dichtung 44 ist zwischen dem Kolben
und der Platte 39 angebracht und trennt die Fläche "B" von dem Rest der Kolbenfläche. Die zwischen dem Kolben
25 und der Platte 39 innerhalb der Dichtung 44 gebildete Flüssigkeitskammer umschliesst die Bolzen 3B und steht
mit dem vorderen Ende des Zylinders 23 in Verbindung. Die Kolbenfläche ausserhalb der Fläche "B" steht mit dem
hinteren Ende des Zylinders 23 in Verbindung. Bei einem steuerbaren Verstellpropeller mit fünf Blättern beträgt die
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Fläche innerhalb der Dichtung 44 zwei Fünftel der gesamten Kolbenflache, wobei die von dem auf diese Fläche
uirkenden Druck herrührende Kraft auf die Platte 39
und die zuuei Kurbelzapfen übertragen wird, mit welchen
die Platte 39 verbunden ist. Die von dem auf die Fläche ausserhalb der Dichtung 44 wirkenden Druck herrührende
Kraft wird auf den Kolben 25 und die drei Kurbelzapfen übertragen, mit welchen der Kolben verbunden ist9
Im Betrieb wird, wiein Fig. 1 bis 4 zu ersehen, Flüssigkeit in den Leitungen 32 oder 33 auf eine Seite des Kolbens
25 gerichtet und veranlasst den Zylinder 23, sich in einer Richtung zu bewegen und den Kolben 25, sich in der entgegengesetzten
Richtung zu bewegen. Der Zylinder 23 (der durch Kreuzköpfe 18 und Gleitblöcke 22 mit 8inem
Satz von Kurbelzapfen 16 verbunden ist) und der Kolben 25 (der durch Kreuzköpfe 17 und Glaitblöcke 21 mit dem
anderen Satz von Kurbelzapfen 16 verbunden ist), arbeiten zusammen, um die Flansche 14 und die Propellerblätter
15 zu verdrehen und die Steigung das Propellers von der vollen Geschwindigkeit vorwärts zur vollen Geschwindigkeit
rückwärts und umgekehrt zu steuern. Da die Kugelflächen 28 und 29 konzentrisch mit den Flächen 3o bzw0 31 sind3
sind die an diesen Flächen gebildeten l/arbindungsn deshalb
selbstausrichtend und erlauben dsm Kolben 25, sich zu schwenken und sich selbst auszurichten^ um mit gleicher
Kraft auf den Bolzen 26 zu lisgsn und somit die Kurbelzapfen
gleich stark zu belasten.
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to
Im Betrieb der in Fig. 5 bis 7 dargestellten Ausführungsform
der Erfindung wird axiale Bewegung der Steuerstange 43 Flüssigkeit auf eine Seite das Zylinders 23 richten
und den Kolben 25 veranlassen, sich in einer Richtung zu bewegen, und den Zylinder 23, sich in der entgegengesetzter
Richtung zu bewegen. U/enn beispielsweise Flüssigkeit
in das vordere Ende des Zylinders 23 gerichtet wird, und eine Kraft auf den Kolben 25, die Bolzen 26 und
die verbundenen Kurbelzapfen 16 ausübt, tritt diese Flüssigkeit auch in den Raum zwischen dem Kolben 25 und
der Platte 39 innerhalb der Dichtung 41 durch das Loch 42 in den Kolben 25 ein und übt eine Kraft auf die Platte
39, die Bolzen 38 und die Kurbelzapfen 16 aus, mit welchen die Bolzen 38 verbunden sind, Da die effektiven Druckflächen
des Kolbens 25 und der Platte 39 proportional der Anzahl der verbundenen Kurbelzapfen sind, und da alle Verbindungen
selbstausrichtend sind, schwenken der Kolben und die Platte unabhängig und richten sich selbst aus, um alle
Kurbelzapfen gleich stark zu belasten.
Im Betrieb eines steuerbaren Verstellpropellers mit fünf Blättern, wie in Fig. 8 dargestellt, wird, wenn
Flüssigkeit auf eine Seite das Kolbens 25 gerichtet wird, um eine Kraft auf den Kolben und die drei verbundenen
Kurbelzapfen auszuüben, diese Flüssigkeit auch in den Raum zwischen dem Kolben 25 und dar Platte 39 innerhalb
der Dichtung 44 eintreten, und aine Kraft auf die Platte
39, und zwei damit verbundenen Kurbelzapfen ausüben. Die
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auf den Kolben und die Platte wirkenden Nutzkräfte sind proportional der Kolbenfläche ausserhalb bzw.
innerhalb der Dichtung 44, uiie auch der Anzahl der damit
verbundenen Kurbelzapfen, und werden deshalb durch die
flexiblen, selbstausrichtenden Verbindungen auf alle Kurbelzapfen gleich ,v/erteilt.
In den in Fig. 5 bis 8 dargestellten Ausführungsformen
der Erfindung sind der Kolben 25 und die Platte 39
nebeneinander angebracht, um die Dichtung aufzunehmen, und die Abdichtung zwischen den zutsi Druckflächen
sicherzustellen, die noch ausreichend getrennt sind, um dem Kolben 25 und der Platte 39 zu erlauben, unabhängig
zu schwenken, und sich selbst auszurichten, um auf ihren jeweiligen Kurbelzapfen zu liegen.
Patentansprüche
- 12 -
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Claims (7)
1.!steuerbarer Verstellpropeller mit einer Propellernabe
und einer Anzahl von sich radial davon erstreckenden Blättern, sowie einem Blatt-Verdrehmechanismus,
gekennzeichnet durch einen Flansch
(14) auf jedem Blatt (15),der betriebsfähig in der
Nabe (io) sitzt, ein Paar von Kurbelzapfen (16) auf jedem Flansch (14) t ein axial bewegbarer Hydraulikzylinder
(23) in der Nabe (1o), betriebsfähige Verbindungen zwischen dem Zylinder und eirvem Satz von Kurbelzapfen,
ein axial bewegbarer Kolben (25) in dem Zylinder und betriebsfähige Verbindungen zwischen dem Kolben und dem
anderen Satz von Kurbelzapfen, wobei die Verbindungen flexible, selbstausrichtende Verbindungsstellen (28, 3o,
29, 31) aufweisen, um dem Kolben zu erlauben, in dem Zylinder zu schwenken und sich selbst auszurichten, um
gleich auf den Verbindungen aufzuliegen und auf allen
Kurbelzapfen gleiche Belastung vorzusehen, und eine Anordnung zum Bewegen des Zylinders und des Kolbens
in entgegengesetzte Richtung, um die Steigung der Blätter
(15) von einer Vorwärtsstellung in eins neutrale und
eine Rückwärtsstellung und umgekehrt zu steuern.
- 13 -
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/3
2. Verstellpropeller nach Anspruch 1, dad. urch
gekennzeichnet, daß die Verbindungen
zwischen dem Kolben und einem Satz von Kurbelzapfen
gleitend in der Ujand des Zylinders angeordnet sind.
3. Verstellpropeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen,
selbstausrichtanden Verbindungsstellen ineinanderpassende
KugaTf-l-äshen (28, 3o, 29, 31) enthalten, um das Schwenken
des Kolbens zu erlauben und gleiche Belastung auf den Kurbelzapfen vorzusehen.
4. Verstellpropeller nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anordnung zum Bewegen des Zylinders und des Kolbens in entgegengesetzten
Richtungen eine Vorrichtung zum Zuführen von Dl unter Druck zu dem Zylinder auf jeder Seite des Kolbens
enthält.
5. Steuerbarer Verstellpropeller mit einer Propellernabe und einer Anzahl von sxGh radial davon erstreckenden
Blättern, einen Blatt-l/erdrehmechanismus, gekennzeichnet durch ainen Flansch (14) auf jedem
Blatt (15), dar betriebsfähig in der Propellernabe (io)
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- 14 -
sitzt, ein Paar von Kurbelzapfen (.16) auf jedem Flansch, einen axial bewegbaren Hydraulikzylinder (23) in der
Nabe (io), betriebsfähige Uerbindungen zwischen dem
Zylinder und einem Satz von Kurbelzapfen, einen axial
bewegbaren Kolben (25) in dem Zylinder, eine Platte (39) neben dem Kolben (25), eine Dichtung (41) zwischen
dem Kolben und der Platte, betriebsfähige Verbindungen
zwischen dem Kolben und einigen des zweiten Satzes uon Kurbelzapfen (16), betriebsfähige Uerbindungen
zwischen der Platte und den übrigen des zweiten Satzes uon Kurbelzapfen, wobei die Verbindungen flexible,
selbstausrichtende Verbindungsstellen enthalten, um dem
Kolben und der Platte zu erlauben, zu schwenken und sich selbst in dem Zylinder auszurichten und gleich auf
den Verbindungen aufzuliegen, um gleiche Belastung auf allen Kurbelzapfen vorzusehen, und eine Anordnung
zum Bewegen des Zylinders und des Kolbens und der Platte in entgegengesetzter Richtung, um die Steigung der
Blätter von einer Vorwärtsstellung zu einer neutralen und Rifc kwärtsstellung und umgekehrt zu steuern.
6. Verstellpropeller nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen
zwischen dem Kolben und den jeweiligen Kurbelzapfen und dia Verbindungen zwischen der Platte und den jeweiligen
Kurbelzapfen gleitend in dar Uiand des Zylinders angeordnet
sind.
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7. Uerstellpropeller nach Anspruch 5r dadurch
gekennzeichnet, daß die flexiblen, selbstausrichtenden Verbindungsstellen Kugelflächen
(28, 3o, 29, 31) enthalten, um das Schwenken des Kolbens und der Platte zu erlauben, und eine gleiche
Belastung auf den Kurbelzapfen vorzusehen,,
B. Verstellpropeller nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kolben und die Platte in einem geringen Abstand voneinander angebracht
sind, um die Dichtung (41) aufzunehmen und dem Kolben und der Platte zu erlauben, unabhängig zu schwenken,
und sich selbst auszurichten, um auf ihren jeweiligen Verbindungen zu liegen und eine gleiche Belastung
auf den verschiedenen Kurbelzapfen vorzusehen.
209813/0157
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP (1) | JPS5520916B1 (de) |
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GB (1) | GB1345003A (de) |
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SE (1) | SE388828B (de) |
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