DE19815969A1 - Transparent thermal insulation structure for building facades etc. - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Bauteil, insbesondere zur Verwendung als Wärmeschutz und zur Lichtstreu ung und -lenkung in Gebäuden.The invention relates to a component, in particular for Use as heat protection and to diffuse light control and guidance in buildings.
In Zeiten des kontinuierlich steigenden Weltenergiever brauchs und des damit verbundenen CO2-Ausstoßes, der die bekannten Beeinträchtigungen des Weltklimas zur Folge hat, werden Maßnahmen, die diesem Trend entgegenwirken, immer wichtiger. Ein großer Teil der verbrauchten Ener gie wird im Bereich der Wärmebereitstellung benötigt.In times of continuously increasing global energy consumption and the associated CO 2 emissions, which have the known adverse effects on the global climate, measures to counteract this trend are becoming increasingly important. A large part of the energy consumed is required in the area of heat supply.
Einen Beitrag zur Verringerung dieses Energiebedarfs können sogenannte transparente Wärmedämmungs-(TWD)-Mate rialien leisten. Unter "transparenter Wärmedämmung" ver steht man die Verwendung eines Materials oder eines aus mehreren Komponenten zusammengesetzten Bauteils, das ei nerseits den Wärmeverlust von innen nach außen verrin gert, also als Wärmedämmung wirkt, und andererseits das Sonnenlicht nach innen durchtreten läßt, wo es in Wärme umgewandelt wird und einen Beitrag zur Raumbeheizung liefert.A contribution to reducing this energy requirement can use so-called transparent thermal insulation (TWD) materials rialien. Under "transparent thermal insulation" ver pending the use of a material or one several components of composite component, the ei reduce heat loss from the inside out device, i.e. acts as thermal insulation, and on the other hand that Sunlight lets through inside where it is warm is converted and a contribution to space heating delivers.
Im allgemeinen Sprachgebrauch bedeutet "transparent" zwar klar, durchsichtig, jedoch wird dieser Begriff in der Solarenergienutzung auch für durchscheinende, nicht klar durchsichtige Bauteile verwendet. Unter "transparent" versteht man in diesem Zusammenhang, daß nicht das klare optische Bild, sondern Solarenergie durchgelassen wird. In common usage, "transparent" means Although clear, transparent, this term is used in the use of solar energy for translucent, too clear transparent components used. Under In this context, "transparent" means that not the clear optical image, but solar energy is let through.
Ein im weitesten Sinne unter TWD-Produkte fallendes Er zeugnis sind Wärmeschutzverglasungen. Darunter versteht man zwei an ihrem Rand kraftschlüssig und gasdicht mit einander verbundene planparallele Glasscheiben, die ein Gasvolumen einschließen. Ein Randverbund aus metalli schem Abstandhalter und Dichtstoffen verbindet die bei den Scheiben und isoliert den Gasraum von der Außenwelt. Die Verglasung bietet eine klare, unverzerrte Durchsicht und wird deshalb als Festverglasung oder innerhalb von Fenstersystemen zur Nutzung von Tageslicht und zur Her stellung des visuellen Bezugs zum Außenraum eingesetzt. Nachteilig an diesen Systemen wirkt sich jedoch aus, daß durch die hohen Reflexionsverluste der Glasscheiben der Gesamtenergiedurchlaßgrad, d. h. das Durchtreten von Son nenlicht von außen nach innen unter Umwandlung in Wärme, bei derartigen Verglasungen relativ gering ist. Die Ge winne an solarer Energie sind lediglich über optische Eigenschaften, beispielsweise Beschichtungen der Ver glasung, zu erzielen. Diese Maßnahmen bedeuten jedoch einen zusätzlichen Kosten- sowie erhöhten Arbeitsauf wand. Zudem kann das Licht mit den bekannten Verglasun gen nicht gelenkt bzw. gestreut werden. Es tritt direkt in den Raum ein.He, in the broadest sense, under TWD products Certificates are thermal insulation glazing. That means one has two non-positive and gas-tight on its edge interconnected plane-parallel glass panes, the one Include gas volume. A metallic edge bond The spacers and sealants combine the the panes and isolates the gas space from the outside world. The glazing offers a clear, undistorted view and is therefore used as fixed glazing or within Window systems for the use of daylight and for forth position of the visual reference to the outside space. However, a disadvantage of these systems is that due to the high reflection losses of the glass panes Total energy transmittance, d. H. the passage of Son from outside to inside, converting into heat, with such glazing is relatively low. The Ge gains in solar energy are only through optical Properties, for example coatings of ver glazing to achieve. However, these measures mean an additional cost and increased workload wall. In addition, the light with the well-known glazing not be directed or scattered. It occurs directly in the room.
Des weiteren sind sogenannte TWD-Verbundssysteme bekannt, die aus einem Absorber, einer TWD-Kapillarplatte, einem Glasvlies sowie einem Glasputz bestehen. Unter TWD-Ka pillarplatte versteht man eine aus Kunststoff beste hende, aus vielen kleinen parallel ausgerichteten Röhrchen zusammengesetzte Platte. Diese Verbundsysteme werden mit der Absorberseite auf Fassaden mittels einer vollflächigen Verklebung befestigt, beispielsweise ab wechselnd mit konventionellen Wärmedämmflächen. Die Solarstrahlung durchdringt das TWD-Verbundssystem bis auf den Absorber. Die auf den Absorber einwirkende Solar strahlung wandelt sich in Wärmeenergie um und wird im Mauerwerk gespeichert und nach einiger Zeit an den In nenraum abgegeben.So-called TWD composite systems are also known, which consists of an absorber, a TWD capillary plate, a Glass fleece and a glass plaster exist. Under TWD-Ka pillar plate is one of the best made of plastic consisting of many small ones aligned in parallel Tubular composite plate. These composite systems with the absorber side on facades using a full-surface adhesive attached, for example alternating with conventional thermal insulation surfaces. The Solar radiation penetrates the TWD composite system up to the absorber. The solar acting on the absorber radiation converts into thermal energy and is Masonry saved and after some time at the In delivered.
Diese Verbundsysteme sind lediglich zur Verwendung auf opaken Außenfassaden einsetzbar. Ein erheblicher Nach teil ist zudem darin zu sehen, daß das Aufbringen des Glasputzes auf die TWD-Kapillarplatte sehr aufwendig ist. Als Trägermaterial für den Glasputz dient ein Glasvlies, welches durch zeitaufwendige und kostenin tensive Arbeitsschritte sowohl mit der Kapillarplatte als auch mit dem Glasputz verbunden werden muß. Zudem ist es leicht entflammbar.These composite systems are only for use on opaque exterior facades can be used. A considerable after part is also to be seen in the fact that the application of the Glass plaster on the TWD capillary plate is very complex is. A serves as a carrier material for the glass plaster Glass fleece, which is time-consuming and costly intensive work steps with both the capillary plate as well as must be connected to the glass plaster. In addition it is easily flammable.
Davon ausgehend liegt der Erfindung das Problem zu grunde, ein TWD-System zu schaffen, welches sich einfach herstellen läßt und vielfältig in seinem Einsatz ist.Proceeding from this, the invention addresses the problem reason to create a TWD system that is easy can be produced and is diverse in its use.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch ein Bauteil gelöst, welches aus einer durchscheinenden Scheibe und einem damit verbundenen Element aus TWD-Material be steht.According to the invention, this problem is solved by a component solved, which consists of a translucent pane and an associated element made of TWD material stands.
Vorzugsweise besteht die durchscheinende Scheibe aus Ge stein, beispielsweise Marmor. Um die Eigenschaft des Durchscheinens zu gewährleisten, wird eine Scheibendicke von 0,5 bis 20 mm gewählt, abhängig von dem eingesetzten Material. Die Scheibe wird bevorzugt mit dem TWD-Element verklebt. The translucent pane is preferably made of Ge stone, for example marble. To the property of To ensure translucency will be a slice thickness selected from 0.5 to 20 mm, depending on the used Material. The disc is preferred with the TWD element glued.
Vorzugsweise besteht das TWD-Element aus Polycarbonat, Polyätheramid oder Polymethylmethaacrylat und weist eine Wabenstruktur mit rechteckigen Zellenquerschnitten auf. Die Waben können jedoch auch einen sechseckigen oder runden Querschnitt besitzen. Im Gegensatz zu Kapil larplatten zeichnen sich die im erfindungsgemäßen Bau teil eingesetzten Platten durch eine schwerere Entflamm barkeit sowie eine höhere Eigenstabilität aus und können somit als Trägermaterialien für beispielsweise sehr dünne, in sich instabile Gesteinsscheiben sein.The TWD element preferably consists of polycarbonate, Polyether amide or polymethyl methacrylate and has one Honeycomb structure with rectangular cell cross sections. However, the honeycombs can also have a hexagonal or have a round cross-section. In contrast to Kapil Larplatten stand out in the construction according to the invention partly used panels due to a heavier ignition availability and greater inherent stability thus as carrier materials for, for example, very thin, unstable rock slices.
Es ist denkbar, die Scheibe mit dem TWD-Element mit Hilfe eines Klebstoffes, wie Polyurethan, Polyethylen therephtalat, Polybuthylentherephtalat oder Epoxid, in flüssiger Form oder in Form einer Klebefolie zu verbin den.It is conceivable to use the disc with the TWD element Using an adhesive such as polyurethane, polyethylene therephtalate, polybutylene terephthalate or epoxy, in liquid or in the form of an adhesive film the.
Ein derartiges Bauteil besitzt ein Schermodul, das we sentlich höher ist als das von Isolierglas oder anderen TWD-Verbundsystemen, was ein viel weiteres Einsatzspek trum ermöglicht.Such a component has a shear module that we is considerably higher than that of insulating glass or others TWD composite systems, which is a much more application spec enables.
Des weiteren ist es denkbar, das TWD-Element beidseitig mit einer durchscheinenden Scheibe zu versehen bzw. auf der einen Seite mit einer durchscheinenden Gesteins scheibe und auf der anderen Seite mit einer durchsichti gen Scheibe, beispielsweise mit einer Glas- oder Poly carbonat-Scheibe. Auch die Anordnung des TWD-Elements mit mindestens einer damit verbundenen Scheibe in einem Rahmen aus Aluminium, Kunststoff oder Holz ist denkbar. Furthermore, it is conceivable that the TWD element on both sides to be provided with a translucent pane or on one side with a translucent rock pane and on the other side with a see-through gene disc, for example with a glass or poly carbonate disc. Also the arrangement of the TWD element with at least one connected disc in one Frame made of aluminum, plastic or wood is conceivable.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Bauteils ist, daß es sowohl als Fassadenverkleidung, d. h. vor ein bestehendes Mauerwerk, als auch - insbesondere wegen seiner Stabili tät - als eigenständiger Fassadenbaustein, d. h. Bauwerk-Wän de ersetzend, eingesetzt werden kann. Dabei macht sich im Vergleich zu massiven Bausteinen aufgrund des im Verhältnis zum Volumen des erfindungsgemäßen Bauelements geringeren Anteils an Gestein neben der erheblichen Gewichtsersparnis eine Kostenreduzierung aufgrund der Materialeinsparung an Gestein-Rohstoff bemerkbar. Wenn Marmor für die Gesteinsscheibe eingesetzt wird, kann diese so dünn gefertigt werden, daß sie ohne Stütze nicht mehr verwendbar wäre.The advantage of the component according to the invention is that it both as facade cladding, d. H. before an existing one Masonry, as well - especially because of its stabili activity - as an independent facade module, d. H. Building walls de replacing, can be used. Doing so compared to massive building blocks due to the im Relationship to the volume of the component according to the invention lower proportion of rock in addition to the significant Weight saving a cost reduction due to the Noticeable material savings in rock raw material. If Marble can be used for the stone disk these are made so thin that they have no support would no longer be usable.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß aufgrund der Ge wichtsreduzierung der Bauelemente, die Gebäude leichter werden und dadurch statisch niedriger dimensioniert wer den können, was ebenfalls zu einer Kostensenkung führt.Another advantage is that due to the Ge weight reduction of the components, the building lighter and are statically lower dimensioned who can, which also leads to a cost reduction.
Darüber hinaus kommen die positiven Eigenschaften von TWD-Materialien zum Tragen. Das erfindungsgemäße Bauele ment bewirkt, sowohl Heizenergie als auch Lichtenergie zu sparen. Dadurch, daß das gesamte Bauteil durchschei nend ist, läßt es, als Fassadenelement eingesetzt, Ta geslicht in Räume, so daß diese in geringerem Maße be leuchtet werden müssen. Das Tageslicht wird dabei ge streut, so daß kein direktes, sondern nur diffuses Licht in den Raum dringt, diesen jedoch weiter ausleuchtet, als normale Verglasungen. Andersherum wird auch nachts Licht aus dem Gebäude gelassen. In addition, the positive properties come from Wearable TWD materials. The component according to the invention ment causes both heating energy and light energy to save. Because the entire component shows through nend, it, when used as a facade element, leaves Ta Sighted into rooms so that they are less need to be lit. The daylight is ge scatters so that no direct, but only diffuse light penetrates the room, but illuminates it further, than normal glazing. The other way round is also at night Let the light out of the building.
Bezüglich der Heizenergie wirkt es zum einen durch seine Isolationseigenschaft als Wärmedämmung und zum anderen läßt es Sonnenlicht durchtreten und wandelt dieses in Wärmeenergie um, welche - an den Raum abgegeben - einen Beitrag zur Erbringung des Wärmebedarfs des Gebäudes leistet.In terms of heating energy, it works on the one hand through its Insulation property as thermal insulation and on the other allows sunlight to pass through and converts it into Heat energy, which - given to the room - one Contribution to the supply of heat for the building accomplishes.
Gegenüber üblichen Dämmsystemen sind mit TWD jährliche Heizenergieeinsparungen von durchschnittlich 50 bis 150 kWh pro m2 TWD-Fläche erreichbar.Compared to conventional insulation systems, annual heating energy savings of an average of 50 to 150 kWh per m 2 TWD area can be achieved with TWD.
Neben der Gewichtsersparnis, den damit verbundenen Ko stenvorteilen und den Energiespar-Möglichkeiten, sind die erfindungsgemäßen Bauteile optisch gefällig und tra gen zu einer ästhetischen Fassadengestaltung bei. Insbe sondere die Tatsache, daß Licht diffus ein- und austre ten kann, läßt die Wände der Gebäude wie leuchtende Wände erscheinen. Bei Tag entsteht dieser Eindruck bei Betrachtung von innen, bei Nacht von außen.In addition to saving weight, the associated knockout advantages and the energy saving possibilities the components according to the invention visually pleasing and tra contribute to an aesthetic facade design. In particular especially the fact that light diffuses in and out leaves the walls of the building shining Walls appear. This impression arises during the day Viewing from the inside, at night from the outside.
Ein weiterer vorteilhafter Effekt ist, daß die erfin dungsgemäßen Bauteile dazu geeignet sind, ein gewisses Maß an kinetischer Energie zu absorbieren, was sie auch zu Sicherheitsbauelementen macht, beispielsweise um Ex plosionsauswirkungen aufzufangen.Another advantageous effect is that the inventions Components according to the invention are suitable to a certain extent Level of kinetic energy to absorb what they also makes safety components, for example Ex to absorb the effects of the explosion.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausfüh rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention is based on an embodiment example explained in more detail. Show it:
Fig. 1 ein Element aus TWD-Material in perspektivi scher Darstellung; Fig. 1 is an element of TWD material in perspektivi shear representation;
Fig. 2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bauelements; Fig. 2 is a side view of a device according to the invention;
Fig. 3 das erfindungsgemäße Bauelement in perspekti vischer Darstellung; und Fig. 3 shows the component according to the invention in perspective view; and
Fig. 4 das erfindungsgemäße Bauteil in einem Rahmen. Fig. 4 shows the component according to the invention in a frame.
In Fig. 1 ist ein Element 1 aus transparentem Wärmedämm-Ma terial dargestellt. Es besteht beispielsweise aus Po lycarbonat und weist eine aus senkrecht zur Oberfläche ausgerichteten, rechteckige Zellenquerschnitte aufwei senden Waben 2 bestehende Struktur auf. Der Wabenquer schnitt kann selbstverständlich auch eine andere Form aufweisen, z. B. sechseckig oder rund sein. Diese spezi elle Struktur bietet den Vorteil, sehr geringe Refle xionswerte bei hohem Wärmewiderstand zu besitzen, da die einfallende Strahlung zum überwiegenden Teil durch Vor wärtsreflexion durch das Element hindurchgeleitet wird. Die Verwendung von Polycarbonat gewährleistet eine mini male Wärmeleitung bei geringer Dicke des Elements, wo durch die Dämmeigenschaft des Elements gefördert wird.In Fig. 1, an element 1 made of transparent thermal insulation material is shown. It consists, for example, of polycarbonate and has a structure consisting of honeycomb 2 consisting of rectangular cell cross sections oriented perpendicular to the surface. The honeycomb cross section can of course also have a different shape, for. B. be hexagonal or round. This special structure offers the advantage of having very low reflection values with high thermal resistance, since the incident radiation is mainly passed through the element by forward reflection. The use of polycarbonate ensures minimal thermal conduction with a low thickness of the element, where the insulation properties of the element promote it.
Die durchschnittlichen Röhrendurchmesser können zwischen etwa 1 bis 6 mm variieren. Die Zellengröße wird durch die verwendete Extruderdüse bestimmt. Bei dem vorliegen den Ausführungsbeispiel liegt die Zellenbreite bei ca. 3,2 mm. Die Raumdichte beträgt ca. 35-40 kg/m3. The average tube diameter can vary between about 1 to 6 mm. The cell size is determined by the extruder nozzle used. In the present exemplary embodiment, the cell width is approximately 3.2 mm. The spatial density is approx. 35-40 kg / m 3 .
Die Strukturen sind aus 1,6 cm breiten Platten herge stellt (vgl. Breite A). Diese werden in einer bestimmten Breite, die von der eingesetzten Extrudermaschine abhän gig ist, als Endlos-Hohlkammerplatten hergestellt und aufeinander gelegt, bis die gewünschte Höhe erreicht ist. Durch das Aufmaßschneiden mittels eines Heißdrahtes verkleben die einzelnen 1,6 cm breiten Platten miteinan der, so daß der Zusammenhalt zwischen ihnen gewährlei stet ist. Bevorzugte TWD-Elemente haben eine Dicke von 10-200 mm.The structures are made of 1.6 cm wide panels provides (see width A). These are in a certain Width that depends on the extruder machine used gig is manufactured as a continuous hollow sheet and placed on top of each other until the desired height is reached is. By measuring with a hot wire glue the individual 1.6 cm wide panels together the one so that the cohesion between them is guaranteed is steady. Preferred TWD elements have a thickness of 10-200 mm.
Auch der Einsatz anderer Kunststoffe, wie beispielsweise Polymethylmethaacrylat (PMMA) ist denkbar, wobei deren optische Qualität sowie Schmelzverhalten beim Schneiden entscheidend die Qualität des Endproduktes beeinflussen.The use of other plastics, such as Polymethyl methaacrylate (PMMA) is conceivable, whereby their optical quality and melting behavior when cutting decisively influence the quality of the end product.
In Fig. 2 ist ein erfindungsgemäßes Bauteil 3 darge stellt, das sich aus einem transparenten Wärmedämm-Ele ment 1, dessen eine Fläche mit einer durchscheinenden Scheibe 4 und dessen andere Fläche mit einer durchsich tigen Scheibe 5 beklebt ist. Bei der Scheibe 4 handelt es sich bevorzugt um Marmor, bei der Scheibe 5 um Poly carbonat oder Glas.In Fig. 2, a component 3 according to the invention is Darge, which consists of a transparent thermal insulation element 1 , one surface with a translucent pane 4 and the other surface with a transparent pane 5 is glued. The disk 4 is preferably marble, the disk 5 is poly carbonate or glass.
Die Scheiben können sowohl mittels eines flüssigen Kleb stoffes 6, beispielsweise eines Polyurethan- oder eines Epoxid-Klebstoffes, als auch mittels einer Folie 7 aus demselben Kunststoff verklebt werden. Dazu wird die Fo lie oder der flüssige Klebstoff auf die Wabenstruktur des TWD-Elements 1 aufgelegt bzw. aufgetragen und an schließend die durchscheinenden Scheiben 4 bzw. durch sichtigen Scheiben 5 aufgelegt. Das Bauteil 3 wird dann mit einem Druck von 1 bis 5 bar beaufschlagt und gleich zeitig einer Atmosphäre mit einer Temperatur von 120 bis 170°C ausgesetzt. Das kann in einem konventionellen Ofen geschehen; alternativ kann die Erwärmung auch in einer Mikrowelle erfolgen. Nach 30 bis 200 Sekunden wird das Bauteil etwa ebenso lange abgekühlt, bis es eine Tempe ratur von 50 bis 60°C erreicht hat. Der Druck bleibt während dieser Zeit aufrechterhalten.The panes can be glued both by means of a liquid adhesive 6 , for example a polyurethane or an epoxy adhesive, and by means of a film 7 made of the same plastic. For this purpose, the film or the liquid adhesive is placed or applied to the honeycomb structure of the TWD element 1 and then the translucent panes 4 or transparent panes 5 are placed on. The component 3 is then subjected to a pressure of 1 to 5 bar and simultaneously exposed to an atmosphere with a temperature of 120 to 170 ° C. This can be done in a conventional oven; alternatively, the heating can also take place in a microwave. After 30 to 200 seconds, the component is cooled for about as long until it has reached a temperature of 50 to 60 ° C. The pressure is maintained during this time.
In Fig. 3 ist das erfindungsgemäße Bauteil 3 perspekti visch dargestellt. Besonders deutlich ist dabei zu er kennen, daß die Waben 2 des TWD-Elementes 1 senkrecht zur Oberfläche 8 des Bauteils 3 ausgerichtet sind.In Fig. 3, the component 3 is shown perspecti visch. It is particularly clear to know that the honeycombs 2 of the TWD element 1 are aligned perpendicular to the surface 8 of the component 3 .
Fig. 4 zeigt das Bauteil 3 in unverklebtem Zustand. Hier werden die Platten 4 und 5 mittels eines Profilrahmens 9, der beispielsweise aus Aluminium oder Holz besteht, miteinander verbunden. Fig. 4 shows the component 3 in the unglued state. Here, the plates 4 and 5 are connected to one another by means of a profile frame 9 , which consists, for example, of aluminum or wood.
Claims (17)
- - mindestens einer durchscheinenden Scheibe (4) und
- - mindestens einem damit verbundenen Element (1) aus transparentem Wärmedämm-(TWD)-Material.
- - At least one translucent pane ( 4 ) and
- - At least one associated element ( 1 ) made of transparent thermal insulation (TWD) material.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19815969A DE19815969A1 (en) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | Transparent thermal insulation structure for building facades etc. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19815969A DE19815969A1 (en) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | Transparent thermal insulation structure for building facades etc. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19815969A1 true DE19815969A1 (en) | 1999-10-21 |
Family
ID=7864134
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19815969A Withdrawn DE19815969A1 (en) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | Transparent thermal insulation structure for building facades etc. |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19815969A1 (en) |
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1998
- 1998-04-09 DE DE19815969A patent/DE19815969A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: BERGEN, K., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 40547 DUESSELDO |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |