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Bi1d 1.1: Schematische Darste11ung eines Wegeventi1s in zwei Scha1tste11ungen

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- 78 -

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Bi1d 2.1: Ubersicht der Ko1benformen bei verschiedenen

Scha1tungstypen

- 79 -

- 80 -

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Bild 2.3: Verschiedene Lastfalle bei steuerungen mit

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- 81 -

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Ventiltyp 1

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Bild 2.5: Symbol, Schema und Ersatzschaltbild fUr

Ventiltyp 2

- 83 -

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- Schaltrichtung 1

/ Steuerkante schlieOt

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Bild 2.6: Symbol, Schema und Ersatzschaltbild fur

ventiltyp 3

T

- 84 -

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Bild 2.7: Symbol, Schema und Ersatzschaltbild fur ventiltyp 4

- 85 -

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T A P B

- Schaltrichtung 1

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Bild 2.8: Symbol, Schema und Ersatzschaltbild fUr Ventiltyp 5

T A

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- Schaltrichtung 1

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Bild 2.9: Symbol, Schema und Ersatzschaltbild fUr

ventiltyp 6

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Bild 2.10: Symbol, Schema und Ersatzschaltbild fUr

Ventiltyp 7

T A

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2 1 AB

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---- Schaltrichtung 1

Bild 2.11: Symbol, Schema und Ersatzschaltbild fUr

Venti1typ 8

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Schaltrichfung 2

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Bild 2.12: Symbol, Schema und Ersatzschaltbild fur

ventiltyp 9

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- 92 -

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Bi1d 3.1: Grundscha1tung 1

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Bi1d 3.2: Grundscha1tung 2

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Bi1d 4.1: Hydrau1ikscha1tp1an des MeBaufbaues

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Bild 4.3: Hydraulische Verstelleinheit

- 98 -

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(Hersteller 3)

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Bild 4 . 9: Stellkraftbedarf bei ventiltyp 2 (Hersteller 4)

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0.6 1,0 1.4 1,8 2.2 2.6 mm Steuerkolbenweg x

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(Herstel1er 2)

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0.8 1,2 1,6 2.0 2.L. 2,8 mm 3.6 5feuerkolbenweg x

Bi1d 4.11: Ste11kraftver1aufe bei Venti1typ 3

(Herste11er 4)

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(Herstel1"r 2)

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(Hers teller 4)

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kantenoffnung und des Radia1spie1s

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Bi1d 4.17: Durchf1uBkenn1inien von stromungswiderstanden

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Leitung 3 Leifung2

Bild 4.28: Versuchsaufbau zur Ermittlung der resultierenden

stromungskraft bei Ventiltyp 2

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Bi1d 6.2: Einf1uB des Lastdruckes bei Grundscha1tung 3

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Bi1d 6.3: Ver1auf der Widerstandskraft bei Wegeventilen

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Sfeuerkanfenoffnung x Bild 6.4: Stromungskrafte bei Grundscha1tung 3 und

Lastfa11 III

(Verbraucher arbeitet a1s Pumpe)

- 130 -

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Bild 6.5: strornungskrafte bei Grundschaltung 4

Hydraulischer KurzschluB: Arbeitsan­

schllisse A und B verschlossen

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Bild 7.2: Schaltvorgang bei Ventiltyp 2 mit Nenn­

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Bild 7.3: Schaltvorgang bei Ventiltyp 2 mit

Ubererregung U = 30 V

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Bild 7.4: Schaltvorgang bei Ventiltyp 2 mit

Ubererregung U = 36 V

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- 135 -

Bi1d 7.5: Geanderte Versuchsanordnung zur indirekten Messung

der dynamischen Stromungskraft

1,25mm

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2,5 em/s E! x = ~ ...... .! V)

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Venti/hub x

Bi1d 7.6: Ste11kraftverlauf beim SchlieBen einer Steuerkante

des Ventiltyps 2, Kolbengeschwindigkeit * = 2,5 cm/s

- 136 -

- 1,25mm r-1

. 12,5 em/s

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Venti/hub x

Bi1d 7 . 7: Stel1kraftver1auf beim Sch1ieBen einer Steuerkante

des Ventiltyps 2, Kolbengeschwindigkeit x = 12 , 5 cm/s

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ScOO/tzeit t

Bi1d 7.8: Ste11kraftverlauf beim Sch1ieBen einer Steuerkante

des Venti1typs 2, Ko1bengeschwindigkeit x = 2,5 cm/s

_ 137 -

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/

Bild 8.1: Druckverteilung in den Dichtspalten bei Ventil­

typ 2

z

Bild 8.2: Denkmodell zur Berechnung der hydraulischen

Klernmkraft

- 138 -

z

Bi1d 8.3: Druckver1auf bei konischem Dichtspa1t

Bi1d 8.4: Skizze zur Ermittlung der geometrischen Be­

ziehungen und Definitionen bei der Mode11be­

rechnung

- 139-

Po

Bild 8.5: Wegeventilrnodell

- 140 -

"'l 10 ~ § pm .! 8 ~ Dehnung " VI 6 ~ ~p=300bar " " 0

2 ~p= 200bar

0 0 2 " 6 8 mm 12

300 bar

Q. Druckv~tei'ung ~

200 :::: J:! '8 gH«hn~t -1c ~ 100

g~m~ss~n

Cs

0 0 2 6 8 mm 12

I: -z

-I Dichtspa!tlang, d,s Mod, lis

Bi1d 8.6: Gehauseverformungen und zugehorige Druckverlaufe

im Dichtspalt eines wegeventilmodells

L1 3

- 141 -

pmr--__

1

Or---------------~--~------------~

, I Pmax= 300 bar , ,/1\ . t ~ ~ /' " "W "

\ '

- - - -. , - .., r -.., I~ ':.-...::' ~' r - -, r -..., 1--L..._J L... ....... L....-I L...J '- Ar -l0 r--:I r----, .c.J, - pm

r.,~/ -'r ----; - ',t--, f I _ /I II I

"I , 1 - ~ II I ----/,-,L_I ..... -/ I------J ..... -/ ~.;-,

..4--, \ L ___ .J L ___ ... ( L ~r jr.., r-, r-,'''' r-;-, _ _ _ ....J\ L-r L..._...J L __ ..... '-_.J ,\---' J-----

......... -- ....... _/

,$'. " J ....

.± . ~\_~/

Or-----------------------------------~ 1

pm 3 L1

Bild B.7: Gehauseverformung eines Wegeventils unter

Druckbelastung (statisch)

- 142 -

SOO~----~----~-----r----~

'-.. N

Bild 9.1: Statischer Kraft-Hub-Verlauf bei verschiedenen

Gleichspannungsmagneten mit Nennspannung

400r-----~-----,------,------,

'-.. N ;::: CJ

~ 300~----~----~--~~~~--~

200~----~-----~~~--~----~

100r-----1-__ ~-1------4-----~

o o 20 40 60 V 80

Spannung U

Bild 9.2: Gemessene Maximalkrafte zu Beginn der Hubbewegung

des Magnetankers

- 143 -

Hub x

Zeit t

Bi1d 9.3: Einscha1tverha1ten eines federbe1asteten Gleich­spannungsrnagneten

240

N

o o 2

U=124 V

3 4

'r--Ventilhub IA

V V

I -I x = const

-:::: ~ =--

) . ,- x=OmA;

IB ;}-8= -1

)(1'=0.096

~=0.112

;/(3=0,125 )(4=0,148 )(5=0,18

5 6 7 8mm 9 Ankerweg x

2,5~--~--~--~--'---~---r--~--~---' ~A

.~ 2

E:

~ 1.5 ~--t----I---+-----::±:::::::!:==t:~li~~~~ ... (I)

~ 1 ~

0.5 ~--~~+---~--~--~--~---+---4--~

10 20 30 40 50 60 70 80 ms 90 Zeit t

Bild 9.4: Dynarnische Kennlinien von Gleichspannungsrnagneten

Qmax=501lmin LJp = 50 bar

- 144 -

x 0~~~-===-4~0~~~8JO~--~~JO~m---s-~J60~--~

Qmax=50l/min

Llp =50 bar

Kolbenweg x l1mmITei/ungJ Zeit t Erregerstrom ~JQ4A/Teilung] ---P'L-200 bar Stellkraft F (6() NITeilung J

- .- p'-100 bar L

0L---~----~~~--~r---+-----~---4

O~----~----~~----~----~~----~---80 120 ms 160

Zeit t

Bi1d 10.1: Einscha1tvorgange bei Grundtyp 1 (10.1 a)

und Grundtyp 2 (10.1 b)

- 145 -

- ------------- --r--"'T"""-----

fges

Bi1d 10.2: Durch Stromungskrafte verzogerter Einschaltvorgang

(schematisch)

100

..... ms <l

§ 80

~ CIJ

;§' 60 i::

CIJ ::.. .... ·iii ~ 40 -.E tX

20

/

V I

++~ V

~/ ,/

,/

a .,/

a 20 40 60 80 N 100 Sfromungskraffmaximum

Bild 10.3: Schaltzeitverlangerung durch Stromungskrafte

t Ql

" -'5 ~ c:

" .-:§ J! Lt

t l4,.

~ ~

~

- 146 -

F (I)

.~ Eff,ktivwt!rl d" Kraft

Bi1d 11.1:Zeit1icher Kraftver1auf eines wechse1spannungs­

rnagneten

~O ~-----,------~------~------~

N U=UNenn

Ilt.. ...... ..... 0 ~ ...... <lJ

~ 80 ~

o 2 4 6 mm Hub 15

Bi1d 11.2: statische Kraft-Hub-Kenn1inien von Wechse1-

spannungsrnagneten (Effektivwerte)

8

240.

, 24

00 ..

12

,4

90° S>

-

mH

1\

I N

I A

D

'\ C

l(J

,=ar

c ta

n w

L 't

...

:,:,

't..

.

R

Q)

..Q

0-82

°o~

1lJ..

160

1,6

E

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-.I

Q

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Q)

c Q

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D'\

Q)

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c -

.",.

~

Q)

V)

~80

-5 0

8 t.

74

0 0

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'Lu

a:

c F

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I

-i s~o

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DB

2 4'

A

6 8

-0°

m

m

Hu

b6

Bil

d 1

1.3

: S

tati

sch

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nli

nie

n ein

es

Wech

sels

pan

nu

ng

smag

nete

n

- 148-

UO~------~~---------,----------~

N

90~~--------r-----------+---------~

Ill..

30~-------4~------~~~~--~

Arbei tsbereich

o ~ ________ ~~~ ______ ~ __________ ~ 0"8 3 A 6 mm 9

Hub c5

Bi1d 11.4: Einf1uB der Erregerspannung auf den

statischen Kraft-Hub-Ver1auf

KurZ5ch/ufJringe

- 149 -

beweg/icher Anker (geb/echtJ

Ankerhub r--~I----r-

E"egerwicklung

es tstehender Kern (geblecht)

"...!II~ ___ -t-- Venti/stOne/ /1

t====t, !====f.---,Dampfung I lJ

Bi1d 11.5: Aufbau eines wechse1spannungsmagneten

(schema tisch )

Ma

gn

ets

pu

le

/ Vee

I,K

7

Q1J

JFI6

30V

1

Klq

SW

Pha

se 2

20

V

T

.... ----

L 22~~

1-MP

I

~---

-::U

= I

~---

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SVHr

-

I, I

i I~;~~ -o

j L-

----

----

-+~_

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;71,

T o

Vee

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5V

5,

'"l,

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e L

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-'l

_ -

: ~

Bi1

d 1

1.6

: S

ch

a1

tun

g zu

r E

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1u

ng

d

es

Sch

a1

twin

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s ~

nach

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m

Nu

11

du

rch

gan

g d

er

Netz

span

nu

ng

f-J

U1 o

- 151 -

u= 12'u cos wt

u

i= ffu sinwt wL

Wt-

Bild 11.7: Erregerstrom einer verlustlosen Drossel mit Luft­spalt beim Schalten im Spannungsmaximum

t u

. Yi'u 1= WL (I-cos wt)

wt-Bild 11.8: Erregerstrom einer verlustlosen Drossel mit Luft­

spalt beim Schalten im Spannungsnulldurchgang

t X

~90S--

t ~ Bild 11.9: Schaltvorgang eines Wechselspannungsmagneten beim

Schalten im Spannungsmaximum und im Spannungsnull­durchgang (schematisch)

t u

,i,F

F

-_.-

---

U \ \

'. ,.

\

\ I

/ \

.1

\ '1

-/"

\ I

\ I

\ /

\ / -

U=

22

4V

i m

ax

=3,9

6A

Fm

ax=

182,

3N

cx=

-18°

. w

t --

-..

\.

I \i­ I

Bi1

d 1

1.1

0:

Ein

sch

a1tv

org

ang

ein

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Wec

hse

1sp

ann

un

gsm

agn

eten

an

nah

ern

d

im

Sp

ann

un

gsn

u1

1d

urc

hg

ang

(A

nker

fi

xie

rt)

.....

lJ1

!\J

- 153 -

~f I U

cx=oo ip

t /~------

wt----

Bi1d 11.11: Schematische Darste11ung des Rush-Effektes

I I I I

\ I \ I

" -i

u,i

,F t

F

_.-

i ---

U

\ I

/ .

I I

'1-.

/ / _

I

U =

22

4 V

i

= 1,

6 A

F

= 8

0,4

N

ex :::

74° \

I /

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. \j

./

\ /

,/

Bi1

d 1

1.1

2:

Ein

sch

a1

tvo

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span

nu

ng

smag

nete

n

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d

im

Sp

ann

un

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axim

um

(A

nk

er fix

iert)

wt

..

f-'

lJ1 01'>

- 155 -

480.-------~~---------------,

N U=224 V

ms 30 75 42~--------~------------_.

~ "­'><mm E A e ~5.0 lii2,8 ~ <D (l) t1)

~ 2,5 ~ 1,4 "'t l.(j

o +-__ ~6---~~--~----~~_._+~~~----~

o 10 20 ms 30 Zeit t

Bi1d 11.13: Einscha1tvorgang eines Wegeventi1s im Spannungs­

nu11durchgang

~ 5 C))

~mm Q:, 2,5 ~ c: ~ 0

- 156 -

400~------------------------~

N lJ... 320 U=224 V

ms 30 Zeit t

'-E: e2,8 -~ A a=90° (lJ

~ 1,4

~ 0

o 10 20 ms 30 Zeit t

Bi1d 11.14: Einscha1tvorgang eines Wegeventi1s im

Spannungsmaximum

5,6 mm,A .-

f: 4,2 o~ ~ ..... ())

~ ~ 2,8 ())~ QJ QJ ~~

Lt ~ 1,4

- 157 -

Bi1d 11.15: Pre11vorgang beim Scha1ten eines wegeventils

4,2 r

f .- mm,A 0: = 71C, f: ~ ..Q

e 2,8 :) - DI :S V) QJ "-~ ~ -QJ ~ 1,4

c ())Qj ~ ~~ Lt~ 0

Bi1d 11.16: Einscha1tverha1ten eines Wechse1spannungsmagneten

bei unglinstigem Scha1twinke1

- 158 -

30

II) ms Q.I 0'1 .....

.... '-Q.I

~ -0 .c: lJ

~ E 0 II) Q.I l!)

0 0 ,5 90 1350 180

Zeitwinke/ (X

Bild 11.17: Gesamtschaltzeit eines Wechselspannungsmagneten

als Funktion des Schaltwinkels nach dem Spannungs­

nul1durchgang

220 V (]Last

fvfp

Bild 11.18: Schaltungsaufbau zum Schalten eines Triacs im

Spannungsnulldurchgang

Forschungsberichte des Landes N ordrhein -Westfalen

Herausgegeben im Auftrage des Ministerprasidenten Heinz Kuhn vorn Minister fur Wissenschaft und Forschung J ohan~es Rau

Sachgru ppen verzeichnis

Acetylen . Schweilltechnik Acetylene· Welding gradtice A~tylene . Technique du soudage Acetileno . T~cnica de la soldadura A.lleT.J1eH H TeXIIHKa CBH.pKH

Arbeitswissenscllaft Labor .cience SCience du tra .. ail Trabajo cientifico BonpocbI TpYJ\OBoro "pOlieCCII

Bau . Steine . Erden Constructure . Construction material· Soilresearch Constructior. . Mat~riauJ: de construction· Recherche loutenaine La construcci6n . Mattri.les de ('onsrrucci6n . Reconocimiento del luelo CTpoB"8nhcTBo .. CTPOIIT8.'lhHMe M&TepMIlJ1b1

Bergbau Mining Eltploitation del mines Mineri. ("OPIIO" ""nn

Biologie Biology Biologie Biologi. S.oJlor ••

Chemie Chemistry Chimie Quimiea X .....

Druck· Farbe . Papier Photographie Printing· Color' Paper . Pbotograph~ Imprimerie • Couleur . Papier . Photograpbie Artes graficas . Color· Papel . Fotografia

TBDorpa<lJBII . KpaCKB . 6YMara . <!JOTorpa<lJ ...

Eisenverarbeitende Industrie Metal workmg industry Industrie du fer Industria del bierro MeT&JlJJoo6pa6oTbl88.KHU&.H UPOMbllUJl8HHOCTh

Elektrotechnik . Optik Electrotechnology . Optici Electrotechnique • Optique Electrot~cnica . Optic. ;-}JleKTpOTexHHK8 R onTHKa

Energiewirtschaft PowF'r economy

Energie Energia ;}HepreTH4ecKoe xoanftcTllo

Fahrzeugbau· Gasmotoren Vehicle construction' Engines Construction de v~hiculel . Moteun Construcci6n de vehiculos . Motore. flpoB3BoncTBo TpaHcnopTHhlX cpellCTB

Fertigung Fabrication Fabrication Pabricaci6n npOR3BOllCTIO

Funktechnik . Astronomie Radio engineering· Astronomy Radiotecbnique • Astronomie R.diot~cnica . Astronomia PalllloTexHDa II aCTpoHo ... 1I

Gaswirtschaft Ga. economy Ga. Ga. ra30Boe X03RftCTBO

Holz bearbeitung Wood working Travail du bois Trabajo de la madera nepeBoo6pn6oTKa

Hiittenwesen . Werkstotfkunde Metallurgy . Materials .research M~tallurgie . Mar~riaux Mctalurgia • Materiales MeTa.1nyprHH H MaTepHBnOBeJleHHe

Kunststotfe Plastics Pla .. iques Plbricos 1I.1aCTMaccbl

Luftfahrt . Flugwissenschaft Aeronautics' Aviation A~ronautjque • AviatIOn Acronautica . A viacion ABRIIl\RII

Luftreinhaltung Air·cleaninJit Purification de I"air Purificaci6n del aire O~HllleliHe BO:JllYXII

Maschinenbau Machinery Construr:cion m~canique Construcci6n de maquinas MawHuocTpoHTe.lbcTBO

Mathematik Mathematics Math~m3tiques

Matematicas MaTeMllTHK8.

Medizin . Pharmakologie Medicine • Pharmacology M~d.cin •. l'harm.colo~i. Medicin •. rarmacologi. Me_1HIlHIUl H fttapWaJw.10rHH

NE-Metalle ~on-ferrous met,.: Metal non ferrcus Melli no lerroso I{BeTlible MeTa.1.1bl

Physik Physics Physique Fisica ct>HJHKR

Rationalisierung Rationalizing Ration.tlisation Racionalizaci6n PaUHoIIH.IH.HIIIHJI

Schall· Ultraschall Sound . Ultrasonics Son . Ult ra-son Sonido . Ultras6nico aBYK R y.1bTpaJBYK

Schiffahrt Navi~"tion Navigation Navc~aci6n

CY.lOXO;ICTBO

Textilforsch'Jng Textile rcse:uch Tutiles Turil Bonpocbl T~KCTH:lbIlOH npOMbllJlJleHHOCTB

Turbinen Turbines Turbines Turbin .. Typ6HHbI

Verkehr Tralnc Tr.nc Tranco TpallcllopT

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