DE3735734C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Asynchronmaschine mit den Merkmalen
des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Asynchronmaschine ist aus der EP-A1 63 162 bekannt.
Ihre Statorscheiben besitzen eine sechseckige Umrißform,
so daß ausgeprägte Scheibeneckbereiche nicht vorhanden
sind. Die erforderlichen Lüftungsaussparungen innerhalb der
Scheiben sind im Bereich ihrer Kreisringfläche vorhanden, wodurch
der magnetisch wirksame Statorquerschnitt vermindert
wird.
Aus der DD-PS 1 10 585 ist ferner eine elektrische Maschine
mit Umlaufkühlung bekannt, bei der das Ständerpaket aus zwei
Sorten von Scheiben, nämlich aus abwechselnd hintereinander
angeordneten kreisrunden und solchen mit zusätzlich angeformten
Stegbereichen besteht. Die in Paket-Längsrichtung nicht
zusammenhängend vorhandenen Stegbereiche bilden ein Lüftungsrippengitter,
durch das Kühlluft in zur Scheibenfläche paralleler
Richtung aus dem Scheibenpaket herausströmen kann.
Ausgehend von diesem vorbekannten Stand der Technik liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung oben stehender
Nachteile eine wirtschaftlich möglichst einfach herzustellende,
beliebig einsetzbare Asynchronmaschine zu schaffen.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten gattungsgemäßen
Asynchronmaschine durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs
1 gelöst.
Diese Ausbildung hat mehrere Vorteile. Einmal ermöglicht die
besondere Ausbildung der Statorscheiben durch die praktisch
quadratische Umrißform, daß die für den Betrieb der Maschine
wichtigen Lüftungsaussparungen in die elektrisch praktisch
unwirksamen vier Eckbereiche einer jeden Scheibe gelegt werden
können. Ferner können auch die Arretier- und/oder Befestigungsmittel
zwischen den Statorscheiben und den beiden Lagerschilden
in diesen vier Eckbereichen angeordnet werden.
Die in elektrotechnischer Hinsicht wirksame Kreisringfläche
einer jeden Statorscheibe wird dadurch nicht geschwächt. Außerdem
ist nur eine Sorte von Statorscheiben vorhanden, was
sich günstig auf den Montageaufwand auswirkt. Die quadratische
Umrißform jeder Statorscheibe hat den weiteren Vorteil,
daß der Klemmkasten bezüglich des Statorscheibenpaketes an
jeder Längsfläche des Statorscheibenpaketes angeordnet werden
kann. Der Klemmkasten kann damit immer so an der Maschine
vorhanden sein, daß er einerseits gut zugänglich, andererseits
nicht in Kollision gerät mit anderen, im Umkreis der
Maschine vorhandenen sonstigen Bauteilen.
Es ist zusätzlich möglich, die Außenseiten der Statorscheiben
mit Ausformungen zu versehen, wodurch sich eine verstärkte
Wärmeabführung nach außen hin bewirken läßt.
Eine einfache Möglichkeit, die Statorscheiben in Längsrich
tung mit dem Haubenlagerschild und Flanschlagerschild zu ver
binden, läßt sich dadurch verwirklichen, daß in zumindest
zwei äußeren Randbereichen jeder Scheibe jeweils eine Durch
bohrung vorgesehen wird. Durch diese Bohrung hindurch können
alle Scheiben und die beiden Schilder fest aneinander gekop
pelt werden.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung werden die Stator
scheiben nicht als einzelne lose Scheiben sondern als unter
einander fest miteinander verbundenes Scheibenpaket mit dem
Haubenlager- und Flanschlagerschild verbunden. Das gegensei
tige Ausrichten und Miteinanderverbinden der Scheiben ge
schieht dann in einem separaten Arbeitsgang. Zum Verbinden
können die Scheiben auf ihren jeweiligen äußeren Stirnseiten
durch entsprechende Schweißnähte miteinander fest verbunden
werden. Die Scheiben können auch durch eine Niet- oder Klammerverbindung
fest miteinander verbunden werden.
Für eine schnelle und einfache Montage der Statorscheiben
hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, in zumindest
zwei äußeren Randbereichen jeder Scheibe jeweils eine weite
re Bohrung vorzusehen. Durch diese Bohrung kann dann ein Zen
trierelement so hindurchgeführt werden, daß alle Scheiben in
gleicher Ausrichtung vorhanden sind. Sofern die Statorschei
ben bereits als Paket vorhanden sind, braucht das Zentrier
element nur in zumindest die jeweils äußerste Statorscheibe
eingreifen.
In Weiterbildung der Erfindung sind in zumindest einer, vor
zugsweise zwei sich in der Scheibenfläche gegenüberliegenden
Außenbereichen jeder Statorscheibe jeweils eine Einformung
vorhanden, in die ein Auflagerelement eingeführt werden
kann. Dieses Lagerelement ist vorzugsweise elastisch verform
bar ausgebildet, so daß die Asynchronmaschine gleichsam fe
dernd aufgelagert werden kann. Die Einformung in jeder Sta
torscheibe kann dabei beispielsweise schwalbenschwanzförmig
ausgebildet sein; eine derartige Einformung ermöglicht einen
festen Sitz des Auflagerelements in der diesem Auflagerele
ment entsprechend angepaßten Einformung.
In Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich die Asynchron
maschine ferner dadurch aus, daß die in Längsrichtung stirn
seitigen beiden Gehäuseteile topfartig ausgebildet sind, daß
jedes dieser Gehäuseteile in einer zur Längsrichtung senk
rechten Querrichtung einen größeren Durchmesser aufweist als
jede Statorscheibe, und daß der Bereich in Längsrichtung zwi
schen diesen beiden Gehäuseteilen und dabei gleichzeitig in
Querrichtung außerhalb der Statorscheiben durch ein in etwa
U-förmiges Wandstück verschlossen ist. Dabei bildet der sich
an die Statorscheiben in Längsrichtung anschließende Bereich
des einen stirnseitigen Gehäuseteils das sogenannte Hauben
lagerschild und der des anderen stirnseitigen Gehäuseteils
das sogenannte Flanschlagerschild. Ferner ist der in Längs
richtung außerhalb der Statorscheiben vorhandene Bereich für
den elektrischen Klemm- bzw. Schaltkasten vorgesehen. Mit
dieser Ausbildung läßt sich der bei der Asynchronmaschine vor
gesehene Klemm- bzw. Schaltkasten auf einfache Art und Weise
herstellen. Für den elektrischen Klemm- bzw. Schaltkasten
ist zusätzlich lediglich ein U-förmiges Wandstück erforder
lich, das in seinen Abmessungen der Dicke des Statorscheiben-
Pakets angepaßt ist. Die stirnseitig vorhandenen topfartigen
Gehäuseteile, die beispielsweise in Form von Gußteilen pro
blemlos hergestellt werden können, bilden nicht nur den
stirnseitigen Abschluß der Stator- und Rotorscheiben, son
dern auch den stirnseitigen Abschluß des Klemm- bzw. Schalt
kastens. Dieser Klemm- bzw. Schaltkasten erstreckt sich mit
seiner Längsausdehnung damit parallel zur Längserstreckung
der Statorscheiben.
In vorteilhafter Weise ist das Haubenlagerschild zur Aufnah
me eines Ventilators ausgebildet, mit dem durch die in den
Statorscheiben vorhandenen Lüftungsaussparungen hindurch der
zur Kühlung des Generators erforderliche Luftaustausch herge
stellt werden kann.
Um sowohl das Haubenlagerschild als auch das Flanschlager
schild mit dem Statorscheiben-Paket gegenseitig genau ausge
richtet zusammenbauen zu können, sind in vorteilhafter Weise
an dem Haubenlagerschild und an dem Flanschlagerschild je
weils mindestens zwei stabförmige, sich in Längserstreckung
auswölbende Vorsprünge vorhanden, die zum Ausrichten der ge
nannten Bauteile in entsprechend in den Statorscheiben vor
handene Bohrungen passend eingeführt werden können.
Diese Vorsprünge können nach einer anderen Ausführungsform
der Erfindung auch durch stirnseitige Bearbeitung des an das
Statorscheibenpaket in Längsrichtung angrenzenden Haubenla
ger- bzw. Flanschlagerschilds hergestellt werden. Diese Vor
sprünge können dann an passender Stelle in jeweils eine der
in jeder Statorscheibe vorhandenen Lüftungsaussparungen ein
greifen und dadurch das Scheibenpaket und das Haubenlager-
und Flanschlagerschild miteinander ausrichten.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind den in den An
sprüchen weiterhin aufgeführten Merkmalen zu entnehmen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und er
läutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen
den Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfin
dung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombina
tion angewendet werden. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Asyn
chrongenerators,
Fig. 2 eine Ansicht der in dem Asynchrongenerator nach
Fig. 1 verwendeten erfindungsgemäßen Statorscheibe
mit innenliegender Rotorscheibe,
Fig. 3 eine perspektivische, auseinandergezogene Dar
stellung der beim Asynchrongenerator nach Fig. 1
verwendeten Einzelteile und
Fig. 4 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform für die
erfindungsgemäße Statorscheibe.
Eine Asynchronmaschine 10 besitzt eine in Längsrichtung 12
ausgerichtete Welle 14, mit der sie an einer Motorwelle 16
eines nicht näher dargestellten Antriebs wirkverbunden
angeschlossen ist.
Auf der Welle 14 ist ein Paket von Rotorscheiben 18 vorhan
den das beim Drehen der Welle 14 ebenfalls in Umdrehung ver
setzt wird.
In Längsrichtung 12, außerhalb der Rotorscheiben 18, ist ein
Paket von Statorscheiben 20 vorhanden, das die Rotorscheiben
18 nach außen hin umgibt.
Sowohl die Rotorscheiben 18 als auch die Statorscheiben 20
besitzen eine sehr geringe Dicke und sind beispielsweise als
Stanzteil hergestellt.
In der Rotorscheibe 18 sind nutförmige Aussparungen 22 und
in der Statorscheibe 20 nutartige Aussparungen 24 einge
formt. In diesen Nuten 22, 24 sind die für den Betrieb des
Generators erforderlichen - in der Zeichnung nicht näher dar
gestellten - elektrischen Wicklungen vorhanden.
Die Statorscheibe 20 besitzt eine in etwa quadratische Umriß
gestalt, wobei seine vier Außenseiten 26, 28, 30, 32 in etwa
ebenflächig ausgebildet sind. In den vier Eckbereichen der
Statorscheibe 20 sind jeweils im an die betreffende Ecke an
schließenden Bereich der entsprechenden beiden Außenseiten
jeweils eine Ausnehmung 34 vorhanden. Diese Ausnehmung 34 be
sitzt eine Stärke, die der Dicke einer noch später beschrie
benen U-förmigen Kappe 86 dergestalt angepaßt ist, daß die
Außenseite dieser Kappe 86 (Fig. 3) bündig mit der entspre
chenden Außenseite 28, 30, 32, 34 der Statorscheibe 20 ver
läuft.
An den beiden gegenüberliegenden Außenseiten 26, 30 der Sta
torscheibe 20 sind jeweils zwei L-förmige Schlitze 38, 40
vorhanden. Die beiden Schlitze 38, 40 sind gegenseitig
schwalbenschwanzförmig in der Statorscheibe 20 angeordnet.
In die beiden Schlitze 38, 40 kann ein mit seinen Endberei
chen 42 entsprechend angepaßtes Auflagerprofil 44 hineinge
schoben werden (Fig. 3), so daß die zu einem Paket zusam
mengefaßten Statorscheiben 20 und damit auch die übrigen
Teile des Asynchrongenerators 10 auf diesem Auflagerprofil
44 auflagern können (Fig. 1).
In jedem äußeren Eckbereich der Statorscheibe 20 sind je
weils zwei Aussparungen 46, 48 vorhanden, die zur Belüftung
des Asynchrongenerators 10 dienen. Der zur Belüftung benötig
te Luftaustausch durch diese Aussparungen 46, 48 hindurch
erfolgt mittels eines Ventilators 50, der in Längsrichtung
12 drehbar im sogenannten Haubenlagerschild 52 vorhanden
ist.
In der Statorscheibe 20 sind in jedem Eckbereich ferner zwei
Löcher 54, 56 vorhanden. Durch das äußere 54 der beiden
Löcher lassen sich beliebig viele Statorscheiben 20 zu einem
Paket zusammenpressen (Fig. 1). Durch das andere Loch 56
kann ein Zentrierstift 58 hindurchgeführt werden, der gleich
zeitig in das Haubenlagerschild 52 und das diesem auf der
anderen Seite des Asynchrongenerators gegenüberliegende
Flanschlagerschild 60 eingreift, so daß Haubenlagerschild,
Statorscheibenpaket und Flanschlagerschild zueinander in
gewünschter Weise ausgerichtet sind.
Sowohl das Haubenlagerschild 52 als auch das Flanschlager
schild 60 sind topfartige Gehäuseteile.
Das Flanschlagerschild 60 besitzt einen zentralen Boden 62,
an den sich - auf der rechten Seite der Fig. 1 - ein nicht
dargestellter Motor anschließt. Durch den zentralen Boden 62
geht die Motorwelle 16 hindurch, die in Wirkverbindung mit
der Welle 14 steht. An den zentralen Boden 62 schließt sich
eine topfartige Seitenwand 64 an. Mit ihren freien Enden
stößt diese Seitenwand 64 an das Statorscheibenpaket 20 an.
In einem - in Fig. 1 oberen - Bereich der Seitenwand 64
schließt sich ein weiterer Boden 66 an, der mit einer Seiten
wand 68 so versehen ist, daß im Bereich dieses Bodens 66
ebenfalls ein topfartiges Gehäuseteil entsteht.
Ähnlich wie das Flanschlagerschild 60 ist auch das Haubenla
gerschild 52 ausgebildet. An einen zentralen Boden 70
schließt sich eine Seitenwand 72 an, die den Boden 70 topfar
tig umgibt. Diese Seitenwand 72 stößt in bezug auf die Sei
tenwand 64 von der anderen Seite her an das Statorscheiben
paket 20 an.
Auf der in Fig. 1 linken Seite ist in einem gewissen Abstand
vom Boden 70 eine Kiemenblechverkleidung 74 vorhanden. Zwi
schen dieser Kiemenblechverkleidung 74 und dem Boden 70 ist
der Ventilator 50 angeordnet, der in Längsrichtung 12 dreh
bar gelagert ist.
Oberhalb der den Boden 70 topfartig umgebenden Seitenwand 72
ist ein weiterer Boden 76, parallel zum Boden 70 und zu den
gegenüberliegenden Böden 62 und 66 des Flanschlagerschilds
60 vorhanden. In diesem Boden 76 sind Steckdosen 77 einge
paßt.
Der Boden 76 ist auf seinem der Seitenwand 72 entgegengesetz
ten Ende von einer weiteren Seitenwand 78 so umgeben, daß
ebenfalls ein bezüglich des Bodens 76 topfartiges Gehäuse
gebildet wird.
Die Böden 76 und 66 einerseits sowie die Seitenwände 78 und
68 andererseits bilden die äußere Hülle eines sogenannten
Klemm- bzw. Schaltkastens 80. In diesem Kasten 80 ist ein
Bereich 82 für Kondensatoren vorhanden. In der Seitenwand 72
des Haubenlagerschilds 52 ist eine Öffnung 84 aus dem Inne
ren des Haubenlagerschilds in den Schaltkasten 80 hinein vor
handen, durch die hindurch die erforderliche elektrische Ver
drahtung geführt ist.
Der Schaltkasten 80 ist im Bereich der Statorscheiben 20 von
einer U-förmigen Kappe 86 umgeben, die die Seitenwände 78
und 68 miteinander verbindet, so daß der Kasten 80 von allen
Seiten eingeschlossen ist. Diese Kappe 86 ist mittels Schrau
ben 88 sowohl an der Seitenwand 78 des Haubenlagerschilds 52
als auch an der Seitenwand 68 des Flanschlagerschilds 60 be
festigt.
Damit die U-förmige Kappe 86 mit ihrer Außenseite bündig mit
der Außenseite der Seitenwand 78 des Haubenlagerschilds 52
und der Seitenwand 68 des Flanschlagerschilds 60 verläuft,
sind in diesen Seitenwänden 78, 68 entsprechende Ausnehmun
gen 90, 92 vorhanden. Diese Ausnehmungen 90, 92 korrespondie
ren mit den Ausnehmungen 34 in der Statorscheibe 20, so daß
die U-förmige Kappe 86 nicht nur mit den Außenseiten der Sei
tenwände 78, 68 sondern auch mit der entsprechenden Außensei
te der Statorscheibe 20 bündig verläuft.
Um in dem Flanschlagerschild 60 einen Wärmestau zu vermei
den, sind in dessen Außenwänden Lüftungsdurchbrüche 98 vor
handen.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Statorscheibe 20.1 sind an
ihren Außenseiten 26.1, 28.1, 30.1, 32.1 jeweils Rippen 94
vorhanden. Im Inneren besitzt die Scheibe 20.1 radial ange
ordnete Lüftungsaussparungen 96. Die gegenüber der Scheibe
20 (Fig. 2) infolge der zahlreichen Rippen 94 und Aussparun
gen 96 vergrößerte Scheibenoberfläche dieser Scheibe 20.1 er
möglicht eine besonders gute Wärmeabfuhr nach außen hin.
Claims (14)
1. Asynchronmaschine (10), mit
- - einem äußeren Paket von in Längsrichtung hintereinanderliegenden Statorscheiben (20),
- - einem inneren Paket von Rotorscheiben (18),
- - einem Gehäuseteil das im Bereich der Statorscheiben (20) als Scheibenpaket ausgebildet ist, wobei jede dieser Scheiben ein Teil einer entsprechenden Statorscheibe (20) ist und dadurch gleichzeitig auch das im Bereich der Statorscheiben vorhandene Gehäuseteil bildet,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - die von jeder Statorscheibe (20) eingenommene Scheibenfläche etwa quadratisch ist derart, daß
- - in den äußeren Eckbereichen jeder Scheibe (20) Lüftungsaussparungen (46, 48, 96) vorhanden sind,
- - in zumindest zwei dieser äußeren Eckbereiche weitere Aussparungen (54, 56) vorhanden sind, die wahlweise verwendbar sind,
- - zum miteinander Verbinden der Scheiben (20) und/oder
- - durch Einführen von Zentrierelementen (58) zum gleichmäßigen Ausrichten der Scheiben (20) untereinander bzw. des Scheibenpakets zwischen dem Haubenlagerschild (52) und dem Flanschlagerschild (60).
2. Asynchronmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
in den stirnseitigen Seitenflächen (26.1, 28.1, 30.1, 32.1)
jeder Scheibe (20.1) rippenförmige Ausformungen (94) vorhanden
sind.
3. Asynchronmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
an zumindest einer, vorzugsweise zwei sich in der Scheibenfläche
gegenüberliegenden Außenbereichen der Statorscheibe
(20) jeweils eine Einformung (38, 40) vorhanden ist, in die
ein Auflagerelement (44) einführbar ist.
4. Asynchronmaschine nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Auflagerelement (44) elastisch verformbar ist.
5. Asynchronmaschine nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Einformung (38, 40) schwalbenschwanzförmig, T-förmig
oder dergleichen ausgebildet ist.
6. Asynchronmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - die in Längsrichtung (12) stirnseitigen beiden Gehäuseteile (52, 60) topfartig, mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet sind,
- - jedes dieser Gehäuseteile in einer ersten zur Längsrichtung senkrechten Querrichtung einen größeren Durchmesser und in der anderen zur Längsrichtung senkrechten Querrichtung den gleichen Durchmesser aufweist wie jede Statorscheibe,
- - der Bereich einerseits in Längsrichtung zwischen diesen
beiden Gehäuseteilen und andererseits in Querrichtung außerhalb
der Statorscheiben durch ein in etwa U-förmiges Wandstück
(86) verschlossen ist,
wobei der sich an die Statorscheiben (20) in Längsrichtung anschließende Bereich des einen stirnseitigen Gehäuseteils das sogenannte Haubenlagerschild (52) und der Bereich des anderen stirnseitigen Gehäuseteils das sogenannte Flanschlagerschild (60) darstellt und der in Längsrichtung außerhalb der Statorscheiben vorhandene Bereich den elektrischen Klemm- bzw. Schaltkasten (80) bildet.
7. Asynchronmaschine nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Haubenlagerschild (52) einen Ventilator (50) so umschließt,
daß die durch diesen Ventilator bewegte Luft durch
die in den Statorscheiben (20) vorhandenen Lüftungsaussparungen
(46, 48, 96) hindurchströmt.
8. Asynchronmaschine nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
an dem Haubenlagerschild (52) und an dem Flanschlagerschild
(60) jeweils mindestens zwei stabförmige Vorsprünge vorhanden
sind, deren Längsachsen mit der der zweiten Bohrung (56)
zusammenfallen und deren Durchmesser dem Durchmesser dieser
Bohrung so angepaßt sind, daß die Vorsprünge durch Eingreifen
in die Bohrungen zum gegenseitigen Ausrichten der Scheiben
und der beiden stirnseitigen Gehäuseteile verwendbar sind.
9. Asynchronmaschine nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
an dem Haubenlagerschild (52) und an dem Flanschlagerschild
(60) jeweils mindestens zwei Vorsprünge vorhanden sind, die
in Aussparungen, insbesondere Lüftungsaussparungen, der Statorscheiben
(20, 20.1) eingreifend ausgebildet und zum gegenseitigen
Ausrichten des Scheibenpakets (20, 20.1) und der
beiden stirnseitigen Gehäuseteile verwendbar sind.
10. Asynchronmaschine nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
auf der Außenseite des Haubenlagerschilds (52) und des
Flanschlagerschilds (60) Lüftungsdurchbrüche (74, 78) vorhanden
sind.
11. Asynchronmaschine nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Lüftungsdurchbrüche des Haubenlagerschilds (52) durch
eine sheddachähnlich ausgebildete Stirnwand (74) gebildet
sind.
12. Asynchronmaschine nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
zumindest zwei bezüglich einer Hauptachse einer Scheibe sich
gegenüberliegende nutartige Einformungen (34) im äußeren
Umfangsbereich jeder Scheibe (20) vorhanden sind, in denen
die beiden freien Enden des U-förmigen Wandstücks (86)
bündig mit den Scheiben (20) anschließbar sind.
13. Asynchronmaschine nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
in jeder Umfangsseite (26, 28, 30, 32), in jedem der vier
Eckbereiche jeder im Querschnitt quadratischen Statorscheibe,
eine nutartige Einformung (34) vorhanden ist.
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DE19823586A1 (de) * | 1998-05-06 | 1999-11-18 | Lloyd Dynamowerke Gmbh | Ständerblech für ein Ständerblechpaket eines gehäusemantellosen Drehstrommotors sowie Ständer eines gehäusemantellosen Drehmstrommotors |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE3735734A1 (de) | 1989-05-03 |
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