DE3142345C2 - Druckentlastungseinrichtung - Google Patents
DruckentlastungseinrichtungInfo
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- F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
- F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
- F16K17/14—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side with fracturing member
- F16K17/16—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side with fracturing member with fracturing diaphragm ; Rupture discs
- F16K17/162—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side with fracturing member with fracturing diaphragm ; Rupture discs of the non reverse-buckling-type
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Abstract
Um für eine Druckentlastungseinrichtung eine insbesondere für kleine Ansprechdrücke und große Entlastungsflächen geeignete Berstmembrane aus duktilem Folienmaterial zu schaffen, die gegenüber Druckschwankungen, Vibrationen und Flattererscheinungen unempfindlich ist, sowie eine hohe Alterungsbeständigkeit und Gasdichtheit aufweist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Folienmaterial für die Berstmembrane im wesentlichen aus einer Schicht (12) mit hoher Weiterreißfestigkeit herzustellen, die zur Bildung von Sollbruchstreifen durch eine Schicht (13) mit geringer Weiterreißfestigkeit unterbrochen ist, wobei zumindest auf einer Seite der Membrane (2) im Bereich der Sollbruchstreifen eine das Aufreißen der Schicht (13) mit geringer Weiterreißfestigkeit auslösende Anreißvorrichtung angeordnet ist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckentlastungseinrichtung
mit einem Rahmen, sowie einer in
ίο diesem Rahmen gehalterten Berstmembrane aus gummiartigem
Folienmaterial sowie einer zumindest auf einer Seite der Berstmembrane in einem bestimmten
Abstand zum Folienmaterial angeordneten Anreißvorrichtung.
Druckentlastungseinrichtungen dieser Art (vgL beispielsweise US-PS 41 19 112) sind bekannt Sie haben
den Vorteil, daß eine Entlastung aufgrund des relativ dünnen gummiartigen Folienmateriais bereits bei relativ
kleinen Drücken erfolgen kann.
Die Verwendung
dünnem Folienmaterial hat jedoch in der Praxis den Nachteil, daß die Berstmembranen bereits bei relativ geringen Druckschwankungen ein mechanisch instabiles Verhalten zeigen. Vibrations- und Flattererscheinungen treten daher bei derartigen Berstmernbranen häufig bereits bei kleinen periodischen Druckschwankungen auf, wodurch die Lebensdauer der Membranen reduziert wird (vergleiche Seiten 97 und 98 des Fachbuches »Explosionen« von W. Bartknecht, 2. Auflage. Springer Verlag 1980).
dünnem Folienmaterial hat jedoch in der Praxis den Nachteil, daß die Berstmembranen bereits bei relativ geringen Druckschwankungen ein mechanisch instabiles Verhalten zeigen. Vibrations- und Flattererscheinungen treten daher bei derartigen Berstmernbranen häufig bereits bei kleinen periodischen Druckschwankungen auf, wodurch die Lebensdauer der Membranen reduziert wird (vergleiche Seiten 97 und 98 des Fachbuches »Explosionen« von W. Bartknecht, 2. Auflage. Springer Verlag 1980).
Um derartige Effekte zu vermeiden, wurde deshalb bisher eine Aufteilung der Entlastungsfiächen vorgenommen,
d. h. unter Reduzierung der Berstmembranenfläche die Anzahl der Druckentlastungseinrichtungen
erhöht. Eine derartige Aufteilung der Entlastungsfiächen erfordert jedoch einen erhöhten technischen
Aufwand und ist daher unwirtschaftlich.
Ein weiterer Nachteil derartifejr dünnwandiger
Berstmembranen ist das Problem der Gasdichtheit.
Diese ist bei geringen Wandstärken nicht mehr gegeben, so daß sich der Einsatz derartiger Druckentlastungseinrichtungen
für bestimmte Anwendungsgebiete schon aus diesem Grund verbietet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine insbesondere für sehr kleine Ansprechdrücke und große Entlastungsfiächen geeignete Berstmembrane zu schaffen, die gegenüber Druckschwankungen. Vibrationen und Flattererscheinungcn unempfindlich ist, sowie eine hohe Alterungsbeständigkeit und Gasdichtheit aufweist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine insbesondere für sehr kleine Ansprechdrücke und große Entlastungsfiächen geeignete Berstmembrane zu schaffen, die gegenüber Druckschwankungen. Vibrationen und Flattererscheinungcn unempfindlich ist, sowie eine hohe Alterungsbeständigkeit und Gasdichtheit aufweist.
so Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die Berstmembrane im wesentlichen aus einer Kautschukfolie mit hoher Weiterreißfestigkeit besteht,
die durch Schnitte. Schlitze, Aussparungen oder dergl.
unterbrochen und an diesen Stellen mit einem Streifen aus Kautschukfolie mit geringer Weiterreißfesiigkeit
verschlossen ist, und daß die Anreißvorrichtung im Bereich der Kautschukfolie mit geringer Weiterreißfestigkeit
angeordnet ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist es erstmalig möglich, selbst bei großen Entlastungsfiächen
und einer Auslegung auf sehr kleine Ansprechdrücke die Dicke der Berstmembranen relativ stark zu bemessen.
Durch Druckschwankungen bedingte Bcweaungserscheinungen
der Berstmembrane können duher nicht
n5 mehr zur Beeinträchtigung der Lebensdauer führen.
Auch bereitet das Problem der Gasdichtheit aufgrund der relativ großen Wandstiirke keine Schwierigkeiten
mehr. Die Auslegung auf ^ehr kleine Arispredulnk-kc im
deshalb möglich, weil der Reißvorgang des Folienmaterials
der Berstmembrane durch die im Bereich der Kautschukfolie mit geringer Weiterreißfestigkeit angeordnete
Anreißvorrichtung genau definiert ausgelöst werden kann.
Aufgrund des Aufbaues eignen sich Druckentlastungsemrichtungen der erfindungsgemäßen Art nicht
nur für die Schaffung großer Entlastuagsflächen, sondern darüber hinaus auch für die Gestaltung jeder
denkbaren Flächenform. Damit ist es möglich, die in
Entiastungsflächen den jeweiligen Platzverhältnissen oder Gegebenheiten entsprechend genau anzupassen,
ohne daß dadurch funktionelle Nachteile in Kauf genommen werden müssen.
Zwar ist es bei Druckentlastungseinrichtungen grundsätzlich bereits bekannt, im Berstmembranenmaterial
Soilbruchstellen vorzusehen, um ein definiertes Aufreißen an vorgegebenen Stellen zu erreichen (vgL
beispielsweise DE-PS 6 65 648). Bei derartigen bekannten Dnickentlastungseinrichiurigen bestehen die Berstmembranen
jedoch aus metallischen Werkstoffen und sind nach Art von Schnappmembranen ausgebildet
Schnappmembranen aus metallischen Werkstoffen eignen sich jedoch nicht für große Entlastungsflächen
bei kleinen Ansprechdrücken.
Grundsätzlich ist es möglich, als Werkstoff für das Folienmaterial jede Art von Kautschukmaterial einzusetzen.
Hervorragende Ergebnisse wurden dabei mit Folienmaterial aus Silikonkautschuk erzielt.
Versuche haben ergeben, daß sich als Schicht mit jo
hoher Weiterreißfestigkeit insbesondere Silikonkautschuk mit Gewebeverstärkung eignet. Zweckmäßig ist
es dabei, die Folie mit geringer Weiterreißfestigkeit aus Silikonkautschuk ohne Gewebeverstärkung herzustellen.
Die geringe Weiterreißfestigkeit des Silikonkautschuks kann durch eine entsprechende Wahl der
Mischung erreicht werden. So ist es beispielsweise möglich. Zur Erzielung einer geringeren Weiterreißfestigkeit
der Mischung einen höheren Anteil an Vernetzer zuzugeben. Darüber hinaus sind im Rahmen
der Erfindung auch andere Modifikationen der Mischung möglich, sofern sie die Eigenschaften des
Silikonkautschukes im Hinblick auf eine geringere Weiterreißfestigkeit verändern.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Druckentlastungseinrichtung ist die Folie mit geringer Weiterreißfestigkeit auf die Schnitte,
Schlitze, Aussparungen oder dgl. aufgeklebt. Es ist jedoch auch möglich, die Folie in die Schnitte, Schlitze,
Aussparungen oder dgl. ein- bzw. auf diese aufzuvulkanisieren.
Im Falle der Verbindung durch Aufkleben ist es vorteilhaft, sowohl die Folie mit hoher Weiterreißfestigkeit
als auch die Folie mit geringer Weiterreißfestigkeit jeweils aus einer Folienmaterialplatte herzustellen,
deren Außenabmessungen deckungsgleich sind. Im Bereich der Streifen werden dann in dieser Folienplatte
im Falle der Folie mit hoher Weiterreißfestigkeit Schnitte. Schlitze. Aussparungen oder dgl. vorgesehen
und im Falle der Folie mit geringer Weiterreißfestigkeit stegartige, miteinander zusammenhängende Streifen
gebildet. Auf diese Weise wird erreicht, daß selbst bei hinsichtlich der Form komplizierter Streifenausbildung
weder an den Kreuzungs- oder Verbindungsbereichen noch im Rahmenbere.ch die Abdichtung erschwerende
Überlappungen vorhanden sind.
Ein großflächiges Aufreißen der Berstmembrane wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der ftrfindungsgemäßen
Druckentlastungseinrichtung dadurch erreicht, daß die Streifen kreuzartig oc|er sternartig über
die Membranenfläche verlaufen. Der Kreuzungsbereich der Streifen ist dabei etwa im Bereich der Membranenrriitte
angeordnet . ■ . .
Um ein zuverlässiges Aufreißen bei einem bestimmten Ansprechdruck sicherzustellen, ist es zweckmäßig,
die Anreißvorrichtung als eine an sich bekannte," imBereich der Membranenmitte angeordnete Messeränordnung
mit Messerschneiden auszubilden; Bei einer derartigen Messeranordnung verlaufen die Messerschneiden
jedoch erfindungsgemäß in der Erstreckungsrichtung der Streifen. ;
Um zu erreichen, daß Druckentlastungseinrichtungen der erfindungsgemäßen Art auch dann eingesetzt
werden können, wenn hohe Temperararen und/oder eine aggressive Atmosphäre auf einer oder beiden
Membranenseiten herrschen, ist rs zweckmäßig, die Berstmembrane durch eine ein- oder mehrlagige
Schutzschicht abzudecken. Diese Schutzschicht kann im Falle von hohen Temperaturen als Wärmedämmschicht
ausgebildet sein. Zum Schutz gegen aggressive Medien kann diese Schutzschicht auch aus gegenüber derartigen
Medien widerstandsfähigem Folienmaterial, wie beispielsweise einer dünnen PTFE-Folie bestehen. >
Im folgenden sind zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis verschiedene A. usführungsbeispie-Ie
einer erfindungsgemäßen Druckentlastungseinrichtr.ng
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.
F i g. 1 zeigt in einer Vorderansicht ein Ausführungsbeispiel mit einer quadratischen Berstmembrane.
F i g. 2 zeigt in einer Vorderansicht ein Ausführungsbeispiel mit einer runden Berstmembrane.
Fig.3 zeigt einen Schnitt in der Ebene Hl-III der
Fig. lbzw.2.
F i g. 4 zeigt das Detail X der F i g. 3 in vergrößertem
Maßstab.
F i g. 5 bis 9 zeigen in vergrößertem Maßstab Schnitte
von verschiedenen Membranerrausführungsbeispielen in der Ebene V-V der F i g. 1 bzw. 2.
Fig. 10 bis 13 zeigen Zuschnitte zur Herstellung von
Berstmembranen gemäß den Ausführungsbeispielen der F i g. 1 und 2.
Wie aus den Fig. 1, 2 und 3 hervorgeht, besteht die erfindungsgemäße Druckentlastungseinrichtung aus einem
Rahmen 1, in dem eine Berstmembrane 2 aus gummiartigem Folienmaterial gehaltert ist. Wie insbesondere
aus F i g. 3 hervorgeht, besteht der Rahmen 1 aus zwei Rahmenteilen 3 und 4, zwischen denen die
Bentariembrane 2 eingespannt ist. Die Einspannung
erfolgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel über eine Anzahl von Schraubenbolzen 5, die in regelmäßigen
Abständen entlang des Rahmens angeordnet sind.
Wie aus F i g. 3 ferner hervorgeht, ist auf einer Seite des Rahmens 1 eine Anreißvorrichtung 6 vorgesehen,
die etwa in der t/litte des Rahmens angeordnet ist. Die Anreißvorrichtung 6 besteht aus einer Gewindestange
7, die an ihrem der Membrane 2 zugewandten Ende eine Messeranordnung 8 trägt. Diese Messeranordnung 8
besitzt vier kreuzförmig angeordnete Messerschneiden 9, wie dies in Fig.4 in vergrößertem Maßstab
dargestellt ist.
Auf der der Messeranordnung 8 entgegengesetzten Seite ist die Gewindestange 7 über zwei Muttern 10 an
einem ortsfesten Träger 11 befestigt. Der Abstand der
Messerschneiden 9 kann auf diese Weise gegenüber der
Membrane 2 den jeweiligen Gegebenheiten entsprechend eingestellt werden.
Die Berstmembrane 2 besteht im wesentlichen aus einer Kautschukfolie 12 mit hoher WcitcrrciOfestigkeit,
die durch Schlitze 15 unterbrochen und an diesen Stellen mit i;inem Streifen 16 aus Kautschukfolie 13 mit
geringer Weiterreißfestigkeit verschlossen ist. In den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. I und 2 ist die
Kautschukfolie 13 mit geringer Weiterreißfestigkeit in Form von schmalen Diagonalstreifen kreuzartig verlegt.
Die Ausbildung der Streifen 16 kann in der verschiedensten Weise erfolgen. Fünf Möglichkeiten
sind in den Fig.5 bis 9 dargestellt. Bei allen diesen
Möglichkeiten besteht die Kautschukfolie 12 mit hoher Weiterreißfestigkeit aus einem Silikonkautschuk der
mittels eines Gewebes 14 verstärkt ist. In den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 6 bis 8 sind die
Schlitze 15 durch einen Streifen $6 aus unverstärkiern
Silikonkautschuk abgedeckt, dessen Ränder mit der gewebeverstärkten Silikonkautschukfolie durch Verkleben
oder Vulkanisieren verbunden sind.
Im Falle der Ausführungsbeispiele nach den Fig.5
und 9 füllt die unverstärkte Silikonkautschukfolie die Schlitze 15 vollkommen aus. Zur Verbesserung der
Haftung ist bei dem in Fig.5 dargestellten Ausführungsbeispiel die Folie aus unverstärktem Silikonkautschuk
seitlich etwas über den Schlitz 15 hinausgezogen und an den Rändern mit der gewebeverstärkten
Silikonkautschukfolie verklebt oder auf diese aufvulkanisiert.
Im Falle der Ausführungsform nach F i g. 9 besteht die Folie 12 mit hoher Reißfestigkeit aus einer Silikonkauschuklage.
die auf einer Seite mit einer Gewebeamierung 14 ausgestattet ist. Auf diese Gewebeamierung 14
ist eine weitere Lage aus Silikonkautschuk aufgetragen, die auch den Schlitz 15 ausfüllt.
Die Herstellung einer Berstmembrane mit dem Aufbau gemäß F i g. 6 kann in folgender Weise erfolgen.
In einem ersten Schritt wird aus einer gewebeverstärkten
Silikonkautschukplatte 17 eine der Form des Rahmens entsprechende Einheit ausgeschnitten. In den
Fig. 10 und 11 ist ein derartiger Zuschnitt für eine quadratische und eine runde Rahmenform gemäß den
Ausführungsbeispielen nach F i g. 1 und 2 dargestellt.
Im Anschluß daran oder gleichzeitig mit der Herstellung der Außenkontur werden aus dem Zuschnin
zwei kreuzförmig angeordnete Schlitze 15 herausgeschnitten oder herausgestanzt. Dadurch werden
sowohl die Folie als auch die Gewebeverstärkung kreuzartig unterbrochen.
In einem separaten Arbeitsgang werden die die Folie 13 mit geringer Reißfestigkeil bildenden Streifen 16 aus
ίο einer Silikonkautschukpiaitc 18 ohne Gewebeverstärkung
ausgeschnitten. Dies erfolgt gemäß den Fig. 12
und 13 in der Weise, daß sowohl in der Mitte als auch im Randbereich zusammenhängende einstückig miteinander
verbundene Streifen gebildet werden.
Die auf diese Weise hergestellten Silikonkautschukplatten 17 und 18 werden deckungsgleich aufeinander
gelegt und durch Verkleben oder Vulkanisieren !Miteinander verbünden.
Im Anschluß an diesen Arbeitsgang werden im Randbereich Bohrungen für die Schraubbolzen 5
ausgestanzt und die miteinander verbundenen Folienplatten zwischen den Rahmenhälften 3 und 4 eingespannt.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Druckentlastungseinrichtung
ist nun die folgende:
Im Normalzustand befindet sich die Membrane 2 in der
in Fig, 3 dargestellten Normallage. In dieser Stellung ist
die Membrane der Druckentlastungseinrichtung in der Lage, kleinere Druckschwankungen durch geringfügiges
Auswölben ohne Beeinträchtigung der Dichtheit auszugleichen.
Nimmt der Druck auf der in Fig.3 oberen Membranenseite jedoch aus irgendwelchen Gründen
einen Wert an, der dem eingestellten Ansprechdruck entspricht oder diesen überschreitet, schlägt die
Membrane an die Messeranordnung 8 an. wie dies in. Fig.3 mit gestrichelten Linien dargestellt ist (Berstlage).
In einem solchen Falle ritzen die Messerschneiden die Kautschukfolie 13 mit geringer Weiterreißfestigkeit
an, so daß diese Folie entlang der vorgegebenen Streifen 16 aufreißt. Dadurch wird eine in ihren
Abmessungen genau definierte Fläche freigegeben, die die gewünschte Druckentlastung herbeiführt.
Claims (1)
- Patentansprüche:I. Dnickehtiastungseinrichtung: mit einem Rahmen, einer in diesem Rahmen gehalterten Berstmembrane aus gummiartigem Folienmaterial sowie einer zumindest auf einer Seite der Berstmembrane in einem bestimmten Abstand zum Folienmaterial angeordneten Anreißvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Berstmembrane (2) im wesentlichen aus einer Kautschukfolie (12) mit hoher Weiterreißfestigkeit besteht, die durch Schnitte, Schlitze (15), Aussparungen oder dgL unterbrochen und an diesen Stellen mit einem Streifen (16) aus Kautschukfolie (13) mit geringer Weiterreißfestigkeit verschlossen ist, und daß die Anreißvorrichtung (6) im Bereich der Kauischukfolie mit geringer Weiterreißfestigkeit angeordnet istZ Druckentlastungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (12) mit hoher Weiterreißfestigkeii aus gcwebeverstärktern Silikonkautschuk besteht.3. Druckentlastungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (13) mit geringer Weiterreißfestigkeit aus Silikonkautschuk ohne Gewebeverstärkung besteht4. Druckentlastungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (13) mit geringer Weiterreißfestigkeit aus einem Silikonkautschuk mit höherem Anteil an Vernetzungsmittel besteht5. Druckentlastungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (13) mit geringer Weiterreiß/estigkeit auf die Schnitte. Schlitze (15), Ausspülungen oder dgl. aufgeklebt oder in die Schnitte. Schlitze (15). Aussparungen oder dgl. einvulkanisiert ist.6. Druckentlastungseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Streifen (16) kreuzartig über die Membranenfläche verlaufen.7. Druckenilastungseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (16) sternartig über die Membranenfläche verlaufen.8. Druckentlastungseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreuzungsbereich der Streifen (IC) etwa im Bereich der Membranenmitle angeordnet ist.9. Druckentlastungseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (16) einstückig miteinander verbunden sind und einstükkig in einen rahmenartigen Randbereich übergehen.10. Druckentlastungseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anreißvorrichtung (6) in an sich bekannter Weise aus einer etwa im Bereich der Membranenmitte angeordneten Messeranordnung (8) mit Messerschneiden besteht.II. Druckentlastungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Erstrckkungsrichtung der Messerschneiden der Erstrekkungsrichtung der Streifen (16) entspricht.12. Druckentlastungseinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerschneiden gegenüber der Membranenebene in an sich bekannter Weise abstandsverstellbar gelagert sind.13. Druckentlastungscinrichtung nach eine ,ι dervorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Berstmembrane (2) durch eine ein- oder mehrlagige Schutzschicht abgedeckt ist
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19813142345 DE3142345C2 (de) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | Druckentlastungseinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19813142345 DE3142345C2 (de) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | Druckentlastungseinrichtung |
Publications (2)
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DE3142345A1 DE3142345A1 (de) | 1983-05-26 |
DE3142345C2 true DE3142345C2 (de) | 1983-12-15 |
Family
ID=6144818
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19813142345 Expired DE3142345C2 (de) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | Druckentlastungseinrichtung |
Country Status (1)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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Ipc: F16K 17/40 |
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D2 | Grant after examination | ||
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DITEC DICHTUNGSTECHNIK GMBH, 8710 KITZINGEN, DE |