DE1204718B - Funkuebertragungssystem fuer Einseitenband-uebertragung mit unterdrueckter Traegerfrequenz - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H 04b

Deutsche Kl.: 21a4-54

Nummer: 1204718

Aktenzeichen: N16827IX d/21 a4

Anmeldetag: 9. Juni 1959

Auslegetag: 11. November 1965

Die Erfindung bezieht sich auf ein Funkübertragungssystem für Einseitenbandübertragung mit unterdrückter Trägerfrequenz, das auf der Sendeseite einen Einseitenbandgenerator, dem eine Frequenzumsetzerstufe nachgeschaltet ist, und auf der Empfangsseite einen Einseitenbanddemodulator, dem eine Frequenzumsetzerstufe vorgeschaltet ist, enthält, wobei wenigstens an die Hochfrequenzumsetzerstufen durch Quarze stabilisierte Ortsoszillatoren angeschlossen sind, während zur empf angsseitigen Wiedergewinnung der zu den empfangenen Einseitenbandsignalen gehörenden örtlichen Trägerfrequenz eine Steuerschwingung mit dem ausgesandten Einseitenbandsignal mit ausgesandt wird. Empfangsseitig erfordert die frequenzgenaue Rückgewinnung der lokalen Trägerschwingung eine sehr hohe Übertragungsqualität der Steuerschwingung. Die Erfüllung dieser Forderung wird aber dadurch erschwert, daß die Steuerschwingung mit wesentlich kleinerer Amplitude (z.B. -2OdB) als dasEinseitenbandsignalübertragen wird.

Für die Rückgewinnung der lokalen Trägerschwingung an der Empfängerseite sind bereits mehrere Verfahren bekanntgeworden. So werden z. B. in dem einen Verfahren zusammen mit dem Einseitenbandsignal zwei in einem bestimmten Frequenzverhältnis zueinander stehende Steuerfrequenzen mit ausgesendet, wobei dann die Frequenz des lokalen Trägers in Abhängigkeit von dem Frequenzverhältnis der nach der Demodulation wiedergewonnenen Steuerfrequenz geregelt wird. Bei dieser Vorrichtung besteht indessen die Gefahr einer falschen Synchronisation, die vergrößert wird, je niedriger die Steuerfrequenzen gewählt worden sind.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung wird für die frequenzgenaue Rückgewinnung des lokalen Trägers sendeseitig eine Steuerschwingung mit übertragen, die empfangsseitig in der Zwischenfrequenzlage ausgesiebt wird. Die Gefahr einer falschen Synchronisation innerhalb eines kleinen Frequenzgebietes tritt bei dieser Vorrichtung nicht auf, jedoch erfordert diese Vorrichtung einen aufwendigen Aufbau des Einseitenbandempfängers. Insbesondere das Steuerfrequenzfilter ist, um die erforderliche Selektivität in der Zwischenfrequenzlage zu erzielen, besonders schwierig in seinem Aufbau. Ferner muß die Verstärkung in dem Steuerfrequenzkanal ganz erheblich sein, da die Steuerfrequenzschwingung in einem Punkt der Empfängerkaskade mit niedrigem Pegel abgenommen wird. Für mobile Apparaturen ist der damit verbundene umfangreiche Aufbau ein ernsthafter Nachteil.

Die Erfindung bezweckt, die erwähnten Schwierig-Funkübertragungssystem für Einseitenbandübertragung mit unterdrückter Trägerfrequenz

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,

Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:

Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,

Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Yme Bouwinus Folkert Jan Groeneveld,

Aildert Albert Potjer, Hilversum (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 12. Juni 1958 (228 659)

keiten der bekannten Einseitenbandübertragungssysteme zu beseitigen. Diese Aufgabe wird bei einem Funkübertragungssystem für Einseitenbandübertragung mit unterdrückter Trägerfrequenz dadurch gelöst, daß der Einseitenbandsender einen tonfrequenten Steuerfrequenzoszillator mit einer über der höchsten Signalfrequenz liegenden Frequenz enthält, der an den Eingang eines Einseitenbandgenerators angeschlossen ist, während auf der Empfangsseite im Empfänger an den Ausgangskreis eines Einseitenbanddemodulators ein Steuerfrequenzfilter angeschlossen ist, das über einen Begrenzer mit einem auf die tonfrequente Steuerfrequenz abgestimmten Frequenzdiskriminator verbunden ist, dessen Ausgangsspannung einer Frequenznachregelung zugeführt wird, die mit einem örtlichen Umsetzeroszillator gekoppelt ist.

Im Vergleich mit den bekannten Vorrichtungen, bei denen die ganze Selektivität des Einseitenbandempfängers in dem Steuerfrequenzkanal konzentriert worden ist, wird in der erfindungsgemäßen Vorrichtung φβ Selektivität nicht nur in den Steuerfrequenzkanal gelegt. Darüber hinaus ist die Frequenzstabilität des ganzen Einseitenbandkanals, an der der Einseitenbandsender wie der Einseitenband-

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empfänger gleichermaßen beteiligt sind, wesentlich signal erhalten wird, das nach Verstärkung in einem

gesteigert. Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen Sendeverstärker 15 mittels einer Sendeantenne 16

wird eine hohe Frequenzstabilität des ganzen Ein- ausgesandt wird.

seitenbandkanals und eine maximale Vereinfachung Um auf der Empfangsseite die zum ausgesandten des Einseitenbandsystems erzieht ohne die Gefahr 5 Einseitenbandsignal gehörende Trägerfrequenz freeiner falschen Stabilisation des im Empfänger er- quenzgenau wiederzugewinnen, wird mit dem auszeugten Trägers. Diese Vorteile machen dieses Funk- gesandten Einseitenbandsignal eine Steuerfrequenz übertragungssystem besonders geeignet für Flugzeug- mit ausgesandt, die dadurch erzielt wird, daß an den funk. Eingang des Einseitenbandgenerators 6, 7, 8 ein ton-

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung io frequenter Steuerfrequenzoszillator 32 mit einer über

wird eine Vereinfachung des Systems dadurch erzielt, der höchsten Sprechfrequenz liegenden Frequenz von

daß auf der Sendeseite die Niederfrequenzsignale beispielsweise 3 kHz angeschlossen wird. Im Ein-

außer dem Einseitenbandgenerator auch einem Am- seitenbandgenerator 6, 7, 8 und den nachfolgenden

plitudendetektor zugeführt werden, dem ein Tiefpaß- Umsetzerstufen 9 und 10 wird die tonfrequente

filter nachgeschaltet ist. Dieses Tiefpaßfilter in Ver- 15 Steuerfrequenz von 3 kHz in die Senderendfrequenz

bindung mit dem Amplitudendetektor dient zur Ge- umgewandelt, so daß zusammen mit dem im Fre-

winnung eines umhüllenden Signals, das nur die quenzband von 12 000,3 bis 12 002,7 kHz liegenden

niedersten der zu übertragenden Signalfrequenzen ausgesandten Einseitenbandsignal eine Steuerfrequenz

enthält und steuert einen zwischen den Steuer- von 12 003 kHz mit ausgesandt wird, dessen Fre-

frequenzoszillator und den Einseitenbandgenerator ao quenzabstand von der zum Einseitenband gehörenden

geschalteten Amplitudenmodulator. Auf der Emp- Trägerfrequenz durch die vom Steuerfrequenzoszil-

fangsseite ist analog dazu an den Ausgang des Steuer- lator 32 erzeugte Frequenz von 3 kHz genau fest-

frequenzfilters ein Amplitudendetektor angeschlossen, gelegt ist. Selbst bei einer einfachen Ausführung des

dem ein Tiefpaßfilter nachgeschaltet ist, und dessen Steuerfrequenzoszillators 32 läßt sich dieser Fre-

Ausgangsspannungen einen zwischen den Einseiten- 25 quenzabstand bis auf einen Bruchteil eines Hertz

banddemodulator und die Wiedergabevorrichtung ge- genau einhalten. Der Pegel der mit ausgesandten

schalteten Verstärker steuert. Steuerfrequenz ist etwa 15 dB unterhalb des Pegels

Durch diese Maßnahme wird der Einfluß des des vom übertragenen Signal erzeugten Einseiten-

Rauschens wesentlich beschränkt, z. B. 3 bis 5 dB, bandsignals gewählt.

wodurch der Einseitenbandsender für eine geringere 30 F i g. 2 zeigt einen mit dem Sender nach F ig. 1 zuLeistung und in entsprechend leichterem Aufbau aus- sammenarbeitenden Einseitenbandempfänger. Beim gebildet werden kann, der besonders für Flugzeug- dargestellten Einseitenbandempfänger werden die mit apparaturen von besonderem Vorteil ist. einer Antenne 17 empfangenen Hochfrequenzsignale,

Die Erfindung und ihre Vorteile werden nach- die aus dem im Frequenzband von 12000,3 bis

stehend an Hand der Figuren näher erläutert. 35 12 002,7 kHz liegenden Einseitenbandsignale und der

Fig. 1 und 2 zeigen das Blockschaltbild eines Steuerfrequenz von 12003,0 kHz bestehen, nach Ver-

Senders bzw. eines Empfängers bei einem Über- Stärkung in einem Hochfrequenzverstärker 18 einer

tragungssystem gemäß der Erfindung. Mischstufe 19 zugeführt, an der ein quarzstabilisierter

Der in Fig. 1 dargestellte Funksender für Ein- Oszillator 23 angeschlossen ist. Auf die Mischstufe

seitenbandübertragung mit unterdrückter Trägerfre- 40 folgt ein Ausgangsfilter 21, das die 1. Zwischen-

quenz ist mit einem Mikrophon 1 versehen, das über frequenz (ZF) aussiebt, und daran anschließend eine

ein Filter 2 mit einem Durchlaßband von 0,3 bis an einen quarzstabilisierten Oszillator 24 ange-

2,7 kHz mit der Kaskadenschaltung zweier Nieder- schlossene Mischstufe 20 mit einem Ausgangsfilter 22,

frequenzverstärker 3 und 4 verbunden ist, wobei der das auf die 2. Zwischenfrequenz abgestimmt ist. Beim

Niederfrequenzverstärker 3 einen Dynamikpresser 5 45 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Frequenzen

zur Herabsetzung der Pegelunterschiede der Sprech- der Oszillatoren 23 und 24 mit 10 600 kHz bzw.

signale auf z. B. wenige dB enthält. 1150 kHz gewählt, wobei durch Frequenztransponie-

. Der Einseitenbandsender weist weiter einen an den rung in die zweite Zwischenfrequenzlage mittels der

Ausgang des Niederfrequenzverstärkers 4 angeschlos- Mischstufen 19 und 20 ein im Frequenzband von

senen Einseitenbandgenerator 6, 7, 8 auf, der aus 50 250,3 bis 252,7 kHz liegendes Einseitenbandsignal

einem an einen quarzstabilisierten Oszillator 6 (mit und eine Steuerfrequenz von 253,0 kHz erhalten

einer Frequenz von z. B. 250 kHz) angeschlossenen werden, welche Signale einem Radiofrequenz-(RF)-

Gegentaktmodulator 7 und einem Einseitenband- Verstärker 25 zugeführt werden,

filter 8 besteht, daß das obere Seitenband von 250,3 Der Einseitenbandempfänger enthält weiter einen

bis 252,7 kHz durchläßt und das untere Seitenband 55 mit dem Ausgangskreis des RF-Verstärkers 25 ver-

und die Trägerfrequenz unterdrückt. bundenen Einseitenbanddemodulator, der aus einem

In der Hochfrequenzsenderkaskade wird das so er- Gegentaktmodulator 26, einem auf diesen arbeitenden

zielte Einseitenbandsignal von 250,3 bis 252,7 kHz in quarzstabilisierten Trägerfrequenzoszillator 27 und

einer an einen quarzstabilisierten Umsetzeroszillator einem Tiefpaßfilter 28 besteht. Die mittels des Gegen-

13 angeschlossenen Umsetzerstufe 9 mit einem Aus- 60 taktmodulators 26 wiedergewonnenen Sprechsignale

gangsfilter 11 und einer nachfolgenden, an einen quarz- von 0,3 bis 2,7 kHz und die Steuerfrequenz von 3 kHz

stabilisierten Umsetzeroszillator 14 angeschlossenen werden über das Tiefpaßfilter 28 einem Verstärker

Umsetzerstufe 10 mit einem Ausgangsfilter 12 in die 29 zugeführt. Vom Ausgang dieses Verstärkers ge-

Sendefrequenz umgewandelt. Die Frequenzen der langen die Sprechsignale über ein die Steuerfrequenz

Oszillatoren 13 und 14 betragen z. B. 1150 kHz bzw. 65 von 3 kHz unterdrückendes Filter 34 und einen

10 600 kHz. wobei durch Frequenzwandlung in den Niederfrequenzverstärker 30 zu einer Wiedergabe-

Umsetzerstufen 9 und 10 ein im Frequenzband von vorrichtung 31, während die Steuerfrequenz von

12 000.3 bis 12 002,7 kHz liegendes Einseitenband- 3 kHz in einem Hochpaßfilter (Steuerfrequenzfilter

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33) ausgesiebt und nach Verstärkung in einem Steuer- eine wirksame Herabsetzung des Einflusses des frequenzverstärker 35 über einen Begrenzer 36 einem Rauschens auf die Einseitenbandverbindung herbeiauf die Steuerfrequenz von 3 kHz abgestimmten geführt. Zu diesem Zweck werden sendeseitig die dem Frequenzdiskriminator 37 zugeführt wird. Die Aus- Niederfrequenzverstärker 3 entnommenen Sprechgangsspannung dieses Frequenzdiskriminators steuert 5 signale auch einem Amplitudendetektor 40 und einem über ein Tiefpaßfilter 38 die an den Oszillator 24 an- ihm nachgeschalteten Tiefpaßfilter 41 zugeführt, geschlossene Frequenznachregelung 39, z. B. eine Dieser Tiefpaß in Verbindung mit dem Amplituden-Reaktanzröhre, detektor dient zur Gewinnung eines umhüllenden Si-Wenn in der bisher geschilderten Einseitenband- gnals, das nur die niedersten der zu übertragenden anlage die vom Trägerfrequenzoszillator 27 her- io Sprechfrequenzen enthält, wozu z. B. für das Tiefrührende Trägerfrequenz genau der ursprünglichen paßfilter 41 eine Grenzfrequenz von 100 bis 40 Hz Trägerfrequenzschwingung des dem Einseitenband- gewählt ist. Das so gewonnene umhüllende Signal demodulator 26 zugeführten Einseitenbandsignals steuert einen zwischen den Steuerfrequenzoszillator entspricht, stimmt die Frequenz der vom Steuer- 32 und den Gegentaktmodulator 7 geschalteten Amfrequenzfilter 33 ausgesiebten Steuerfrequenz mit der 15 plitudenmodulator 42, wobei das amplitudenmoduvom sendeseitigen Steuerfrequenzoszillator 32 er- lierte Steuerfrequenzsignal nach Frequenztransponiezeugten Steuerfrequenz von 3 kHz überein. Es ent- rung im Einseitenbandgenerator 6, 7, 8 und in den steht dann an dem auf diese Frequenz abgestimmten Umsetzerstufen 9 und 10 zusammen mit den Ein-Frequenzdiskriminator 37 keine Frequenzregelspan- seitenbandsignalen von der Antenne 16 ausgesandt nung zur Frequenznachregelung des Oszillators 24. ao wird. Zur Erhaltung einer gleichmäßigen Sender-Weicht jedoch die örtliche Trägerfrequenz des Oszil- belastung ist es hierbei vorteilhaft, den Amplitudenlators 27 von diesem Sollwert ab, beispielsweise durch modulator 42 so auszubilden, daß die Amplitude der Frequenzänderung eines Oszillators in der Sender- Steuerfrequenzschwingung mit zunehmender Intensität oder Empfängerkaskade, so weicht auch die vom der Sprechsignale abnimmt; beim Fehlen von Sprech-Steuerfrequenzfilter 33 ausgesiebte Steuerfrequenz um 25 Signalen wird also ein Steuerfrequenzsignal mit maxiden gleichen Betrag vom Nennwert von 3 kHz ab. maler Amplitude ausgesandt.

Der Frequenzdiskriminator 37 liefert eine ent- Auf der Empfangsseite wird das amplitudenmodusprechende Regelspannung, die der erwähnten Fre- lierte Steuerfrequenzsignal nach Selektion im Steuerquenzabweichung entgegenwirkt und sie beispielsweise frequenzfilter 33 und Verstärkung im Steuerfrequenzum einen Faktor 10 bis 50 verringert. Auf diese Weise 30 verstärker 35 einem Amplitudendetektor 43 und wird erzielt, daß die vom örtlichen Trägerfrequenz- einem Tiefpaß 44 zur Wiedergewinnung des umoszillator 27 erzeugte Trägerfrequenz mit der zum hüllenden Signals zugeführt, das den der Wiedergabeausgesandten Einseitenbandsignal gehörende Träger- vorrichtung 31 vorgeschalteten Verstärker 30 steuert, frequenz bis auf einen Restfehler von ein oder Das Tiefpaßfilter 44 kann hierbei auf gleiche Weise wenige Hertz übereinstimmt. 35 wie das sendeseitige Tiefpaßfilter 41 ausgebildet sein. Bei der beschriebenen Einseitenbandanlage ist in- Bei der dargestellten Vorrichtung wird der Verstärker folge der Niederfrequenzselektion der Steuerfrequenz 30 vom umhüllenden Signal beim Fehlen eines mit einem einfachen Steuerfrequenzfilter eine ge- Sprechsignals gesperrt und beim Vorhandensein eines nügende Trennschärfe erzielbar, um unerwünschte Sprechsignals freigegeben, so daß das Rauschen in Einflüsse von Störfrequenzen auf die AFC- Regelung 40 den Gesprächspausen unterdrückt wird. Hiermit erpraktisch zu verhüten. Nebst einer einfachen Aus- gibt sich eine erhebliche Verbesserung des Rauschführung des Steuerfrequenzfilters 33 ist weiterhin für abstandes (Verhältnis von Signal zum Störpegel). Sodas Steuerfrequenzsignal, das in den RF-bzw. ZF-Ver- dann kommt man dann für die Sprechverbindung stärkern 18, 25 und 29 der Empfängerkaskade bereits zwischen dem Sender und dem Empfänger mit einer erheblich verstärkt ist, in der Frequenznachregelungs- 45 geringeren Sendeleistung aus, die z. B. gegenüber der schleife nur noch eine verhältnismäßig geringe zusatz- sonst erforderlichen Sendeleistung um 3 bis 5 dB herliche Verstärkung von z. B. 30 bis 40 dB erforderlich, abgesetzt werden kann.

so daß ein einfacher Steuerfrequenzverstärker 35, z.B. Unter Umständen kann es wichtig sein, die Selekein einstufiger Verstärker, genügt. tivität der Frequenznachregelungsschleif e zu erhöhen, Es sei bemerkt, daß zur Frequenznachregelung im 50 beispielsweise dadurch, daß ein zusätzliches Steuer-Empfänger nach F i g. 2 an Stelle der Abstimmung frequenzfilter an den Ausgang des Begrenzers 36 andes Oszillators 24 auch die Abstimmung des Oszil- geschlossen wird. Gegebenenfalls kann zu diesem lators 23 oder 27 geändert werden kann. Jedoch steht Zweck die Selektivität des Frequenzdiskriminators 37 im allgemeinen eine Nachregelung des ersten Oszil- ausgenutzt werden.

lators, im vorliegenden Fall des Oszillators 23, im 55 An dieser Stelle sei bemerkt, daß anstatt des Fre-Widerspruch mit den an ihn gestellten besonders quenzdiskriminators37inderFrequenznachregelungshohen Stabilitätsanforderungen. Dieser Nachteil tritt schleife auch ein Phasendiskriminator Anwendung nicht auf, wenn der Oszillator 27 des Demodulators finden kann. Zu diesem Zweck wird die dem Bezur Frequenznachregelung benutzt wird. Jedoch muß grenzer 36 entnommene Steuerfrequenz einer an im letzteren Fall die von der Frequenznachregelung 60 einen örtlichen Oszillator mit einer Frequenz nicht korrigierte Frequenzlage des empfangenen Ein- von 3 kHz angeschlossenen Mischstufe zugeführt, seitenbandsignals in bezug auf den Durchlaßbereich deren Ausgangsspannung über den Tiefpaß 38 die des Einseitenbandfilters 22 berücksichtigt werden, Frequenznachregelung 39 steuert. Die bei der Anwas unter Umständen Schwierigkeiten bereiten kann. wendung eines Phasendiskriminators an die Frequenz-Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung 65 nachregelungsschleife zu stellenden Stabilitätsanfordewird bei der beschriebenen Einseitenbandanlage durch rangen sind verhältnismäßig hoch. Für einfache die Verwendung der bereits für die Frequenznach- Anlagen ist mithin die Anwendung eines Frequenzregelung vorgesehenen Elemente auf einfache Weise diskriminators zu bevorzugen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Funkübertragungssystem für Einseitenbandübertragung mit unterdrückter Trägerfrequenz, das auf der Sendeseite einen Einseitenbandgenerator, dem eine Frequenzumsetzerstufe nachgeschaltet ist, und auf der Empfangsseite einen Einseitenbanddemodulator enthält, dem eine Frequenzumsetzerstufe vorgeschaltet ist, wobei wenigstens an die Hochfrequenzumsetzerstufen durch Quarze stabilisierte Oszillatoren angeschlossen sind, während zur empfangsseitigen Wiedergewinnung der zu den empfangenen Einseitenbandsignalen gehörenden örtlichen Trägerfrequenz eine Steuerfrequenz mit den ausgesandten hochfrequenten Einseitenbandsignalen mit ausgesandt wird, dadurchgekennzeichnet, daß der Einseitenbandsender einen tonfrequenten Steuerfrequenzoszillator (32) mit einer über der höchsten Signalfrequenz liegenden Frequenz enthält, der an den Eingang eines Einseitenbandgenerators (6, 7, 8) angeschlossen ist, während auf der Empfangsseite im Empfänger an den Ausgangskreis eines Einseitenbanddemodulators (26, 27, 28) ein Steuerfrequenzfilter (33) angeschlossen ist, das über einen Begrenzer (36) mit einem auf die tonfrequente Steuerfrequenz abgestimmten Frequenznachregelungs-Diskriminator (37) verbunden ist, dessen Ausgangsspannung einer Frequenznachregelung (39) zugeführt wird, die mit einem örtlichen Umsetzeroszillator (24) gekoppelt ist.

2. Funkübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenznachregelungs-Diskriminator auf der Empfangsseite aus einem Frequenzdiskriminator besteht.

3. Funkübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Sendeseite die Niederfrequenzsignale auch einem Amplitudendetektor (40), dem ein Tiefpaßfilter (41) nachgeschaltet ist, zur Gewinnung eines umhüllenden Signals zugeführt werden, das nur die niederste der zu übertragenden Signalfrequenzen enthält und einen zwischen den Steuerfrequenzoszillator (32) und den Einseitenbandgenerator (6, 7, 8) geschalteten Amplitudenmodulator (42) steuert, während auf der Empfangsseite an den Ausgang des Steuerfrequenzfilters (33) oder eines diesem nachgeschalteten Verstärkers (35) ein Amplitudendetektor (43), dem ein Tiefpaßfilter (44) nachgeschaltet ist, angeschlossen ist, der einen zwischen den Einseitenbanddemodulator (26, 27, 28) und die Wiedergabevorrichtung (31) geschalteten Signalverstärker (30) steuert.

4. Funkübertragungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfrequenz der Tiefpaßfilter (41, 44) für das umhüllende Signal niedriger als 100 Hz ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 932 686;
österreichische Patentschrift Nr. 154 551.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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