Titel: Neuerungen an Indikatoren.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1903, Band 318 (S. 97–100)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj318/ar318027

Neuerungen an Indikatoren.

Bei der Untersuchung von Wärmekraftmaschinen steht dem Ingenieur kein Instrument zur Verfügung, das feinfühliger wäre, das ihm mehr einen wirklichen Einblick in die im Innern des Zylinders sich vollziehenden Vorgänge gewährte, als der in seinen Grundgedanken bereits von Watt angegebene Indikator. Heute hat dieses Instrument von verschiedenen grossen Firmen eine derartige Ausbildung erfahren, jedes Glied ist mit einer so liebevollen Sorgfalt durchgebildet, dass man zunächst geneigt ist, irgend welche rein konstruktive Aenderungen daran als unnötig, ja verkehrt anzusehen. Aber das ist durchaus keine unbedingt richtige Auffassung, gerade derjenige, welcher viel und andauernd zu indizieren hat, weiss, dass jeder, auch der besten Indikatorkonstruktion Mängel anhaften, die in manchen Fällen dem „Versuchsingenieur“ das Leben schwer machen.

Bis zu einem gewissen Grade ist allerdings jener erste Gedanke richtig. Wenigstens haben wir gefunden, dass das einfachste, aus den wenigsten Teilen zusammengesetzte Instrument für normale Fälle durchaus das beste ist. Fast jede Verbesserung, und so auch die, von denen heute die Rede sein soll, fügt neue Teile, neue Schrauben und Verbindungen zu den alten, unumgänglich nötigen hinzu, die auch die Ursache von Störungen, von Fehlern werden können. Man betrachte nur einmal die Art, wie bei einem grossen Verdampfungsversuche der Dampfverbrauch f. d. indizierte Pferd und Stunde festgestellt wird. Da sind Fehler von mehreren Hundertteilen eigentlich garnicht zu vermeiden; deshalb erscheint es beispielsweise verkehrt, bei Garantieversuchen so ausserordentlich viel Wert auf die Art der Peststellung des Federmassstabes zu legen und uns will der Ausspruch von Walther-Meunier durchaus richtig dünken, man solle sich in solchen Fällen auf die einfachste Prüfungsart, nämlich die Feder im kalten Zustande durch Gewichtsbelastung zu aichen, beschränken.1) Wenn wirklich bei einzelnen Versuchen z.B. mit der Erwärmung ein Zunehmen des Federmassstabes um 4 vom Hundert beobachtet ist, so sind selbst diese noch so sorgfältig unternommenen Versuche nicht ganz einwandsfrei, bei denen ein Irrtum im Ablesen der vom Schreibstift verzeichneten Höhen um 1/10 Millimeter schon einen merkbaren Fehler bedeutet. Erst bei rein wissenschaftliehen Versuchen oder – und das ist seit der immer häufigeren Verwendung überhitzten Dampfes und explosibler Mischungen für den in der Praxis stehenden Ingenieur das Wesentliche – bei sehr hohen Wärmegraden im Motorenzylinder liegt unseres Erachtens ein Bedürfnis für die Konstruktion vor, welche die bekannte Firma Dreyer. Rosenkranz & Droop in Hannover seit kurzem auf den Markt gebracht hat (siehe Fig. 1 und 2). Hier ist die Feder aus dem Innern des Indikatorzylinders nach aussen verlegt, kann also niemals eine derartig hohe Temperatur auch nur annähernd annehmen, wie sie im Kraftzylinder herrscht. Die Konstruktion selbst dürfte ohne weiteres klar sein. Beachtenswert ist, dass die Stange X scharf angezogen eingesetzt ist, wodurch das Kippmoment aufgehoben und ein Ausweichen des Teiles A nach oben und eine seitliche Biegung derStahlsäule F beim Arbeiten des Instrumentes unmöglich gemacht werden soll. Die geringe Vermehrung der bewegten Massen soll nach Rosenkranz,2) wie Kontrollversuche mit anderen Indikatoren gezeigt haben, keine Fehler verursachen. Es deckt sich das im wesentlichen mit Feststellungen von anderer Seite,3) aber selbst wenn durch die vermehrten Massen ein geringes Nacheilen im ersten Teile des Hubes stattfände, so wird im zweiten Teile ja auch ein entsprechendes Voreilen eintreten, und wenn es, wie meistens nur auf die Bestimmung der Diagramm fläche ankommt, so heben sich die dadurch entstehenden Fehler wenigstens teilweise auf.

Textabbildung Bd. 318, S. 97
Textabbildung Bd. 318, S. 97

Geradezu als ein Schmerzenskind der Rosenkranz-Indikatoren ist die Anhaltevorrichtung zu bezeichnen, wie sie auch bei dem Indikator (Fig. 1) dargestellt ist. Wie häufig wird man beobachten können, dass diese Vorrichtung überhaupt nicht benutzt und lieber an irgend einer Stelle die Schnur ausgehängt wird, weil der Träger für die kleine Sperrklinke durchaus nicht festhalten will, weil eine von |98| den beiden im Innern der Trommel untergebrachten Spiralfedern aus flachem Stahlband ausgehakt oder während der Arbeit gebrochen ist, und was dergleichen Gründe mehr sind. Diese Spiralfedern geben überhaupt am meisten Anlass zu Störungen und sind eigentlich das einzige Glied an den sonst so vorzüglich durchkonstruierten Rosenkranz-Indikatoren, das nach unserer Ansicht schon längst hätte von Grund aus neu durchgebildet werden müssen. Giebt doch die bei den Schaeffer & Budenberg- und bei den Crosby-Instrumenten seit langem eingeführte Spiralfeder aus rundem Stahldraht eigentlich nie zu irgend welchen Störungen Anlass. Aber bislang kannte man überhaupt keine Anhaltevorrichtung für die Trommel ohne eine solche Spiralfeder aus plattem Stahlband. Auch Schaeffer & Budenberg verwandten diese bei den Instrumenten, bei denen eine Anhalte Vorrichtung verlangt wurde.

Textabbildung Bd. 318, S. 98
Textabbildung Bd. 318, S. 98

Jetzt tritt die Firma Maihak, Crosby-Warenhaus, Hamburg, mit der in Fig. 3 und 4 abgebildeten Friktions-Anhaltevorrichtung an die Oeffentlichkeit. Dreht man bei der Lage Fig. 4 den geriffelten Knopf k rechts herum, bis die untere Fläche von d an o anliegt, so setzt sich der Konus a1 des Bodens a (Fig. 3) auf den Konus b des Federfusses f und kuppelt so den Papierzylinder mit dem Unterteil i. Diese Kupplung wird durch Einschnappen des kleinen federnden Stiftchens s in das Loch r gesichert. In der Lage Fig. 4 dagegen steht die Papiertrommel t fest, während sich Unterteil i, Feder h und Achse g in der Hülse c drehen können. Das Gehäuse des Stiftes s dient gleichzeitig als Anschlag für das in dem wagerechten Arm p befestigte Schräubchen m, um die übliche Hubbegrenzung der Trommel herbeizuführen. Nach Entfernung der Anschlagschraube e kann der Papierzylinder durch weiteres Drehen des Knopfes k nach oben abgehoben werden und die Feder h liegt dann frei. Wie leicht diese gegenüber den Federn an den Instrumenten von Schaeffer & Budenberg mittels des auf einem Vierkant ruhenden Federkopfes l gespannt werden kann, weiss jeder, der schon mit den Indikatoren beider Firmen zu arbeiten hatte. Dass diese Anhaltevorichtung Vorzüge vor der sonst üblichen besitzt, ist nicht zu leugnen; den wesentlichsten haben wir schon hervorgehoben: die Schraubenfeder aus rundem Stahldraht kann beibehalten werden. Sodann aber tritt neben der Vermeidung jedes Gesperres keine Vermehrung des Troinmelgewichtes durch diese Vorrichtung ein, was namentlich bei hohen Tourenzahlen wichtig ist. Ob sich aber die Konstruktion auch auf die Dauer bewähren wird, darüber können wir heute ein Urteil noch nicht fällen. Es steht ein Verschleiss der beiden Konen zu befürchten; auch müssen der Stift s und die ihn nach oben drückende Feder n naturgemäss so zierlich ausgeführt werden, dass immerhin Zweifel an die Haltbarkeit dieser Teile, die doch nicht unbeträchtliche Stösse zu erdulden haben, gerechtfertigtsind. Jedenfalls erscheint es uns nötig, immer Ersatzteile hierfür zur Verfügung zu halten.

Im Anschluss an Obiges möchten wir die Neukonstruktion für einen Hubreduktor erwähnen, welche ebenfalls durch die Firma H. Maihak ausgeführt ist (siehe Fig. 5). Auch diese geht von dem gewiss lobenswerten Streben aus, die Spiralfeder aus flachem Stahlband durch eine Schraubenfeder aus rundem Stahldraht zu ersetzen, welche in der Hülse 14 untergebracht ist und nach Lockerung der Schraube 27 mittels des geriffelten Kopfes 16 gespannt werden kann. Die Reduktionsscheibe 20 wird durch eine Reihe von übereinander geschobenen, konzentrischen Ringen gebildet, die nach Entfernung der Befestigungsscheibe 21 einzeln fortgenommen werden können. Hierdurch ist der Gebrauch des Instrumentes für Hübe von 250 bis 1800 mm ermöglicht. Der Schnurführer 24 verschiebt sich auf einer Schraube mit flachem Gewinde bei Drehung der Schnurrolle parallel zu deren Achse, so dass sich die Schnurwindungen nebeneinander legen. Die ganze Vorrichtung wird durch den Arm 1 getragen, der seinerseits durch die normale Kuppelmutter 4 zwischen Indikatorhahn und Indikator festgeklemmt wird. Nach Lösung der Schraube 3 können die Verbindungsteile für Indikator und Hahn ausgewechselt und der Hubreduktor für jedes andere Indikatorsystem durch Einsetzen hierfür passender Stücke hergerichtet werden. Die Vorrichtung soll namentlich auch für grosse Umdrehungszahlen geeignet sein. Immerhin erscheint gerade dann die Anwendung des Kegelräderpaares sehr bedenklich, in dem die Beanspruchung bei jedem Hube wechselt.

Textabbildung Bd. 318, S. 98

Als Hubreduktor bei sehr grossen Hüben, 2500 mm und mehr bis zu 4000 mm, haben wir bis jetzt nur die Ausführungen der Firma Dreyer, Rosenkranz & Droop nach Stanék in Verbindung mit der Dörfelschen Rolle kennen gelernt, deren Konstruktion wir wohl als allgemein bekannt voraussetzen dürfen. Mit diesen Hilfsinstrumenten vermag man sich mit Leichtigkeit allen noch so eigenartigen Betriebsverhältnissen anzupassen und deshalb sollte namentlich derjenige sie sich unbedingt anschaffen, dessen Thätigkeit sich auf fremden Werken an den verschiedenartigsten Maschinen jeder Grösse abspielt, wie das z.B. beim Revisionsingenieur der Fall ist. Die zwar nicht ganz geringfügige Ausgabe macht sich in kürzester Zeit bezahlt, da das Anbringen und Einrichten der Instrumente sich nach unseren Erfahrungen in einem geringen Bruchteil der sonst nötigen Zeit vollzieht. Einige praktische Klemmen zur Befestigung dieser Vorrichtungen werden nach Angaben von Prof. A. Bauer in Leoben ebenfalls von der Firma Dreyer, Rosenkranz & Droop, Hannover ausgeführt4).

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Bei der Untersuchung von Maschinen, bei welchen die zu leistende Arbeit innerhalb kurzer Zeit stark wechselt, wie das bei Fördermaschinen, bei Walzenzugmaschinen und ähnlichen stets der Fall ist, kommt man bald zur Grenze der Brauchbarkeit eines gewöhnlichen Indikators. Jedes Diagramm zeigt Verschiedenheiten gegenüber, dem vorangehenden und dem folgenden, und wenn man sie alle übereinander auf dasselbe Blatt schreiben lässt, so entsteht ein solches Gewirr von Linien, dass schliesslich selbst das schärfste und geübteste Auge die einzelnen Diagramme nicht mehr von einander zu unterscheiden vermag. Planimetrierungen werden aber hierdurch unmöglich gemacht. Andererseits nützt es nichts, nur einen Teil der Diagramme während eines Förderzuges oder einer Walzarbeit zu nehmen, weil bei der Veränderlichkeit der Arbeit in den einzelnen Hüben fast stets nur die gesamte aufzuwendende Kraft interessiert.

Man hat daher schon seit langem Instrumente erdacht, bei denen auf eine lange Papierrolle sich eine ganze Anzahl Diagramme aufschreiben lässt, und bei denen während eines der beiden Hübe ein Abwickeln des Papierstreifens in einer gewissen Länge stattfindet, sodass jedes Diagramm um eine bestimmte Strecke gegen das vorhergehende verschoben erscheint.

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Die älteren Instrumente dieser Art zeigten verschiedene Misstände. Zwar war es für den mit diesem Indikator Eingeübten bei einiger Sorgfalt durchaus möglich, sehr brauchbare Diagramme zu erzielen; aber einmal vermehrten die üblichen Transportiervorrichtungen das Gewicht der Trommel sehr und die vergrösserten bewegten Massen verhinderten die Benutzung bei hohen Tourenzahlen, und dann war es nötig, ausser dem gewöhnlichen Indikator noch ein zweites, vollständiges Instrument sich anzuschaffen, welches zur Abnahme „fortlaufender Diagramme“ eingerichtet war. Abgesehen von den nicht unbeträchtlichen Kosten, entstanden hierdurch Unannehmlichkeiten auf der Reise, indem der meist schon umfangreiche Instrumentenkasten des „Versuchsingenieurs“ eine erhebliche Vergrösserung erfuhr. Auch hier hat die sehr rührige Firma Maihak in Hamburg Abhilfe zu schaffen verstanden. Jeder ihrer normalen Indikatoren, oder auch der eines beliebigen anderen Systems, kann mit geringen Veränderungen so eingerichtet werden, dass nach Lösung einer Schraube die gewöhnliche Papiertrommel fortgenommen und die zur Abnahme von „fortlaufenden Diagrammen“ eingerichtete aufgesetzt werden kann. Es braucht also ausser dem gewöhnlichen Instrumente nur diese der normalen gegenüber wenig vergrösserte Trommel mitgeführt ku werden, und mit ein paar einfachen Handgriffen ist in kürzester Zeit der gewöhnliche Indikator in einen solchen für fortlaufende Diagramme, (siehe Fig. 6) verwandelt.Bei diesem wird das in Hollen von etwa 1 ½ m Länge aufgewickelte Papier auf den Stift s geschoben, zwischen den beiden Walzen 1 und 2 (siehe auch Fig. 7) durchgeführt, um die Trommel gelegt und dann zwischen den beiden Walzen 3 und 4 hindurch um den Stift c gewickelt. Um letzteres bequem ausführen zu können, wird das Papier durch einen Längsschlitz dieses Stiftes gesteckt und um diesen durch Drehen des Rädchens z so lange herumgewickelt, bis es glatt auf der Trommel aufliegt. In z greift das auf die Trommelachse lose aufgesteckte Rad z1 und in dieses die Klinke n, welche Rückdrehen der Räder und somit Schlaffwerden des Papiers verhindert.

Textabbildung Bd. 318, S. 99
Textabbildung Bd. 318, S. 99
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Oben auf dem Rädchen z1 ist noch eine Verzahnung i angebracht, in welche die mit der Trommelachse fest verbundene Klinke b greift. Legt man diese in die Verzahnung i, so ist also z1 mit der Trommelachse gekuppelt und bei Drehung der Trommel nieder einen Richtung wird z gedreht, d.h. das Papier wandert um ein bestimmtes Stück vorwärts, beim Drehen in der entgegengesetzten Richtung schleift dagegen die Klinke b über die Verzahnung i fort und Rad z und damit das Papier bleibt unverrückt auf der Trommel. Erwähnt mag noch werden, dass man b während des Ganges ausheben und dann mit der Trommel auch dicht aufeinander folgende geschlossene Einzeldiagramme erhalten kann, ohne ein neues Stück Papier auf die Trommel aufstecken zu müssen. Aus eigener Erfahrung können wir versichern, dass diese Instrumente sehr zuverlässig arbeiten, und dass es nach kurzer Uebung gelingt, mit ihnen tadellose, fortlaufende Diagramme zu erzielen. Die ganze Anordnung ist ausserordentlich sinnreich ausgedacht und vorzüglich durchkonstruiert Gleiches kann man fast in jeder Beziehung überhaupt von den Crosby-Instrumenten behaupten. Wir möchten hier nur auf einen Teil hinweisen, dessen Durchbildung uns nicht so zweckmässig erscheint, obgleich die Firma gerade in dieser Konstruktion einen wesentlichen Vorzug ihrer Indikatoren sieht. Es ist das die Befestigung der Feder im Kolben (siehe Fig. 8). Die an der Feder befestigte Kugel (siehe auch Fig. 9) wird in die Kugelpfanne gelegt, dann die Kolbenstange B von oben durch die Feder gesteckt und so in den Kolben A eingeschraubt, dass die Fläche b' auf der Fläche a1 fest aufliegt; die Kugelpfanne soll dabei von unten so weit in den Kolben hinein geschraubt sein, dass die Kugel selbst sich ohne Spiel zwischen der Pfanne und der Kolbenstange etwas drehen kann. Es soll auf diese Weise jede etwa eintretende Achsenabweichung von Feder und Indikatorzylinder und somit jeder seitliche Druck auf den Kolben vermieden werden. Verfährt man genau nach dieser Vorschrift, so ist aber die Pfanne nicht gesichert, es kann ein wenn auch noch so geringes Losdrehen derselben eintreten und das Resultat ist die Entstehung toten Spiels in dem Indikator während der Arbeit selbst, Fin häufiges Herausnehmen des Kolbens mit Feder und Prüfung, ob noch alles in der ursprünglichen, richtigen Lage ist, wird daher notwendig. Um dies zu vermeiden, ziehen daher viele entgegen jener Vorschrift die Kugelpfanne lest liegen die Kugel an, Damit ist aber die gewünschte Drehungsmöglichkeit der letzteren aufgehoben, und ganz ab: gesehen davon, dass alsdann ein etwas schräges Einspannen der Feder nur durch äusserste Sorgfalt vermieden werden |100| kann, bietet die doch gewiss verwickelte Konstruktion gar keinen Vorteil gegenüber der von Rosenkranz, bei welcher der untere Federkopf einfach in den Kolben geschraubt ist. Denn die geringe Verminderung der schwingenden Masse ist, wie bereits bemerkt, nicht von der Bedeutung, die man ihr gemeiniglich beilegt.5)

Leider können wir unter den „Neuerungen an Indikatoren“ noch immer nicht über ein unbestritten brauchbares Instrument berichten, das, wie wir schon vor Jahren in dieser Zeitschrift hervorhoben,6) zweifellos jedem, der mit umfangreicheren Indizierungen zu thun hat, hochwillkommen sein würde, wir meinen ein solches, bei welchem man den indirekten Druck unmittelbar etwa auf einer Skala ablesen kann. Wir können unseren damaligen Mitteilungen nur die Beschreibung eines Indikators hinzufügen; der aber insofern nicht gut eine Neuerung genannt werden kann, als er von seinem Erfinder, Professor Hlawatschek in Graz, bereits im Jahre 1885 konstruiert und beschrieben ist.7) Dabei unterliegt es keinem Zweifel, dass dieses Instrument weit über den im angezogenen Aufsatz wiedergegebenen Konstruktionen steht und jedenfalls verdienen die in ihm niedergelegten Gedanken durchaus der Vergessenheit entrissen zu werden. Auch dieses Instrument (Fig. 10) geht aus dem gewöhnlichen Indikator nur durch Ersetzung zweier Stücke, des Schreibzeugs und der Trommel, hervor und die Umwandlung kann auch hier in kürzester Zeit vorgenommen werden. An Stelle des Schreibzeugs tritt der fest auf die Kolbenstange aufgesetzte Arm a, der vorn die Rolle r trägt. Diese wird durch eine nicht gezeichnete Feder gegen den Konus K gedrückt, der die Trommel des gewöhnlichen Indikators ersetzt. Nun ist auf der Achse b eine Schnecke g durch Keil und Nut so befestigt, dass g jede Drehung von r mitmachen muss. Die Schnecke g steht mit dem Rade u von 100 Zähnen und einem dahinterliegenden Rade von 101 Zähnen in Verbindung. Der Zeiger z giebt das Mass der Umdrehungen der Rolle r bis zu 100, der mit dem zweiten Rade in Verbindung stehende Zeiger z1 die Zahl der Hunderte von Umdrehungen an. Der Konus K wird genau wie sonst die Papiertrommel in bekannter Weise von der Maschine hin und her gezogen. Dabei dreht sich das Rädchen r und zwar beim Hin- und Rückgange nach entgegengesetzten Richtungen. Solange der Dampfhahn geschlossen ist, wird also nach einer ganzen Umdrehung der zu indizierenden Maschine keine Verschiebung des Rades u gegen denZeiger z eingetreten sein; ist er jedoch geöffnet, das heisst, bewegt sich r längs des Konus K auf und ab, so wird wegen der Verschiedenheit der Konusumfänge in den verschiedenen Höhen eine schliessliche Verschiebung des Rades u gegen den Zeiger z stattgefunden haben. Ohne auf die von Hlawatschek näher erläuterte Theorie einzugehen, erscheint ohne weiteres klar, dass die so gefundene Zahl der mit einem gewöhnlichen Indikator gefundenen Diagrammfläche proportional sein muss.

Textabbildung Bd. 318, S. 100

Nach Angabe des Verfassers hat sich ein derartiger Indikator seinerzeit gut bewährt, es fand sich bei Kontroll versuchen, dass bei 30pferdigen Maschine nur 1/10 PS mehr mit diesem Instrumente gefunden wurde, als auf dem gewöhnlichen Wege. Warum sich der Indikator trotzdem in die Praxis keinen Eingang verschafft hat, vermögen wir nicht zu sagen. Die Firma E. Kraft & Sohn, Wien, welche den vom Erfinder benutzten Apparat hergestellt hat, ist inzwischen in Liquidation geraten, sodass ein derartiges Instrument nicht zu erlangen war. Bedenklich erscheint ja auf den ersten Blick die Bewegungsübertragung durch einfache Reibung an der Rolle r, zumal Erschütterungen unter dem Indikatorkolben bei plötzlichem Druckwechsel nicht zu vermeiden sind, die, wenn auch nur für einen Augenblick die Berührung zwischen Rolle und Konus aufheben können. Es wäre infolgedessen eine ungenaue Uebertragung der Konusbewegung auf die Rolle zu befürchten, Doch konnten wir aus bereits angegebenen Gründen selbst Erfahrungen mit dem Instrument nicht sammeln und können daher nur das oben mitgeteilte Versuchsergebnis wiedergeben, für das wir dem Erfinder die Verantwortung überlassen müssen.

F. Mby.

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Siehe Roser. Z. d. V. d. I., 18. Oktober 1902.

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Siehe Z. d. V. d. I., 5. Juli 1902.

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Siehe E. Meyer, Z. d. V. d. L. 21. Sept. 1901.

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Siehe Z. d. V. d. J. vom 5. Juli 1902.

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Während der Drucklegung obiger Arbeit erfahren wir, dass die Firma Maihak neuerdings auch Instrumente mit der gewöhnlichen Federbefestigung, also Schraubköpfen an beiden Enden der Feder, ausfuhrt. Unsere oben geäusserten Bedenken gegen die Kugelgelenkverbindung müssen also wohl auch anderweitig der Firma gegenüber hervorgehoben sein. Bei diesen Indikatoren hat man ferner endlich die unbequeme Lagerung der Federn im Deckel der Instrumentenkästen verlassen und diese im Kasten selbst untergebracht, wo sie Beschädigungen weit weniger ausgesetzt sind.

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D. p. J. 1900, Bd. 315. 575.

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Ein neuer totalisierender Indikator von F. Hlawatschek, Graz 1885.

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