DE1129589B - High-voltage resistance or load switches for different nominal voltages - Google Patents
High-voltage resistance or load switches for different nominal voltagesInfo
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Description
Die heute bekannten Schaltprinzipien werden in der Regel für jede Reihenspannung und Nennabschaltleistung durch eine eigene Konstruktion verwirklicht. Weitere Unterschiede ergeben sich durch die Größe der Nennströme. Dies führt für den Bereich von 10 ... 30 kV, 200 ... 1000 MVA und 400 ... 1000 A bereits zu einer außerordentlich großen Zahl von Typen, deren Herstellung unwirtschaftlich ist. Zudem ist es notwendig, sehr viele Ersatzteile lagermäßig zu führen.The switching principles known today are generally used for each series voltage and rated breaking capacity realized through our own construction. Further differences result from the size of the rated currents. This leads to the range from 10 ... 30 kV, 200 ... 1000 MVA and 400 ... 1000 A has already resulted in an extraordinarily large number of types that are uneconomical to manufacture is. It is also necessary to keep a large number of spare parts in stock.
Bei Untersuchungen an Widerstandsschaltern, bei denen nach Öffnen eines den Hauptstrom führenden Überbrückungskontaktes der Strom durch einen im allgemeinen schnell zunehmenden Widerstand verringert und anschließend der übrigbleibende kleine Reststrom unterbrochen wird, hat sich ergeben, daß man beispielsweise für den Leistungsbereich von 200 . . . 1000 MVA mit ein und demselben Widerstand auskommen kann.When investigating resistance switches where the main current is carried after opening one Bypass contact, the current is reduced by a generally rapidly increasing resistance and then the remaining small residual current is interrupted, it has been found that for example, for the power range of 200. . . 1000 MVA with one and the same resistor can get along.
Es ist an sich bekannt, Druckgasschalter für verschiedene Reihenspannungen nach einem Baukastensystem durch Aneinanderfügen an sich gleicher Glieder in Form von Hohlisolatoren, die jeweils eine Schaltkammer mit einer Unterbrechungsstelle aufweisen, aufzubauen. Eine solche Bauart hat den Nachteil, daß mit zunehmender Reihenspannung eine größere Zahl von Schaltkammern und Unterbrechungsstellen notwendig wird. Es müssen also mit zunehmender Spannung auch entsprechend mehr Schaltkontakte betätigt werden, was größere Antriebsenergie und größeren Druckgasverbrauch mit sich bringt. Der größere Druckgasverbrauch erfordert wiederum einen größeren Druckkessel und eine Kompressoranlage höherer Leistung.It is known per se, gas pressure switches for different series voltages according to a modular system by joining together identical members in the form of hollow insulators, each one Have switching chamber with an interruption point to build. Such a design has the Disadvantage that with increasing series voltage there is a larger number of switching chambers and interruption points becomes necessary. As the voltage increases, more switching contacts must be actuated, which means greater drive energy and brings with it greater consumption of compressed gas. The larger compressed gas consumption requires in turn, a larger pressure vessel and a higher-performance compressor system.
Es ist ferner ein Druckgasschalter mit einem Sokkel und darauf angebrachtem Stützer bekannt, wobei der Sockel den Antrieb enthält und der Stützer die Schaltkammern trägt.There is also a pressure gas switch with a base and support attached to it known, wherein the base contains the drive and the post supports the switching chambers.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungs-Widerstands- oder Lastschalter für verschiedene
Nennspannungen. Sie besteht darin, daß der die Grundbauzelle einer Typenreihe bildende Schaltertyp
für die niedrigste Nennspannung in an sich bekannter Weise aus einem Sockel und einem darauf
befestigten hohen Stützisolator, der die feststehenden Schaltstücke eines Hauptkontaktsystems trägt, und
einem zum Hauptkontaktsystem parallel liegenden, mit Anschlüssen für Impedanzen oder Sicherungen
versehenen Nebenkontaktsystem besteht, daß ferner der Sockel die für die Kontaktbetätigung der Grundbauzelle
bemessenen, jedoch für die Schaltertypen höherer Nennspannung gleichbleibenden Antriebs-Hochspannungs
-Widerstandsoder Lastschalter
für verschiedene NennspannungenThe invention relates to a high-voltage resistance switch or load switch for various nominal voltages. It consists in the fact that the switch type for the lowest rated voltage, which forms the basic construction cell of a series, consists of a base and a high post insulator attached to it, which carries the fixed contact pieces of a main contact system, and a parallel to the main contact system with connections for impedances or fuses, there is a secondary contact system, that the base also has the drive high-voltage resistance or load switch, which is dimensioned for the contact actuation of the basic construction cell, but which remains the same for the switch types with a higher rated voltage
for different nominal voltages
Anmelder:Applicant:
Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,
Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Berlin and Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Dr. Fritz Kesselring, Küsnacht, Zürich,
und Robert Stulz, Oberengstringen, Zürich (Schweiz), sind als Erfinder genannt wordenDr. Fritz Kesselring, Küsnacht, Zurich,
and Robert Stulz, Oberengstringen, Zurich (Switzerland), have been named as inventors
mittel enthält, wobei die Durchschlagsfestigkeit der festen Isolierteile der Grundbauzelle für die bei der höchsten Nennspannung auftretenden Beanspruchungen, die Überschlagsfestigkeit nur für die bei der niedrigsten Nennspannung auftretenden Beanspruchungen und das Hauptkontaktsystem für die höchste Strombeanspruchung der Typenreihe bemessen sind, und daß der Sockel Vorrichtungen aufweist zur gasdichten Befestigung eines die Schalteinrichtung umschließenden Isoliergehäuses, mit dem die Grundbauzelle zum Aufbau der Schaltertypen höherer Nennspannungen zu ergänzen ist, wobei der äußere Uberschlagsweg des Isoliergehäuses und der im Innern desselben herrschende Gasdruck der jeweiligen Nennspannung angepaßt sind.contains medium, the dielectric strength of the solid insulating parts of the basic cell for the the highest rated voltage, the flashover strength only for the the lowest rated voltage and the main contact system for the highest Current load of the series are dimensioned, and that the base has devices for gas-tight Attachment of an insulating housing enclosing the switching device with which the basic construction cell to set up the switch types with higher nominal voltages is to be added, whereby the outer Flashover path of the insulating housing and the gas pressure prevailing inside it of the respective Nominal voltage are adjusted.
Die gemäß der Erfindung ausgebildete Grundbauzelle kann, wie bereits erwähnt, mit dem gleichen Widerstand versehen, für einen sehr großen Leistungsbereich verwendet werden. Da die Hauptstrombahn im wesentlichen nur aus den feststehenden Schaltstücken, die zugleich die Anschlüsse darstellen, und einer sehr kleinen Strombrücke besteht, ist es sinnvoll und wirtschaftlich, die Bauzelle gleich für die höchste vorkommende Nennstromstärke auszurüsten. Um nun die aus der Baueinheit sich ergebenden Widerstandsschalter, deren Überschlagsfestigkeit für die tiefste Reihenspannung bemessen ist, außer in sauberen Innenanlagen auch noch in verschmutzten Betrieben und Freiluftanlagen sowie für höhere Spannungen verwenden zu können, sind Maßnahmen vorgesehen, um den Hochspannungs-Widerstandsschalter in einem gasdichten Isolier-The basic construction cell designed according to the invention can, as already mentioned, with the same Resistance provided can be used for a very large power range. Because the main stream essentially only from the fixed contact pieces, which at the same time represent the connections, and there is a very small power bridge, it makes sense and is economical to have the construction cell the same to be equipped for the highest possible nominal current. To now the resulting from the structural unit Resistance switches whose flashover strength is rated for the lowest series voltage is, in addition to clean indoor facilities, also in dirty plants and open-air facilities as well to be able to use higher voltages, measures are provided in order to be able to use the high-voltage resistance switch in a gas-tight insulating
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gehäuse unterzubringen, das mit einem Gas gefüllt werden kann, welches eine höhere Überschlagsfestigkeit als Luft von Atmosphärendruck gewährleistet. to accommodate housing that can be filled with a gas, which ensures a higher flashover resistance than air at atmospheric pressure.
Gegenüber dem bekannten, nach einem Baukastensystem aufgebauten Schalter weist der Schalter nach der Erfindung die folgenden Vorteile auf:Compared to the known, built according to a modular system switch, the switch demonstrates the invention has the following advantages:
a) Für die unterste Reihenspannung, beispielsweise 10 kV, die stückzahlmäßig den größten Umsatz aufweist, wird lediglich die Grundbauzelle benötigt.a) For the lowest series voltage, for example 10 kV, the largest in terms of number of units Has turnover, only the basic building cell is required.
b) Für die höheren Spannungsreihen wird wiederum die genau gleiche Grundbauzelle mit dem gleichen Ausschaltweg und dem gleichen Antrieb verwendet. Zusätzlich kommt lediglich noch ein glockenförmiger Isolierkörper mit entsprechend höher gelegten äußeren Anschlüssen und innerer Gasfüllung hinzu.b) For the higher voltage series, exactly the same basic construction cell is used with the the same switch-off path and the same drive are used. Additionally only comes another bell-shaped insulating body with correspondingly higher external connections and internal gas filling.
c) Die einzelnen Spannungsreihen entstehen also nicht durch Aneinanderreihen unter sich gleicher Bauteile, sondern durch Hinzufügen glokkenförmiger Isolierteile, die jedoch unter sich entsprechend den Nennspannungen verschieden sind. Diese glockenförmigen Isolierteile sind an sich einfach und enthalten keinerlei bewegte oder mit dem Antrieb zu kuppelnde Bestandteile. c) The individual series of voltages are not created by lining up the same series of voltages Components, but by adding bell-shaped insulating parts, which are, however, among themselves are different according to the nominal voltages. These bell-shaped insulating parts are on are simple and do not contain any moving parts or parts to be coupled with the drive.
Das Wesen der Erfindung wird an Hand der Fig. 1 bis 5 näher erläutert, wobei Fig. 1 den Hochspannungs-Widerstandsschalter in seiner Grundform, d. h. als Baueinheit für 10 kV, zeigt, während Fig. 2 einen daraus entstandenen Freiluft-Widerstandsschalter für 30 kV wiedergibt. Die Fig. 3 bis 5 zeigen schematisch einige weitere beispielsweise Ausführungsformen. The essence of the invention is explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 5, FIG. 1 showing the high-voltage resistance switch in its basic form, d. H. as a unit for 10 kV, while FIG. 2 shows a resulting outdoor resistance switch for 30 kV. 3 to 5 schematically show some further exemplary embodiments.
In Fig. 1 bedeutet 1 den Sockel, der in die Bedienungswand 2 eingesetzt ist, 3 einen hohlen Stützisolator entsprechend der Reihe für 10 kV, 4 und 5 die feststehenden Schaltstücke des Hauptkontaktsystems, bemessen für einen Nennstrom von 1000 A, und 6 die bewegliche Schaltbrücke. Die Durchschlagsfestigkeit zwischen den feststehenden Schaltstücken 4 und 5 wird bis zu 30 kV durch das Isolierstück 7 gewährleistet. Seine Überschlagsfestigkeit entspricht hingegen nur der des Stützisolators. Das Isolierstück 7 hat ein I- (Doppel-T) Profil, dessen Mittelsteg in den Figuren im Schnitt dargestellt ist. Je zwei Schenkel des Profils umgreifen die festen Schaltstücke 4 bzw. 5. Das Nebenkontaktsystem 8 weist Anschlüsse 9 und 10 auf, an die beispielsweise der Widerstandll angeschlossen ist. Von den Nebenkontakten können mehrere nebeneinander angeordnet sein (vgl. Fig. 3 bis 5). Das Isoliersystem 7 mit der Schaltbrücke 6 wird durch den elektrodynamischen Antrieb 12 mit der feststehenden Spule 13 und der beweglichen Metallscheibe 14 angetrieben. Die Auslösung des Schalters erfolgt in bekannter Weise derart, daß in der feststehenden Spule 13, beispielsweise durch Entladung eines Kondensators, ein steil ansteigender Stromimpuls erzeugt wird, worauf sich die Scheibe 14 und damit auch das Isolierstück 7 und die Schaltbrücke 6 mit großer Beschleunigung nach oben bewegen. Der gesamte Schalter ist auf der lösbaren Platte 15 befestigt; 16 ist eine Dichtungsfläche. In Fig. 1, 1 means the base, which is in the control wall 2 is inserted, 3 a hollow post insulator corresponding to the row for 10 kV, 4 and 5 the fixed contact pieces of the main contact system, dimensioned for a nominal current of 1000 A, and 6 the movable switching bridge. The dielectric strength between the stationary contacts 4 and 5 is guaranteed up to 30 kV by the insulating piece 7. Its flashover strength corresponds to however, only that of the post insulator. The insulating piece 7 has an I (double-T) profile, the central web of which in the figures is shown in section. Two legs of the profile each grip the fixed contact pieces 4 or 5. The secondary contact system 8 has connections 9 and 10 to which, for example, the Resistancell is connected. Several of the secondary contacts can be arranged next to one another be (see. Fig. 3 to 5). The insulation system 7 with the switching bridge 6 is through the electrodynamic Drive 12 with the fixed coil 13 and the movable metal disk 14 driven. the The switch is triggered in a known manner such that in the fixed coil 13, for example by discharging a capacitor, a steeply rising current pulse is generated, whereupon the disk 14 and thus also the insulating piece 7 and the switching bridge 6 with great acceleration move up. The entire switch is on the releasable one Plate 15 attached; 16 is a sealing surface.
Die Ausführungsform nach Fig. 1 stellt einen Widerstandsschalter für 10 kV, 1000 A und Nennabschaltleistungen von beispielsweise 200 bis 1000 MVA dar. Hierbei ist vorausgesetzt, daß dem elektrodynamischen Antrieb 12 seine Energie von außen zugeführt wird.The embodiment according to FIG. 1 represents a resistance switch for 10 kV, 1000 A and rated breaking capacities of, for example, 200 to 1000 MVA. It is assumed that the electrodynamic drive 12 its energy from is fed outside.
Fig. 2 zeigt nun, wie durch einfache Zusätze aus der Baueinheit gemäß Fig. 1 ein 30-kV-Freiluftschalter hergestellt werden kann. Der Schalter ist hier, im Gegensatz zu Fig. 1, in geöffnetem Zustand dargestellt. Die entsprechenden Teile sind wieder mit denFIG. 2 now shows how a 30 kV outdoor switch can be created using simple additions from the structural unit according to FIG. 1 can be produced. In contrast to FIG. 1, the switch is shown here in the open state. The corresponding parts are again with the
ίο gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen worden. Hinzugekommen ist der Isolierkörper 20, der mit Hilfe des Flansches 21 gegen die Dichtung 16 gepreßtwird und mit einem Gas 22 von höherer Durchschlagsfestigkeit als Luft unter Atmosphärendruck gefüllt ist, so daß der Schalter den Anforderungen der Reihe für 30 kV genügt. Als durchschlagsfestes Gas kommt Luft unter erhöhtem Druck oder ein elektronegatives Gas, wie z. B. Schwefelhexafluorid, unter Atmosphärendruck oder unter erhöhtem Druck in Frage. Die Anschlüsse 23 und 24 liegen nun so hoch über Erdpotential, daß die Prüfspannung dieser Reihe bei Freiluftbedingungen eingehalten wird. Zusätzlich sind im Sockel 1 noch Kondensatoren 25 sowie das um das Scharnier 26 ausschwenkbare Aus-Iösesystem27 vorgesehen, das durch nicht gezeichnete Leitungen mit der feststehenden Spule 13 des elektrodynamischen Antriebes 12 in Verbindung steht. Der Sockel 1 ist durch eine Tür 28 nach der Bedienungsseite hin abgeschlossen.ίο the same reference numerals as in FIG. 1 have been provided. The insulating body 20 has been added, which is pressed against the seal 16 with the aid of the flange 21 and with a gas 22 of higher dielectric strength than air under atmospheric pressure is filled so that the switch meets the requirements of the series for 30 kV. As a puncture-proof Gas comes air under increased pressure or an electronegative gas, such as. B. sulfur hexafluoride, under atmospheric pressure or under increased pressure in question. The connections 23 and 24 are now like this high above earth potential, that the test voltage of this series is maintained under open-air conditions. Additionally In the base 1 there are also capacitors 25 and the release system27 that can be swung out around the hinge 26 provided that by lines not shown with the fixed coil 13 of the electrodynamic drive 12 is in connection. The base 1 is through a door 28 after Operator side completed.
Da die Baueinheit gemäß Fig. 1 lediglich über Gleitkontakte 29 und 30 mit den Anschlüssen 23 und 24 verbunden ist, kann nach öffnen der Tür 28 und Ausschwenken des Auslösesystems 27 der eigentliche Schalter nach Lösen des Flansches 15 nach der Bedienungsseite hin herausgezogen werden. Die Kontrolle und allfällige Auswechslung von der Abnutzung unterworfenen Teilen ist somit in einfachster Weise möglich. Selbstverständlich können die die Antriebsenergie liefernden und steuernden Elemente 25 und 27 auch schon in der Baueinheit gemäß Fig. 1 vorhanden sein, da diese Teile im allgemeinen für Ausführungsformen der Typenreihe gleich bleiben. Lediglich für Schalter kleiner Leistung genügt oft eine geringere Anzahl von Kondensatoren.Since the structural unit according to FIG. 1 only has sliding contacts 29 and 30 with the connections 23 and 24 is connected, after opening the door 28 and pivoting the release system 27, the actual Switch can be pulled out after loosening the flange 15 towards the operating side. the Checking and any replacement of parts subject to wear is therefore very easy Way possible. Of course, the elements supplying and controlling the drive energy can 25 and 27 already be present in the unit according to FIG. 1, since these parts are generally used for Embodiments of the series remain the same. Often enough, it is only sufficient for low-power switches a smaller number of capacitors.
Fig. 3 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines Schalters nach der Erfindung in Form eines sogenannten Sicherungsreduktors. Der Übersichtlichkeit halber sind auch hierbei die einander entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen worden. An Stelle des Widerstandes 19 ist nun die Sicherung 31 mit den außenliegenden Anschlüssen 9, 10' verbunden. Im eingeschalteten Zustand fließt der Betriebsstrom über das Hauptkontaktsystem 4, 5, 6. Bei der Abschaltung wird der Strom vom Hauptkontaktsystem zunächst auf die in Reihe geschalteten, zunächst noch geschlossenen Nebenkontakte 8, 8' kommutiert. Letztere werden dann durch das Isoliersystem 7 getrennt, worauf der Strom durch die Sicherung 31 fließt und anschließend unterbrochen wird.Fig. 3 shows schematically an embodiment of a switch according to the invention in the form of a so-called Fuse reducer. For the sake of clarity, the corresponding ones are also used here Parts have been given the same reference numerals as in FIG. Instead of resistance 19 the fuse 31 is now connected to the external connections 9, 10 '. Im switched on State, the operating current flows through the main contact system 4, 5, 6. When switching off, the Current from the main contact system initially to the series-connected, initially still closed Secondary contacts 8, 8 'commutated. The latter are then separated by the insulation system 7, whereupon the Current flows through the fuse 31 and is then interrupted.
Fig. 4 stellt einen Strombegrenzer dar. Die Widerstände 32 und 33, die den Widerständen 11 in Fig. 1 und 2 entsprechen, bestehen beispielsweise aus Eisendraht. Sowie der Strom vom Hauptkontaktsystem über die Nebenkontakte auf die Widerstände 32, 33 kommutiert ist, nimmt deren Widerstand infolge der Erwärmung sehr schnell zu, wodurch der Strom auf kleine Werte absinkt.FIG. 4 shows a current limiter. The resistors 32 and 33, which correspond to the resistors 11 in FIG and 2 correspond, for example, to iron wire. As well as the power from the main contact system is commutated via the secondary contacts on the resistors 32, 33, their resistance increases as a result of the Warming up very quickly, as a result of which the current drops to small values.
Fig. 5 zeigt schließlich noch einen eigentlichen Widerstandsschalter. Zweckmäßig wird er so gesteuert, daß die Trennung des Hauptkontaktsystems beim Stromnulldurchgang erfolgt. Kurz hinterher wird dann der Strom durch Öffnen des Nebenkontaktes 8 auf den Eisenwiderstand 34 kommutiert. Nach entsprechender Verringerung des Stromes erfolgt die endgültige Unterbrechung am Nebenkontakt 8'.Finally, FIG. 5 shows an actual resistance switch. It is appropriately controlled in such a way that that the main contact system is separated when the current passes through zero. Shortly after the current is then commutated to the iron resistor 34 by opening the secondary contact 8. After the current has been reduced accordingly, the final interruption takes place at the secondary contact 8th'.
Neben den in Fig. 3 bis 5 dargestellten Ausführungsformen von Widerstandsschaltern nach der Erfindung können für sehr kleine Leistungen auch noch Konstruktionen ohne Parallelwege zu den Nebenkontakten als sogenannte Lastschalter zur Anwendung gelangen. Wird andererseits der Eisenwiderstand 34 in Fig. 5 in Form eines temperaturanabhängigen Widerstandes ausgeführt, so ergibt sich ein sogenannter Vorstufenschalter.In addition to the embodiments shown in FIGS of resistance switches according to the invention can also be used for very small powers Constructions without parallel paths to the secondary contacts are used as so-called load switches reach. On the other hand, the iron resistor 34 in FIG. 5 is in the form of a temperature-dependent one Resistance executed, so there is a so-called pre-stage switch.
Man erkennt somit, daß aus der Bauform eines Widerstandsschalters gemäß Fig. 1 durch einfache Zusätze für den Bereich von 10 ... 30 kV, 400... 1000 A und 200 ... 1000 MVA, sofern nur die Ausführungsform als Widerstandsschalter gemäß Fig. 5 gebaut wird, rund 30 Typen von Innenraumschaltern zusammengestellt werden können, wofür bisher jeweils eine gesonderte Konstruktion notwendig war. Berücksichtigt man, daß zudem noch andere Varianten, wie sie in Fig. 3 und 4 angedeutet, ferner Ausführungsformen für verschmutzte Betriebe und Freiluftanlagen möglich sind, so erkennt man die großen Vorteile, die sich durch diese Zusammenfassung von Typen ergeben.It can thus be seen that from the design of a resistance switch according to FIG. 1 by simple Additions for the range from 10 ... 30 kV, 400 ... 1000 A and 200 ... 1000 MVA, if only the embodiment is built as a resistance switch according to FIG. 5, around 30 types of indoor switches can be put together, for which a separate construction was previously necessary was. If one takes into account that there are also other variants, as indicated in FIGS. 3 and 4, furthermore Embodiments for polluted plants and open-air systems are possible, so you can see them great advantages that result from this combination of types.
Claims (4)
Deutsche Patentschriften Nr, 556 469, 570 237;
schweizerische Patentschrift Nr. 239 829.Considered publications:
German Patent Nos. 556 469, 570 237;
Swiss Patent No. 239 829.
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Applications Claiming Priority (1)
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| DES61841A DE1129589B (en) | 1959-02-19 | 1959-02-19 | High-voltage resistance or load switches for different nominal voltages |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE1129589B true DE1129589B (en) | 1962-05-17 |
Family
ID=7495159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DES61841A Pending DE1129589B (en) | 1959-02-19 | 1959-02-19 | High-voltage resistance or load switches for different nominal voltages |
Country Status (3)
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| US3611031A (en) * | 1970-06-11 | 1971-10-05 | Hughes Aircraft Co | Series sequential circuit breaker |
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1959
- 1959-02-19 DE DES61841A patent/DE1129589B/en active Pending
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1960
- 1960-02-08 CH CH134560A patent/CH393473A/en unknown
- 1960-02-18 FR FR818926A patent/FR1248906A/en not_active Expired
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Also Published As
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