DE7917319U1 - PRESSURE CHAMBER TRANSMISSION - Google Patents
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Unser Az.: PA 604 ZAHNRÄDERFABRIK RENKOur reference number: PA 604 ZAHNRÄDERFABRIK RENK
AKTIENGESELLSCHAFTSHARED COMPANY
Datum: 13.6.1979 Gögginger Str. 71-83Date: 13.6.1979 Gögginger Str. 71-83
8900 Augsburg8900 Augsburg
Die Erfindung betrifft ein Druckkaramgetriebe mit zwei miteinander in Eingriff stehenden und mit einem, einem dieser Zahnräder zugeordneten Druckkamm zur Aufnahme von Axialdrücken zwischen den beiden Zahnrädern bzw. deren Wellen.The invention relates to a Druckkaram gear with two together in engagement with a pressure comb assigned to one of these gears for absorbing axial pressures between the two gears or their shafts.
Druckkämme dienen bei schneilaufenden Getrieben zur Aufnahme und zum Ausgleich von Axialkräften zwischen Zahnrädern bzw. deren Wellen. Sie werden bei hohen Zahngeschwindigkeiten ab ungefähr 130 m/min anstelle von Axialdrucklagern verwendet, weil letztere sich bei diesen Geschwindigkeiten zu stark erwärmen und deshalb nicht brauchbar sind. Eine übliche Zahngeschwindigkeit der Zahnräder bei Druckverdichteranlagen ist beispielsweise 178 m/min bei einer Drehzahl von 13 4OO U/min Die zu übertragende Leistung beträgt beispielsweise 17 MW (etwa 20 000 PS). Bei den bekannten Druckkammgetrieben bestehen die einzelnen Übersetzungen normalerweise aus einem Stirnrad und einem damit kämmenden Ritzel. Beide sind normalerweisePressure combs are used to hold gears that are running at high speed and to compensate for axial forces between gears or their shafts. They will depend on high tooth speeds about 130 m / min instead of thrust bearings because the latter heat up too much at these speeds and are therefore not usable. A common tooth speed of the gears in pressure compressor systems is, for example, 178 m / min at a speed of 13 400 rpm The power to be transmitted is, for example, 17 MW (about 20,000 hp). In the known pressure comb gears exist the individual translations usually consist of a spur gear and a pinion meshing with it. Both are usually
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mit ihren Wellen einstückig hergestellt. Beidseitig des Ritzels ist auf die Ritzelwelle ein ringförmiger Druckkamm aufgeschrumpft. Die Ritzellager befinden sich beidseitig außerhalb der Druckkämme auf der Ritzelwelle. Dies hat einige Nachteile: Die hohe Drehzahl bzw. Umfangsgeschwindigkeit führt zu einer Aufweitung der ringförmigen Druckkämme und damit zur Gefahr, daß die Druckkämme die Axialdrücke nicht mehr aufnehmen können und abgezogen werden. Die Geschwindigkeit, bei der die Schrumpfspannung der Druckkämme durch die Fliehkraft soweit aufgehoben wird, daß kein sicherer Betrieb mehr gewährleistet ist, liegt bei einer Ttilkreisgeschwindigkeit von ungefähr 150 m/s. Die Umfangsgeschwindigkeit und damit die Gefahr einer FliehkratfaufWeitung versucht man dadurch zu verhindern, daß man die Durchmesser der Ritzel- und Zahnräder und damit auch deren Wellen kleiner macht. Dies ergibt jedoch verhältnismäßig breite Ritzel- und Zahnräder, um den einzelnen Zähnen die für die Kraftübertragung erforderliche Stärke zu geben. Durch die Verbreiterung der Ritzel- und Zahnräder kommt jedoch ein anderer Nachteil stärker zur Wirkung, nämlich deren Durchbiegung und Verdrillung infolge der großen Stützweite bzw. des großen Abstandes zwischen den beiden Lagern des betreffenden Ritzels bzw. des betreffenden Zahnrades. Der große Lagerabstand ist einerseits durch die große Zahnbreite und andererseits durch die Lage der Druckkämme zwischen Zahnrad bzw. Ritzel und den Lagern bedingt. Die Verdrillung versucht man durch eine entsprechende Zahnschräge zu kompensieren. Die Schräge der Zähne entspricht der Verdrillung bei Last. Wird jedoch das Getriebe nur mit Teillast betrieben, dann führt die Zahnschräge zu einer einseitigen Zahnbelastung. Weitere Nachteile der Druckkämme bestehen darin, daß sie die öl- und Wärmeabfuhr der Verzahnung behindern und wegen angeschmiedeter Flansche an der Ritzelwelle auf der Antriebsseite schwer zu montieren sind.made in one piece with their shafts. On both sides of the pinion there is an annular pressure comb on the pinion shaft shrunk. The pinion bearings are located on both sides outside the pressure ridges on the pinion shaft. this has some disadvantages: the high speed or peripheral speed leads to an expansion of the annular pressure ridges and thus the risk that the pressure ridges Axial pressures can no longer be absorbed and are deducted. The speed at which the shrinkage stress of the print ridges is canceled by centrifugal force so that safe operation is no longer guaranteed, is included a circle speed of approximately 150 m / s. The circumferential speed and thus the risk of centrifugal force widening one tries to prevent that one changes the diameter of the pinion and gear wheels and thus also whose waves make them smaller. However, this results in relatively wide pinions and gears around the individual teeth to give the strength required for power transmission. By widening the pinion and gears comes however, another disadvantage has a greater effect, namely its deflection and twisting due to the large span or the large distance between the two bearings of the relevant pinion or the relevant gear. Of the large bearing distance is on the one hand due to the large face width and on the other hand due to the position of the pressure ridges between Gear or pinion and the bearings are conditional. An attempt is made to compensate for the twisting by means of a corresponding tooth bevel. The slope of the teeth corresponds to the twist under load. However, if the gearbox is only operated at part load, then the tooth slope leads to a one-sided tooth load. Further disadvantages of the pressure combs are that they hinder the oil and heat dissipation of the teeth and are difficult to assemble because of the forged flanges on the pinion shaft on the drive side.
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Durch die Erfindung soil die Aufgabe gelöst werden, diese Nachteile mit einfachen Mitteln zu vermeiden.The invention is intended to solve the problem, this Avoid disadvantages with simple means.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Druckkamin an das Zahnrad und/oder dessen Welle angeschmiedet ist. Dadurch wird eine Fliehkraftaufweitung des Druckkammes vermieden und die Getriebe können mit höheren Umfangsgeschwindigkeiten betrieben werden. Dies bedeutet auch, daß die Zahnräder nicht mehr ungünstig breit gebaut werden müssen , sondern schmäler sein können mit einem entsprechend größeren Zahnraddurchmesser. Ferner wird, wenn der Druckkamm gemäß der Erfindung nicht mehr mit dem anderen Zahnrad , sondern mit einem von diesem getrennten Axialdruckelement zusammenwirkt, die öl- und Wärmeabfuhr der Verzahnung nicht mehr so stark oder gar nicht behindert. Der Druckkamm oder die Druckkämme können axial mit größerem Abstand vom Zahnrad bzw. Ritzel angeordnet werden, so daß die Lager unmittelbar neben dem Zahnrad bzw. dem Ritzel mit einem kurzen Lagerabstand angeordnet werden können.This object is achieved according to the invention in that the pressure chimney is forged onto the gearwheel and / or its shaft is. This avoids an expansion of the centrifugal force of the pressure comb and the gears can with higher peripheral speeds can be operated. This also means that the gears are no longer unfavorable Have to be built wide, but can be narrower with a correspondingly larger gear diameter. Further when the pressure comb according to the invention no longer with the other gear, but with one of this separate axial pressure element interacts, the oil and heat dissipation of the toothing no longer so strong or even not disabled. The pressure comb or the pressure combs can be arranged axially at a greater distance from the gear wheel or pinion so that the bearings immediately next to the gear or the pinion with a short bearing distance can be arranged.
Weitere Merkmale der Erfindung eryeben sich aus den Unteransprüchen. Further features of the invention emerge from the subclaims.
Mehrere Ausführungsformen werden im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen als Beispiel beschrieben. In diesen zeigenSeveral embodiments are described below with reference to FIG the drawings are described as an example. In these show
Fig. 1 eine bekannte Druckverdichter-Anlage mit Druckkammgetrieben,1 shows a known pressure compressor system with pressure comb gears,
Fig. 2 eine bevorzugte Ausführungsform eines Druckkammgetriebes nach der Erfindung,2 shows a preferred embodiment of a pressure comb gear according to the invention,
Fig. 3 bis 5 weitere Ausführungsformen der Erfindung in ähnlicher Darstellung wie Fig. 2.FIGS. 3 to 5 show further embodiments of the invention in a representation similar to FIG. 2.
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Bei der bekannten Druckverdichteranlage nach Fig. 1 treibt ein Motor 1 über eine Kupplung 2 sin Zahnrad 3 (ein Stirnrad) an. Das Zahnrad 3 kämmt mit einem Ritzel &, an dessen Welle ein NiederdruckverdiGhter 5 und ein Zahnrad 6 angeschlossen sind. Letztere kämmt mit einem weiteren Ritzel 7, dessen Welle einen Hochdruckverdichter 8 antreibt. Die beiden Ritzel 4 und 7 sind an ihren Stirnseiten mit Druckkämmen 9 und 10 bzw. 11 und 12 versehen. Die Druckkämme 9 und 10 des Ritzels 4 umgreifen die Zähne des Zahnrades 3 und die Druckkämme 11 und 12 des Ritzels 6 umgreifen die Zähne des Zahnrades 6. Somit bilden die beiden Ritzel 4 und 7 mit den Zahnrädern 3 und 6 jeweils ein Druckkammgetriebe.· Die Druckkämme 9 bis 12 übertragen axial auftretende Kräfte. Die gesamte Axialkraft wird von einem Axialdrucklager 13 übernommen, welches die Welle des Zahnrades 3 stützt. Diese Welle hat eine verhältnismäßig niedrige Drehzahl, da sie der Drehzahl des Motors 1 von beispielsweise 1200 ü/min entspricht. Diese Drehzahl wird durch die übersetzung vom Zahnrad 3 auf das Ritzel 4 beispielsweise auf 7200 ü/min erhöht. Die Drehzahl von 7200 U/min wird durch die übersetzung des weiteren Zahnrades 6 mit dem Ritzel 7 auf 13 400 U/min erhöht. Das einzige verwendete Axialdrucklager 13 befindet sich demgemäß an der Welle mit der niedrigsten Drehzahl. Die Leistung des Motors 1 beträgt beispielsweise 26 MW.In the known pressure compressor system according to FIG. 1, a motor 1 drives a gear 3 (a spur gear) via a clutch 2. The gear 3 meshes with a pinion &, to whose shaft a low-pressure compressor 5 and a gear 6 are connected. The latter meshes with a further pinion 7, the shaft of which drives a high-pressure compressor 8. The two pinions 4 and 7 are provided with pressure combs 9 and 10 or 11 and 12 on their end faces. The pressure combs 9 and 10 of the pinion 4 encompass the teeth of the gear 3 and the pressure combs 11 and 12 of the pinion 6 encompass the teeth of the gear 6. The two pinions 4 and 7 with the gears 3 and 6 each form a pressure comb transmission Pressure combs 9 to 12 transmit axially occurring forces. The entire axial force is taken over by a thrust bearing 13 which supports the shaft of the gear 3. This shaft has a relatively low speed, since it corresponds to the speed of the engine 1 of, for example, 1200 rpm. This speed is increased by the translation from gear 3 to pinion 4, for example to 7200 rpm. The speed of 7200 rpm is increased by the translation of the further gear 6 with the pinion 7 to 13,400 rpm. The only thrust bearing 13 used is accordingly located on the shaft with the lowest speed. The power of the engine 1 is, for example, 26 MW.
Das erfindungsgemäße Druckkammlager nach Fig. 2 enthält ein Ritzel 21 mit einer mit ihr einstückigen Welle 22, an deren eines Ende ein zweiseitig wirkender Druckkamm 23 und an deren anderes Ende ein Wellenanschlußflansch 24 angeschmiedet sind. An letzeren ist der Flansch 25 einer Abtriebswelle angeschlossen. Zwischen Druckkamm 23 und Ritzel sowie zwischen diesem Ritzel 21 und dem Flansch 24 befindet sich je ein Lager 27 bzw. 28.The thrust cam bearing according to the invention according to FIG. 2 contains a pinion 21 with a shaft 22 integral with it, at one end of which a bilateral pressure comb 23 and at the other end a shaft connection flange 24 are forged are. The flange 25 of an output shaft is connected to the latter. Between pressure comb 23 and pinion and between this pinion 21 and the flange 24 there is a bearing 27 and 28, respectively.
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Mit dem Ritzel 21 stellt ein Zahnrad 29 mit einer vorzugsweise einstückig mit ihr hergestellten Welle 30 in Eingriff. Beidseitig unmittelbar neben dem Zahnrad 29 (ein Stirnrad) befinden sich auf der Welle 3O Lager 31 und 32. An der Welle 30 befindet sich in einem durch das Lager 31 gegebenen Abstand vom Zahnrad 29 ein Flansch 33 zum Anschluß eines Flansches 34 einer Antriebswelle 35. Der Flansch 33 kann an dieser Welle 3O angeschmiedet sein. Der Außenumfang des Flansches 33 ist als ringförmiges Axialdruckelement 36 ausgebildet, das mit einer Dmfangsnut des zweiseitig wirkenden Druckkammes 33 in Eingriff steht.With the pinion 21, a gear 29 meshes with a shaft 30 which is preferably made in one piece with it. On both sides immediately next to the gear 29 (a spur gear) there are bearings 31 and 32 on the shaft 3O Shaft 30 is located at a distance from gear 29 given by bearing 31, a flange 33 for connection of a flange 34 of a drive shaft 35. The flange 33 can be forged onto this shaft 3O. The outer circumference of the flange 33 is designed as an annular axial pressure element 36 which, with a circumferential groove of the bilateral acting Pressure comb 33 is in engagement.
Bei der Ausführung nach Fig. 3 befinden sich Radiallager 41 und 42 einer Ritzelwelle 43 zwischen einem Ritzel 44 und einseitig wirkenden/angeschmiedeten Druckkämmen 45 und 46-Ritzel 44, Welle 43 und Druckkämme 45 und 46 können einstückig sein. Das Ritzel 44 steht mit dem Zahnrad 29 in Eingriff, welches an seinem freien Wellenende 47 ebenfalls mit einem ring- bzw. scheibenförmigen, angeschmiedeten Axialdruckelement 48 versehen ist.Letzteres wirkt einseitig mit dem Druckkamm 46 zusammen, während das auf der dazu abgewandten Seite des Zahnrades 29 auf der Zahnradwelle 30 sitzende Axialdruckelement 36 einseitig mit dem Druckkamm 45 zusammenwirkt.In the embodiment according to FIG. 3, there are radial bearings 41 and 42 of a pinion shaft 43 between a pinion 44 and unidirectional / forged pressure combs 45 and 46 pinions 44, shaft 43 and pressure combs 45 and 46 can be in one piece. The pinion 44 is with the gear 29 in Engagement, which at its free shaft end 47 also with an annular or disc-shaped, forged Axialdruckelement 48 is provided. The latter acts on one side with the pressure comb 46, while that on the to On the opposite side of the gear 29, axial pressure element 36 seated on the gear shaft 30 on one side with the pressure comb 45 cooperates.
Bei der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 4 bildet ein Ritzel 51 ein einstückiges Teil mit einer Ritzelwelle Ar. letztere ist ein zweiseitig wirkender Druckkamm 53 und ein Anschlußflansch 54 für den Anschluß des Flansches 25 der Abtriebswelle 26 angeschmiedet. Ein Ritzellager 55 befindet sich unmittelbar neben dem Ritzel 51 auf der Welle 52. Das andere Radiallager 56 befindet* sich auf der Ritzelwells zwischen Druckkamm 53 und Flansch 54. Mit dem Ritzel 51 steht ein Zahnrad 57 in Eingriff. An das Zahnrad 57 (Stirnrad) bzw.an deren einstückige Welle 58 ist ein ringförmigesIn the embodiment of the invention according to FIG. 4, a pinion 51 forms an integral part with a pinion shaft Ar. the latter is a bilateral pressure comb 53 and a connecting flange 54 for connecting the flange 25 of the Output shaft 26 forged on. A pinion bearing 55 is located directly next to the pinion 51 on the shaft 52. The other radial bearing 56 is * on the pinion shaft between pressure comb 53 and flange 54. A gear 57 meshes with pinion 51. To gear 57 (spur gear) or on its one-piece shaft 58 is an annular
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bzw. scheibenförmiges Axialdruckelement 59 angeschmiedet, das in eine Omfangsnut des zweiseitig wirkenden Druckkammes 53 eingreift. An einen Flansch 60 der Zahnradwelle ist der Flansch 34 einer Antriebswelle 35 angeschlossen.or disc-shaped axial pressure element 59 forged on, which engages in an Omfangsnut of the bilateral pressure comb 53. To a flange 60 of the gear shaft the flange 34 of a drive shaft 35 is connected.
Die Fliehkräfte haben auf den Druckkamm 53 keine nachteilige Wirkung, da er angeschmiedet ist. Der Abstand der Lager 55 und 56 des Ritzels 51 bzw. der Lager 61 und 62 der Zahnrades 57 ist zwar etwas größer als bei den vorstehend beschriebenen Ausführungen der Erfindung, jedoch immer nopa kleiner als bei den bekannten Konstruktionen.The centrifugal forces have no adverse effect on the pressure comb 53, since it is forged on. The distance between the bearings 55 and 56 of the pinion 51 or the bearings 61 and 62 of the gear 57 is somewhat larger than in the case of the ones described above Embodiments of the invention, but always nopa smaller than in the known constructions.
Die Ausführungsfonn nach Fig. 5 zeigt ein Zahnrad 71 , deren Welle 72 mit unmittelbar neben dem Zahnrad 71 angeordneten Radiallagern 73 und 74 gelagert ist und einen Flansch 75 zum Anschluß einer Antriebswelle aufweist. Das Zahnrad 71 steht mit einem Ritzel 76 in Eingriff, welches mit einer Ritzelwelle 77 aus einem Stück besteht. Ein unmittelbar stirnseitig an das Ritzel 76 und deren Welle 77 angeschmiedeter Druckkamm 78 wirkt einseitig mit einer Gegenfläche 79 des Zahnrades 71 zusammen. Ein weiterer Druckkamm ist an der anderen Stirnseite des Ritzels 76 in ansich bekannter Weise auf die Ritzelwelle 77 aufgeschrumpft und wirkt einseitig mit einer Gegenfläche 81 des Zahnrades 71 zusammen. Ein Sicherungsring 82 verhindert ein Abrutschen des aufgeschrumpften Druckkammes 80 , wenn bei hoher Drehzahl die Schrumpfkräfte des aufgeschrumpften Druckkammes 80 von den Fliehkräften aufgehoben werden. Diese Ausfuhrungsform nach Fig. 5 eignet sich im wesentlichen nur für Druckkammgetriebe, bei denen entweder keine kritiscnen Drehzahlen auftreten, durch welche die Schrumpfkräfte durch die Fliehkräfte aufgehoben werden können, oder bei denen die auftretenden Axialkräfte nur in Richtung auf den angeschmiedeten Druckkamm 78 wirken. Lager 83 und 84 der Ritzelwelle 77 sindThe embodiment according to FIG. 5 shows a gear 71, the shaft 72 of which is arranged directly next to the gear 71 Radial bearings 73 and 74 is mounted and has a flange 75 for connecting a drive shaft. That Gear 71 meshes with a pinion 76 which is made in one piece with a pinion shaft 77. An immediate the end face of the pinion 76 and its shaft 77 forged pressure comb 78 acts on one side with an opposing surface 79 of the gear 71 together. Another pressure comb is shrunk onto the pinion shaft 77 on the other end face of the pinion 76 in a manner known per se and acts on one side with a mating surface 81 of the gear 71 together. A locking ring 82 prevents the shrunk from slipping off Pressure comb 80 when the shrinking forces of the shrunk-on pressure comb 80 at high speed of the Centrifugal forces are canceled. This embodiment according to Fig. 5 is essentially only suitable for pressure comb gears in which either no critical speeds occur, through which the shrinkage forces canceled by the centrifugal forces can be, or in which the axial forces occurring only in the direction of the forged pressure ridge 78 work. Bearings 83 and 84 of the pinion shaft 77 are
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jeweils axial außerhalb der Druckkämme 78 und 80 angeordnet. Ein Flansch 85 der Ritzelwelle 77 dient zum Anschluß des Flansches 25 der Abtriebswelle 26.each arranged axially outside of the pressure ridges 78 and 80. A flange 85 of the pinion shaft 77 is used for connection of the flange 25 of the output shaft 26.
Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen nach den Figuren 4 und 5 eignen sich nur für Ritzel 51 bzw. 76/ deren Zähne im Stoßverfahren hergestellt werden und nicht geschliffen werden müssen. Bei anderen Verfahren, insbesondere beim Schleifen, müssen die Ritzel auf beiden Stirnseiten einen freien Raum für das Bearbeitungswerkzeug, insbesondere die Schleifscheibe, haben·.. Dies ist nicht der Fall, wenn der Druckkamm 52 bzw.78 unmittelbar neben dem Ritzel angeschmiedet ist.The embodiments according to the invention according to the figures 4 and 5 are only suitable for pinions 51 and 76 / whose teeth are produced using the butt method and are not ground Need to become. With other methods, especially when grinding, the pinions must be on both Front sides have a free space for the machining tool, in particular the grinding wheel, ... This is not the case if the pressure comb 52 or 78 is forged directly next to the pinion.
Abwandlungen der erfindungsgemäßen Ausführungsformen können darin bestehen, daß die Antriebswelle vertauscht wird. Auch ist es möglich, auf die Ritzelwelle ein scheibenförmiges Axialdruckelement und auf die Zahnradwelle einen Druckk-vnun aufzubringen , also gegenüber den beschriebenen Ausführungsformen Druckkamm und Axialdruckelement gegenseitig zu vertauschen, wobei gemäß der Erfindung mindestens eines von beiden, Druckkamm unci/oder Axialdruckelement, angeschmiedet ist.Modifications of the embodiments according to the invention can consist in the fact that the drive shaft is reversed. It is also possible to turn on the pinion shaft disk-shaped axial pressure element and to apply a Druckk-vnun to the gear shaft, that is to say opposite the Embodiments described pressure comb and axial pressure element to be interchanged, according to the invention at least one of the two, pressure comb unci / or Axial pressure element, is forged on.
Ein besonderes Merkmal der Erfindung ist die kreisscheibenförmige Form des Druckkammes und dessen Befestigung ohne aufzuschrumpfen.A special feature of the invention is the circular disk-shaped shape of the pressure comb and its attachment without to shrink.
"Angeschmiedet" bedeutet im Rahmen der Erfindung, daß der Druckkamm mit dem zugehörigen Ritzel bzw. Zahnrad und/oder dessen Welle aus einem Stück besteht und durch Schmieden formmäßig hergestellt wurde."Forged" means in the context of the invention that the pressure comb with the associated pinion or gear and / or whose shaft consists of one piece and was manufactured in terms of shape by forging.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE19797917319 DE7917319U1 (en) | 1979-06-16 | 1979-06-16 | PRESSURE CHAMBER TRANSMISSION |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19797917319 DE7917319U1 (en) | 1979-06-16 | 1979-06-16 | PRESSURE CHAMBER TRANSMISSION |
Publications (1)
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| DE7917319U1 true DE7917319U1 (en) | 1980-11-20 |
Family
ID=6704946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19797917319 Expired DE7917319U1 (en) | 1979-06-16 | 1979-06-16 | PRESSURE CHAMBER TRANSMISSION |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE7917319U1 (en) |
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- 1979-06-16 DE DE19797917319 patent/DE7917319U1/en not_active Expired
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