DE2520052A1 - Automatic measurement and control of screw cutting machines - has transducers for rotary and linear movement and electronic counter - Google Patents
Automatic measurement and control of screw cutting machines - has transducers for rotary and linear movement and electronic counterInfo
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Abstract
Description
Einrichtung aum Herstellen und Messen von Steigungen an gewinden von Werkstücken sowie Werkzeugen Die rfindung betrifft eine Einrichtung zum Herstellen und Messen von steigungen an Gewinden von Werkstücken sowie Werkzeugen mit Antriebsmitteln zum Drehen und Längsverschieben des von einem Schlitten getragenen Werkstückes, sowie Meßmitteln für die Drehbewegung und Lngenverschiebung.Facility for the production and measurement of pitches on threads Workpieces and tools The invention relates to a device for manufacturing and measurement of pitches on threads of workpieces and tools with drive means for turning and longitudinal displacement of the workpiece carried by a slide, as well as measuring means for the rotary movement and longitudinal displacement.
Bei bekannten derartigen Meßeinrichtungen sind als Meßmittel Impulsgeber vorgesehen, mit denen sich die Drehbewegungen wie auch Längsbewegungen in elektrische Signalfolgen umwandeln lassen. Die Signal folgen werden in einen Rechengeber eingegeben und dort ausgewertet im Sinne einews zuvor eingestellten Übersetzungsverhältnisses. Abweichungen von dem sollwert des übersetzungsverhltnisses lassen ich nach Digital/Analogwandlung durch einen Schnell schreiber als fortlaufendes Fehlerdiagrammm aufzeichnen. Wird dazu für die Kontrolle eines Werkzeuges ein Taster benutzt, der während der Drehung und Längsver-Schiebung des Werkzeuges mit seinem Kopf fortlaufend an der Flanke des gewindes anliegt, so lassen sich Fehler des Gewindes als Meßergebnisse feststellen. Diese bekannten Einrichtungen sind aber auch geeignet zum Herstellen von Gewinden auf Werkstücken, indem anstelle eines Tasters ein werkzeug für die Bearbeitung des Gewindes angeordnet wird.In known measuring devices of this type, pulse generators are used as measuring means provided with which the rotary movements as well as longitudinal movements in electrical Convert signal sequences. The signal sequences are entered into a computer and evaluated there in terms of a previously set transmission ratio. I allow deviations from the target value of the translation ratio after digital / analog conversion Record as a continuous error graph using a high speed recorder. Will for this purpose, a button is used to control a tool, which during rotation and longitudinal displacement of the tool with its head continuously on the flank of the thread is applied, errors in the thread can be determined as measurement results. However, these known devices are also suitable for producing threads on workpieces by using a tool for machining the Thread is arranged.
Dafür ist es dann zweckmäßig unter Ausnutzung der fortlaufend gewonnenen Meßergebnisse die Drehbewegung in Abhängigkeit von der L ngsbowegung bzw. der jeweils gewonnenen Neßergebnisse über Antriebsmotoren im Sinne der vorgesehenen Sollwerte zu regeln. Die Einrichtung dient demzufolge also nicht allein zum Prüfen fertiger, mit einem Gewinde versehener Werkstücke, sondern auch zum Herstellen von Gewinden mit einem vorbestimmten Steigungsverhältnis.For this, it is then expedient to make use of the continuously obtained Measurement results show the rotary movement as a function of the longitudinal movement or the respective Measurement results obtained via drive motors in terms of the intended target values to regulate. The device is therefore not only used for testing pavers, threaded workpieces, but also for making threads with a predetermined pitch ratio.
Voraussetzung sowohl für das Herstellen als auch das Messen eines Gewindes ist es, daß für jede Steigung eine bestit-te Anzahl von Impulsen des Drehgebers einer bestinirnten Anzahl von Impulsen das Längenmeßmittels zugeordnet wird. Dafür muß sich das einzustellende Sollübersetzungsverhältnis aus zwei ganzzahligen Zahlen bilden lassen. Diese Zahlen dürfen in der Praxi jedoch nicht sehr groß sein, da erst nach Ablauf bzw.Prerequisite for both manufacturing and measuring a Thread is that for each pitch a certain number of pulses from the encoder the length measuring means is assigned to a certain number of pulses. Therefore the target transmission ratio to be set must consist of two whole numbers let form. In practice, however, these numbers should not be very large, because only after expiry or
Durchlauf der entsprechenden Anzahl von Impulsen ein Meßergebnis oder ein Regelwert ausgegeben werden kann, durch den ein zuvor ermittelter Fehler zu korrigieren wäre. Daraus ergibt sich eine beschränkte Anwendungsmöglichkeit der bekannten inrichtungen, wenn eine hohe Genauigkeit eingehalten bleU>en soll und Steigungsverhältnisse vorliegen, die sich lediglich durch hohe ganzzahlige Zahlen zum Ausdruck bringen lassen, wie beispieliweise von 10 000 zu 10 001. Zwar läßt sich allgemein durch Erhöhung der Impulszahl pro Umdrehung bzw. pro Millimeter Längsweg die Genauigkeit steigern, jedoch kann die durch den Impulsabstand bedingte Genauigkeit wiederum nur bei wenigen ausgewählten Steigungen erreicht werden, nämlich bei solchen Steigungen, die sich durch ein kleiner ganzzahliges Verhältnis ausdrücken lassen.Passing the corresponding number of pulses a measurement result or a control value can be output by means of which a previously determined error can occur correct would be. This results in a limited application of the known institutions if a high level of accuracy is to be maintained and There are slope ratios that are only represented by high integer numbers Let it be expressed, such as from 10,000 to 10,001, for example generally by increasing the number of pulses per revolution or per millimeter of longitudinal travel increase the accuracy, but the accuracy due to the pulse spacing can in turn can only be achieved with a few selected inclines, namely with such Slopes, which can be expressed by a small integer ratio.
Der Erfindung liegt die Auf gabe zugrunde, die wirksame glänge des Werkstückschlittens, die zwischen zwei Impulsen des Längenmeßmittels zurückgelegt wird, frei wählbar zu gestalten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Längenmeßmittel schwenkbar ist zu der Richtung der Längsbewegung des Schlittens mit dem Werkstück. Daraus ergibt sich der Vorteil der absolut richtig einstellbaren Steigung und der Kontrollmöglichkeit bei jedem Impuls des Längenmeßmittels, denn es läßt sich sowohl die wirksame Weglänge des Längsschlittens zwischen zwei Impulsen kleiner als auch größer als der Impulsabstand des Längenmeßmittels machen.The invention is based on the task, the effective smooth of the Workpiece slide, which is covered between two pulses of the length measuring device will be freely selectable. According to the invention, this object is achieved by that the length measuring means is pivotable to the direction of the longitudinal movement of the carriage with the workpiece. This gives the advantage of being absolutely correctly adjustable Slope and the possibility of control with each pulse of the length measuring device, because it can be both the effective path length of the longitudinal slide between two pulses make smaller as well as larger than the pulse spacing of the length measuring means.
Um die wirksame Weglänge des Längsschlittens zwischen zwei Impulsen kleiner als den Impulsabstand des Längenmeßmittels zu erhalten, ist das Längenmeßmittel gemäß einer Ausgestaltung mit einer Koppel verbunden, die senkrecht zu dem Schlitten aus gerichtet ist.The effective path length of the longitudinal slide between two pulses To get smaller than the pulse spacing of the length measuring means is the length measuring means according to one embodiment connected to a coupling that is perpendicular to the carriage is directed from.
Um hingegen die wirksame Weglänge des Längsschlittens zwischen zwei Impulsen größer als den Impulsabstand des Längenmeßmittels zu erhalten, ist das Längenmeßmittel gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung mit einer Koppel verbunden, die senkracht zu dem Längenmeßmittel ausgerichtet ist.By contrast, the effective path length of the longitudinal slide between two Receiving pulses larger than the pulse spacing of the length measuring device is that Length measuring means according to another embodiment of the invention with a coupling connected, which is aligned perpendicular to the length measuring means.
sei der erstgenannten Ausführung ergibt der Impulsabstand multipliziert mit dem cosinus des Schwenkwinkels die Weglänge zwischen zwei Impulsen. Im zweitgenannten Fall, bei dem die wirksame Weglänge zwischen zwei Impulsen größer ist als der Impulsabstand des Längenmeßmittels ergibt der Impulsabstand dividiert durch den cosinus des Schwenkwinkels die Weglänge zwischen zwei Impulsen.the first-mentioned version results in the pulse spacing multiplied with the cosine of the swivel angle is the distance between two pulses. In the latter Case in which the effective path length between two pulses is greater than the pulse spacing of the length measuring device results in the pulse spacing divided by the cosine of the swivel angle the distance between two pulses.
Der Winkel @, um den eine Schwenkung erfolgen muß, um einen bestimmten cosinus-Wert su erhalten und daraus ein bestimmtes Steigungsverhältnis einstellen su können, läßt sich im voraus berechnen. rtir die Messung oder Regelung bzw. Kontrolle einer bestimmten Steigung kann deshalb das Längenmeßmittel mit einem Winkeleinstellmittel versehen sein. Stattdessen kann anstelle einer unmittelbaren Einstellung des Winkels α au ch sein Sinus-Wert Bestimmt werden und ersetzt werden durch Endmaße beispielsweise in Form dünner Scheibchen, die am Ende des Längenmeßstabes aufgelegt werden, um diesen in einer bestimmten Lage zu halten, die dem entsprechenden Winkel #entspricht.The angle @ by which a pivot must be made, by a certain Obtain cosine value see below and use it to set a certain gradient ratio su can be calculated in advance. rtir the measurement or regulation or control a certain slope can therefore the length measuring means with an angle setting means be provided. Instead, instead of an immediate adjustment of the angle α also its sine value can be determined and replaced by gauge blocks, for example in the form of thin discs that are placed at the end of the length measuring rod to to hold it in a certain position that corresponds to the corresponding angle #.
Ausführungsbeispiels der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert. Es zeigen 1 Figur 1 Ein Steigungsmaßgerät mit einem nichtausgeschwenkten Längenmeßmittel.Embodiments of the invention are hereinafter referred to explained on a drawing. 1 Figure 1 shows a slope measuring device with a length measuring means not swiveled out.
Figur 2 Das Steigungsmeßgerät mit einem ausgeschwenkten Längenmeßmittel und einer Anordnung, nach welcher die Weglänge des Schlittens zwischen zwei Impulsen kleiner ist als der Impulsabstand.Figure 2 The inclinometer with a pivoted length measuring device and an arrangement according to which the path length of the carriage between two pulses smaller is than the pulse spacing.
Figur 3 Ein anderes Steigungsmeßgerät mit ausgeschwenktem Längenmeßmittel, bei dem die Weglänge das Schlittens zwischen zwei Impulsen größer ist als der Impulsabstand.Figure 3 Another inclinometer with swiveled length measuring device, in which the path length of the slide between two pulses is greater than the pulse spacing.
Figur 4 Die Winkelverhältnisse bei der Einrichtung nach Figur 2.FIG. 4 The angular relationships in the device according to FIG. 2.
Figur 5 Die Winkelverhältnisse bei der Einrichtung nach Figur 3.FIG. 5 The angular relationships in the device according to FIG. 3.
Das in den Figuren 1 und 2 wiedergegebene Steigungsmeßgera't weist einen Schlitten 1. auf, der entsprechend dem Doppelpfeil 2 in zwei entgegengesetzten Richtungen hin und her verschiebbar ist. Der Schlitten trägt ein zu prüfendes Werkstück 6, das drehbar im Schlitten 1 gelagert ist und ein Gewinde aufweist.The gradient measuring device shown in FIGS. 1 and 2 has a carriage 1., which according to the double arrow 2 in two opposite Directions can be moved back and forth. The carriage carries a workpiece to be tested 6, which is rotatably mounted in the carriage 1 and has a thread.
Die Drehbewegung erfolgt Uber einen ersten Motor 3 mit dem in Drehgeber als Impulszähler 4 verbunden ist. Dieser Drehgeber 4 ist an einen Rechengeber 5 angeschlossen.The rotary movement takes place via a first motor 3 with the rotary encoder connected as a pulse counter 4. This rotary encoder 4 is connected to a computer encoder 5 connected.
Am Gewinde des Werkstückes 6 liegt der Kopf eines Tasters 7 an. Der Taster 7 ist ebenfalls über eine Leitung 8 an die Elektronikeinheit 9 angeschlossen Für die Längenverschiebung des Schlittens 1 in Richtung des Pfeiles 2 ist ein zweiter Antriebsmotor 10 vorgesehen, der aber eine Steuereinheit 11 der Elektronikeinheit 9 regelbar ist.The head of a button 7 rests on the thread of the workpiece 6. Of the The button 7 is also connected to the electronics unit 9 via a line 8 For the longitudinal displacement of the carriage 1 in the direction of the arrow 2 is a second Drive motor 10 is provided, the but a control unit 11 of the Electronic unit 9 is adjustable.
Das Längenmeßmittel 13 besteht aus einen Längenmaßstab 14 und einer elektronischen Gebereinrichtung 15. Das Längenmeßmittel 13 ist schwenkbar gelagert in einem Drehgelenk 16, so daß es um den Winkel . geschwenkt werden kann, der variabel ist. Um den genauen Winkel einzustellen ist entweder im Drehgelenk 16 ein Winkelmeßeinrichtung vorgesehen oder es werden für die Darstellung des Winkels . Endmaße 17 am hinteren Taxtfinger des Längenmeßmittels 13 zwischengelegt.The length measuring means 13 consists of a length scale 14 and one electronic transmitter device 15. The length measuring means 13 is pivotably mounted in a swivel 16 so that it is about the angle. can be swiveled, which is variable is. In order to set the exact angle, an angle measuring device is either in the swivel joint 16 provided or it will be used to represent the angle. Gauge 17 at the rear Tax finger of the length measuring means 13 interposed.
Bei der Ausführungsftrm gemäß Figur 2 ist das Längenmeßmittel 13 mit einer Koppel 18 verbunden, die senkrecht zu dem Schlitton 1 ausgerichtet ist. Sei der Ausführungsform gemäß Figur 3 ist hingegen das Längenmeßmittel 13 mit einer Koppel 18' verbunden, die senkrecht zu dem Längenmeßmittel ausgerichtet ist.In the embodiment according to FIG. 2, the length measuring means 13 is with connected to a coupling 18, which is aligned perpendicular to the Schlitton 1. May be the embodiment according to Figure 3, however, the length measuring means 13 with a Coupling 18 'connected, which is aligned perpendicular to the length measuring means.
Aus den Figuren 4 und 5 ist leicht erkennbar, daß in einem Fall, nämlich dem der Figur 2, die wirksame Weglänge des Werkatückschlittens bei Schwenkung des Längenmeßmittels um den Winkel w dem Wert cosinus v entspricht und damit als wirksame Weglänge stets kleiner als ist, wenn die Längs des Längenmeßmittels mit 1 angenommen wird, während hingegen umgekehrt die Verhältnisse bei der Ausfilhrung gemäß Figur 3 liegen. Dort ist die wirksame Weglänge des Schlittens 1 größer als diejenige des Impulsabstandes auf dem Längenmeß-A mittel, da dort die Verhältnisse L1 cos.## betragen.It can easily be seen from FIGS. 4 and 5 that in one case, namely that of Figure 2, the effective path length of the Werkatückschlitten when pivoting the Length measuring means around the angle w corresponds to the value cosine v and thus as effective Path length is always smaller than if the length of the length measuring means is assumed to be 1 is, while conversely the situation is reversed in the embodiment according to the figure 3 lie. There the effective path length of the carriage 1 is greater than that of the Pulse spacing on the length measuring A is mean, since the ratios there are L1 cos. ##.
Die Funktion der erfindungsgemäßen Einrichtung sei an einem Beispiel nachfolgend erläutert, bei dem für die Maßverkörperung des Drehgebers z.B. eine Präzisionsgitterscheibe mit 32.400 Gitterstrichen über 360° vorgesehen ist und für den Längsgeber ein Längenmaßstab Mit einer Gitterkonstanten von 0,016.The function of the device according to the invention is given by way of an example explained below, where for the measuring standard of the rotary encoder e.g. a Precision grating disc with 32,400 grating lines over 360 ° is intended and for the longitudinal encoder a linear measure with a grid constant of 0.016.
AUS diesen Werten errechnet sich die Maschinenkonstante. Die Maschinenkonstante C ergibt sich aus der Multiplikation der Ansahl der Impulse bei einer Umdrehung mit dem Impulsabstand des Längenmaßstabes in Millimetern.The machine constant is calculated from these values. The machine constant C results from the multiplication of the number of pulses per revolution with the pulse spacing of the length scale in millimeters.
Im angeführten Beispiel also : C = 0,016 @@ x 32.400 = 518,4 mm.In the example given: C = 0.016 @@ x 32,400 = 518.4 mm.
Diese Maschinenkonstante bedeutet, daß bei einem in dar Auswerteelektronik 9 eingestellten Sollübersetzungsverhältnis von 1 : 1 eine Steigung von S18,4 mm gefahren wird bav. bei einer Umdrehung des Werkstückes eine Längeverschiebung von 518, 4 mm des Schlittens erfolgt.This machine constant means that with one in the evaluation electronics 9 set target transmission ratio of 1: 1 a gradient of S18.4 mm will be driven bav. with one revolution of the workpiece a length shift of 518.4 mm of the slide takes place.
Wird durch eine Interpolationselektronik der Abstand zwischen zwei Gitterstrichen bei beiden Maßmitteln noch in beispielsweise 80 Teile unterteilt, so ändert sich die Maschinenkonstante nicht.Is the distance between two Grid lines for both measuring devices are divided into, for example, 80 parts, so the machine constant does not change.
Für eine beliebige Steigung h errechnet sich das Übersetsungsverhältnis wobei der Ansahl der Impulse des Längsmaßstabes entspricht und Z2 der Anzahl der Impulse des Drehgebers.The transmission ratio is calculated for any slope h where the number of pulses corresponds to the longitudinal scale and Z2 to the number of pulses from the rotary encoder.
Deses Übersetzungsverhältnis wird in zwei dreistelligen Zählwerken der Auswerteelektronik eingestellt.Deses transmission ratio is in two three-digit counters set by the evaluation electronics.
Als Beispiel soll die Einstellung einer Steigung von 3,1437 mm vorgenommen werden. Um möglichst kleine Zahlen für 21 und Z2 zu erhalten, wird Z1 = 1 gesetzt.As an example, the setting of a slope of 3.1437 mm is made will. In order to obtain the smallest possible numbers for 21 and Z2, Z1 = 1 is set.
Dann wird Z2 = Z1 x C/n = 1 x 518.4/3,1437 = 164, 9012331.Then Z2 = Z1 x C / n = 1 x 518.4 / 3.1437 = 164.9012331.
Da nur ganzzahlige, dreistellige Werte eingestellt werden können, kann das Übersetsungsverhältnis Z1/Z2 entweder 1/165 oder 1/164 lauten.Since only integer, three-digit values can be set, the transmission ratio Z1 / Z2 can be either 1/165 or 1/164.
Die wirkliche Steigung ist im Falle von 1/165 = 3,141818182 und im Falle von 1/164 = 3,16097561.The real slope is in the case of 1/165 = 3.141818182 and im Trap of 1/164 = 3.16097561.
Wird der Wert 1/165 = 3,141818182 benutst, so ist die Steigung zu klein. Da bei der Ausführung nach Figur 2 der vom Meßmittel gegebene Weg nur verkleinert werden kann, scheidet hier die Verwendung von 165 aus. Anders liegen die Verhältnisse bei Figur 3. Dort läßt sich der vom Xeßaittel gegebene Weg nur Vergrößern. Deshalb kommt dort nicht 164, sondern nur die Verwendung von 165 infrage.If the value 1/165 = 3.141818182 is used, the slope is closed small. Since in the embodiment according to FIG. 2, the path given by the measuring means is only reduced the use of 165 is out of the question here. The situation is different in Figure 3. There the path given by Xeßaittel can only be enlarged. That's why there is no question of 164, just 165.
Ein genaueres Ergebnis erhält man, wenn Z1 = 6 gesetzt wird.A more precise result is obtained if Z1 = 6 is set.
Daraus folgt: Z2 = 6 x 518,4/3,1437 = 989,407386.From this it follows: Z2 = 6 x 518.4 / 3.1437 = 989.407386.
Die wirkliche Steigung bei Z1/Z2 = 6/989 beträgt dann 3,144994944.The real slope at Z1 / Z2 = 6/989 is then 3.144994944.
Die tatsächlich gewünschte Steigung kann in Ausnutzung der Erfindung durch E@nschwenken des Längsmaßstabes erreicht werden.The actual slope desired can be achieved by utilizing the invention can be achieved by swiveling the longitudinal ruler.
Im obigen Zahlenbeispiel wird der cosinus des Einschwenkwinkels bei Steigungsprüfeinrichtung nach Figur 2 ans der Gleichtung bestimmt.In the above numerical example, the cosine of the pivoting angle in the slope testing device according to FIG. 2 is equal to certainly.
In dieser Gleichung läßt sich wie vorstehend erläutert nur der niedrigere Wert, d.h. 164 anstatt 165 einstezen, da anderenfalls cos. α größer würde als 1.In this equation, as explained above, only the lower one can be used Value, i.e. 164 instead of 165, otherwise cos. α would be larger as 1.
Die Ausrechnung ergibt den cosinus des Winkels von 5,992965°.The calculation results in the cosine of the angle of 5.992965 °.
Der Einschwenkwinkel @ bei Steigungsprüfeinrichtungen gemäß der Figur 3 läßt sich aus der Gleichung bestimmen$von und ergibt einen Winkel - 1,982566°. Dar entspricht einem Sinuswert von 0,034595. Ist der Längenianstab 1 m lang, so ist ein Endmaß 17 in Höhg von 34,595 mm anzuordnen.The swivel angle @ in the case of incline testing devices according to FIG. 3 can be determined from the equation $ von and gives an angle - 1.982566 °. Dar corresponds to a sine value of 0.034595. If the length rod is 1 m long, a final dimension 17 at a height of 34.595 mm is to be arranged.
Zu beachten ist, daß in der Gleichung für cos. nur der höhere Wert der beiden an sich infrage kommenden in Höhe von 165 und nicht 164 einzusetzen ist, da anderenfalls cos.It should be noted that in the equation for cos. only the higher value of the two in question in the amount of 165 and not 164 is to be used, otherwise cos.
größer als 1 wird.becomes greater than 1.
Zat in deia vorangegangenen Beispiel der Wert cos. r 5,992965°, so entspricht das einem Sinuswert von 0,104406. Ist also bei der Anordnung von Figur 2 der Längenmaßstab 1 m lang, so ist dort ein Endamß 17 in Höhe von 104,406 mm unteraulegen, um das ge-Wünschte Steigungsverhältnis zu erhalten.Zat in the previous example the value cos. r 5.992965 °, see above this corresponds to a sine value of 0.104406. So is in the arrangement of figure 2 the length scale 1 m long, there is an end dimension 17 in the height of 104.406 mm underneath, to get the desired pitch ratio.
Claims (5)
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| DE19752520052 DE2520052C3 (en) | 1975-05-06 | 1975-05-06 | Device for automatic measurement of the pitches of threads on workpieces |
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Publications (3)
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| DE2520052B2 DE2520052B2 (en) | 1980-02-07 |
| DE2520052C3 DE2520052C3 (en) | 1980-10-02 |
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Family Applications (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2007134496A1 (en) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Xiaohua Xu | A processing machine for worm or lead screw |
| RU2587201C2 (en) * | 2014-11-18 | 2016-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Method for determining profile of screw shaped surface of component |
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-
1975
- 1975-05-06 DE DE19752520052 patent/DE2520052C3/en not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2520052B2 (en) | 1980-02-07 |
| DE2520052C3 (en) | 1980-10-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |