DE1572670A1

DE1572670A1 - Visiervorrichtung

Info

Publication number: DE1572670A1
Application number: DE19671572670
Authority: DE
Inventors: Althause Joseph F; Appel Albert W
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1966-04-25
Filing date: 1967-04-22
Publication date: 1970-04-23
Also published as: DE1572670B2; SE339116B; GB1142437A

Description

Dr.-lng. G. Eichenberg ,, , , „/ ,- _χη _Ancr,

_. f _u ,5 4 Dösseidorf, den 21. April 1967........

Uipl.-Ing. H. bauerland cediienaiiee7<s if 79c 7 π

Patentanwälte I 0 / /O / U

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Hughes Aircraft Company, Centinela and Teale Street, Culver City, California, U.S.A.

"Visiervorrichtung"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Visiervorrichtung, insbesondere für optische Instrumente oder Waffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Visiervorrichtung, insbesondere für Theodoliten zur Landvermessung oder ein Gewehr, zu schaffen, die damit bei ausreichender Genauigkeit durch eine verhältnismäßig untrainierte Person gehandhabt werden kann. Insbesondere ist die Erfindung darauf gerichtet, das genaue Anvisieren eines nahezu völlig schwarzen Objektes vor einem nahezu völlig schwarzen Hintergrund unter Grenzbedingungen zu ermöglichen. Als Beispiel hierfür kann die Situation dienen, wenn das schwarz-metallene Visier, das sich auf nahezu allen üblichen Handfeuerwaffen befindet, bei Nachtlicht benutzt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Visiervorrichtung, insbesondere für optische Instrumente oder Waffen

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vorgeschlagen, die aus einem Sucher mit einem Gesichtsfeld zum Anvisieren eines entlegenen Objekts, einer Strichplatte außerhalb des Gesichtsfeldes, lichtquellen zur Beleuchtung der Strichplatte und einer Optik zur Erzeugung eines Abbildes der beleuchteten Strichplatte im Sichtfeld besteht, wobei das Bild der Strichplatte dem Objekt überlagert werden kann, um eine Visierlinie zum Objekt zu erzeugen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Visiervorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Visiervorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 3 eine Vorderansicht der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung,

Fig. 4 einen Teilschnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3, Fig. 5 einen Teilschnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 3,

Fig. 6 in vereinfachter Darstellung einen Halter und eine Justiereinrichtung für die Strichplatte der Visiervorrichtung,

7 einen vergrößerten Teilschnitt nach der Linie 7-7 in Fig. 2,

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fig. 8 einen vergrößerten Schnitt nach der Linie 8-8 in ?ig. 2,

gig. 9 einen vergrößerten Schnitt durch den Strichplattenhalter,

Fig.10 eine Vorderansicht des Strichplattenhalters der yig. 9,

Fig.11 eine Gruppe konzentrischer Pfeile auf einer Strichplatte und die Enden von optischen Glasfasersträngen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig,12 ein typisches Visierbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei Tageslicht,

Fig.13 ein typisches Visierbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei Nachtlicht und

Fig.14 die Betätigung des Strahlenfilters der Vorrichtung nach der Erfindung.

Die Visiervorrichtung besteht aus einem Gehäuseteil 10 mit Fenstern 12, 14, durch die der Betrachter schaut und durch die sich das Gesichtsfeld 15 ergibt. Um zu ermöglichen, daß der Beobachter eine Ziellinie 19 von seinem Instrument oder der Waffe zu einem entlegenen Objekt oder Ziel 18 bilden kann, wird ein Visierbild 17 vom Beobachter auf das Objekt oder Ziel 18 im Gesichtsfeld 15 projiziert. Das Visierbild 17 stellt die Abbildung einer Strichplatte dar, die in einem zweiten Gehäuseteil 21 liegt und durch

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ein Fenster 22 sowohl durch Außenlicht als auch durch eine Lichtquelle 24 beleuchtet wird, die im Gehäuse 21 liegt. Mehrere optische Glasfaserstränge 26 übertragen das Licht der Lichtquelle 24 auf die Strichplatte 20. Die Strichplatte 20 liegt im Brennpunkt einer Linse 28 mit einer Brennweite ά.. + dpi die aus Gründen einer kompakten Bauweise in einem rechten Winkel zur Strichplatte 20 liegt, wobei dann ein Spiegel 30 zwischen Strichplatte 20 und Linse 28 angeordnet ist. Unter Beleuchtung durch das natürliche Licht über das Fenster 22 und die Lichtquelle 24 erzeugt der Spiegel 30 ein Bild 17 der Strichplatte 20, das durch die Linse 28 kollimiert und vergrößert wird sowie mittels eines Filters 32 so reflektiert wird, daß dieses Abbild 17 dem Beobachter so erscheint, als ob es dem Objekt oder Ziel 18 im Gesichtsfeld 15 überlagert wäre. Auf diese Weise kann der Betrachter die Visierlinie 19 vom Instrument oder der Waffe zum Objekt oder Ziel ziehen. Solange der Betrachter das Ziel im Gesichtsfeld sieht, kann die Projektion des Strichplattenbildes auf das Ziel mit einer entsprechenden Bewegung des Instrumentes oder der Waffe erreicht werden, um die Visierlinie 19 ziehen zu können.

Das Filter 32 besitzt eine Hauptfläche 34, die mit einer Filterschicht überzogen ist, die den roten Teil des Spektrums reflektiert und die übrigen Wellenlängen des sichtbaren Lichts durchläßt. Dies gestattet dem Betrachter,

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das Objekt ohne den roten Teil des Spektrums, jedoch mit einer dem Objekt überlagerten rötlichen Strichplatte zu sehen.

In Pig. 14 ist das Ausfiltern der Lichtstrahlen des Objektes oder Zieles und der Strichplatte schematisch

dargestellt. Ein Lichtstrahl O vom Objekt wird in zwei Komponenten O_R und Og geteilt, die infolge der nur teilweisen Reflexion am Überzug der Oberfläche 34 den Wellenlängen des roten Teils und des übrigen Teils der sichtbaren Strahlen des Spektrums entsprechen. Die Schicht 34 reflektiert die Komponente 0_R, die im wesentlichen im Gehäuse 10 zerstreut wird und läßt die Komponente Og hindurchgehen und in das Auge 16 des Betrachters gelangen. In ähnlicher Weise wird ein von der Strichplatte auf die Schicht 34 fallender Strahl R in zwei Komponenten R_R und Rg geteilt, wobei die Komponente R„ durch die Schicht 34 geht und im Gehäuse 10 zerstreut wird, während die Komponente R_R reflektiert wird und in das Auge 16 des Betrachters gelangt. Bei Tageslicht wird die Strichplatte ständig durch beide Lichtquellen erleuchtet« Schaut der Betrachter auf ein helles Sichtfeld, so sieht er in rötlicher Farbe nur den Teil der Strichplatte, der durch das natürliche Licht beleuchtet wird (Fig.12), da die Helligkeit dieses Teils der Strichplatte wesentlich größer erscheint, als der Teil, der durch die Lichtquelle erleuchtet wird. In der Dunkelheit gibt es praktisch kein

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natürliches licht, und es erscheint derjenige Teil der Strichplatte, der von der Lichtquelle 24 beleuchtet wird, in roter Parbe gegen einen schwarzen Hintergrund (Pig. 13). Der Kontrast von rot auf schwarzem Hintergrund wurde deswegen gewählt, weil er das Nachtsehvermögen des Betrachters nicht merklich beeinflußt. Es können jedoch auch andere Lichtfilter benutzt werden, wenn das Bild der Strichplatte in einer anderen Parbe erscheinen soll.

Nachdem vorstehend die Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung im allgemeinen beschrieben worden sind, soll die Vorrichtung nachfolgend in allen ihren Einzelheiten beschrieben werden. Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung auf einer Handfeuerwaffe, beispielsweise einem Gewehr 36, gegenüber einem schwarzen Eisenvisier 38. Da die Visiervorrichtung für den Gebrauch bei verschiedenen Waffentypen geeignet sein soll, wurde die erfindungsgemäße Visiervorrichtung unter diesem Gesichtspunkt konstruiert und ist mit einer Standardbefestigung 40 befestigt. Aus Gründen der Klarheit sind das Gewehr 36, das übliche Visier 38 und die Standardbefestigung 40 in gestrichelten Linien gezeichnet. Die bevorzugte Ausführung der erfindungsgemäßen Visiervorrichtung (Pig. 2 bis 5) besteht aus einem zweiteiligen Gehäuse, dessen einer Teil 42 aus einer Visierkammer 44 besteht, die in einer bestimmten Lage in bezug auf den anderen Gehäuseteil 46 und die Längsachse des Gewehrs angeord-

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net ist, um das Anvisieren mit dem rechten Auge zu erleichtern und ein verhältnismäßig ungestörtes Gesichtsfeld für das linke Auge des Betrachters zu schaffen. Der zweite Gehäuseteil 46 besteht aus einer Längskammer 48 mit der Strichplatte 20 und einem Strichplattenhalter 45 sowie einem Spiegel 30. Bei dem Spiegel 30 handelt es sich um einen üblichen Oberflächenspiegel, der zur Verbesserung der Reflexion im Rotbereich des Spektrums und zur Erhöhung der Unempfindlichkeit gegen Umgebungsbedingungen einen reflektierenden Goldbelag besitzt. Der Spiegel befindet sich in der Strichplattenkainmer 48 und ist auf einer um 45° geneigten Oberfläche eines Tragstückes 49 befestigt, das am einen Ende der Kammer 48 sitzt und mittels Schrauben 47 im Gehäuse befestigt ist. Neben dem Spiegel 30 befindet sich eine die beiden Gehäuseteile 42, 46 verbindende Bohrung 50, deren Mittelachse sich in einem Winkel von 45 in bezug auf die Spiegeloberfläche erstreckt« Auf diese Weise wird das Bild der Strichplatte durch die Bohrung 50 reflektiert. Um die Lichtstrahlen des"Strichplattenbildes parallel zu richten und zu vergrößern, ist eine übliche achromatische Linse 51 mit einer den Abmessungen der Visiervorrichtung angepaßten Brennweite auf einem federnden Halter bzw. Haltering 52 befestigt, der sich rechtwinklig zur Mittelachse der Bohrung 50 erstreckt.

In einer Linie mit dem Spiegel 30 und der Linse

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liegt zur Aufnahme des Strichplattenbildes in der Visierlcammer 44 ein dichroischer Strahlung st eil er oder Filter 54. Als Sicherung gegen Stoß liegt das Filter 54 in einem Tragring 53 und ist mit seiner Hauptfläche in einem Winkel von 45° in "bezug auf die Längsachse der Visierkammer 44 mittels eines Paars zylindrischer Hülsen 58, 60 gehaltert, die in der Visierkammer 44 befestigt sind.

An den Enden der Visierkammer 44 sind Fenster 62, 64 aus ausgewähltem Tafelglas angeordnet, die in einem Haltering 66 liegen und durch zylindrische Hülsen 68, 70, die an der Innenwandung der Kammer befestigt sind, in ihrer Lage gehalten werden. Um die Lichtdurchlässigkeit der Fenster zu erhöhen, sind sie mit einem Interferenzfilter belegt, beispielsweise mit einem hochwirksamen Antireflektionsüberzug, wie er von der Firma Optical Coating Laboratory, Inc., Santa Rosa, Calif., hergestellt wird. Da ein derartiger Überzug eine starke Reflexion des Lichts im infraroten Spektralbereich ergibt, sind beide Fenster in der Visierkammer um einen Winkel von 4° gegenüber der Vertikalen geneigt angeordnet (Fig. 4)j so daß sämtliche Lichtstrahlen des infraroten Spektralbereichs außerhalb der Sicht oder besser noch zurück zu ihrem Ursprung reflektiert werden. Um die Gefahr einer Reflexion infraroter Strahlen durch das Gehäuse zu vermindern, kann das Gehäuse sandgestrahlt, schwarz eloxiert oder mit einer matten, nicht reflektierenden Epoxyfarbe ge-

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an !.'..Yisi.e.r.YQrr.i.cJtLtung.!.! BIaH ft.

strichen sein.

Das Ende der Strichplattenkammer 48 gegenüber dem Spiegelhalter 49 enthält ein Außenlichtfenster 72» das ebenso wie die Fenster in der Visierkammer 44 aus ausgewähltem Tafelglas besteht, das mit einem Interferenzfilter überzogen ist und in einem Haltering 73 liegt, der zur Reflexion des infraroten Lichtes auf den Boden um 4° gegenüber der Vertikalen geneigt ist und ebenfalls in der Kammer durch zylindrische Hülsen gehalten wird. Außerdem besitzt das Außenlichtfenster 72 eine mattierte Oberfläche, um eine gleichmäßige Lichtverteilung in der Strichplattenkammer 48 zu erreichen.

Wie sich aus den vergrößerten Darstellungen der Fig. 9 und 10 ergibt, besteht der Strichplattenhalter 50 aus einem freitragenden Halter 74, zwei mit ihrem einen Ende im Halter 74 eingespannten Blattfedern 76, die an ihrem anderen Ende einen Ring 78 tragen. Am Ring 78 sind zwei ebenfalls flache Blattfedern 80 befestigt, die sich in Richtung auf den Halter 74 erstrecken und an ihren freien Enden einen Strichplattenrahmen 82 tragen. Wie weiter unten noch im einzelnen beschrieben wird, wirken die Blattfedern ähnlich wie zwei parallele Wagscheite, die die Strichplatte zur Vertikal- und Azimutheinstellung des Visierbildes bewegen.

Die selbstleuchtende Lichtquelle 24 (Mg₀5) liegt 009817/0146 ^ßAD ORiGINAL

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im Gehäuseteil 4-6 in einem federnden Halter 81 und kann eine radioaktive Lichtquelle, wie beispielsweise eine tritiumaktivierte lichtquelle der Firma U.S. Radium Corporation, North Hollywood, California, oder irgendeine andere Lichtquelle, beispielsweise eine kleine Batterie und eine Glühlampe mit einem dazwischenliegenden Schalter sein. Die von der Lichtquelle gelieferte Lichtenergie sollte bei 750 Mikrolamberts liegen und wird durch mehrere optische Paserstränge 26 übertragen, die zum Schutz gegen Stoß plastikumhüllt sein sollten, wie sie von der Firma Poly-Optic Systems, Inc., Paramount, California, geliefert werden.

Wie sich aus Fig. 11 ergibt, umfaßt die Strichplatte 20, damit sie sowohl bei Tageslicht als auch bei Nacht gesehen werden kann, zwei Gruppen konzentrischer Pfeile, die sich radial von einem gemeinsamen Mittelpunkt aus erstrecken und transparente Teile eines fotografischen Films sind, der auf einer Glasplatte befestigt ist und dessen übriger Teil undurchsichtig ist. Je nach Verwendungszweck der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Strichplatte 20 auch durch Kantenbeleuchtung beleuchtet werden, wobei es dann vorzuziehen ist, eine auf einer Glasplatte angeordnete metallische Strichplatte zu verwenden.

Wie sich deutlich aus den Fig. 5 und 11 ergibt, sind die Pfeile 84, deren jeder eine dem Durchmesser eines Faserstranges entsprechende Länge besitzt, wobei die Enden

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der Paserstränge auf den Pfeilen liegen, in einem Winkel von 45 Bogengrad in bezug auf die anderen Pfeile 86 angeordnet. In diesem Falle können "beide Pfeilgruppen 84, 86 gleichzeitig beleuchtet werden, und zwar die Nachtpfeile 84 durch die Lichtquelle 24 und die Tagpfeile 86 durch das über das Außenlichtfenster 72 eindringende natürliche Licht. Die Faser-' stränge sind von solcher Größe und so in der Kammer 48 angeordnet, daß sie die Außenlichtstrahlen beim Beleuchten der Tageslichtpfeile der Strichplatte 20 -nicht behindern. Da die Helligkeit der Strahlungsquelle 24 wesentlich geringer ist als die Helligkeit des Sonnenlichts, werden die beleuchteten Nachtlichtpfeile 84 von der Helligkeit der Tageslichtpfeile 86 überstrahlt, so daß der Betrachter nur die letzteren sieht (Fig.12). Da bei Nacht die Tageslichtpfeile 86 nicht beleuchtet werden (Fig.13), sieht der Betrachter in diesem Falle nur das Bild der Nachtlichtpfeile 84.

Wie sich aus den Fig. 6, 7, 8 ergibt, werden die Blattfedern 80 bei der Azimutheinstellung des Strichplattenbildes im Sichtfeld durch einen Verstellmechanismus 90 be- I- wegt, der aus einem an einer Blattfeder anliegenden und ':-_% durch Drehung des Rades einer Spindel 94 längsbeweglichen Stift 92 besteht. Zu diesem Zweck sitzt ein linear beweglieher Block 98 auf einem Zapfen 95 und wird durch einen Haltestift 100 gegen Drehung gesichert (Fig.5). Der Stift 92 erstreckt sich vom Block 98 und liegt an einer der Blattfe-

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dem 80 an. In dem Maße, wie sich der Block 98 in einer Richtung bewegt, bei der sich der Stift 92 in Berührung mit der Blattfeder befindet, bewegen sich der Rahmen 82 und die Strichplatte 20 in derselben Richtung.

Zur Höhenverstellung der Strichplatte dient ein Verstellmechanismus 102, der teilweise dem Mechanismus zur Azimuthverstellung ähnelt und durch Drehen eines Rades 94 betätigt wird. Dieser Verstellmechanismus besteht aus einem Zapfen 104, der mittels eines Rades 94 und einer Spindel gedreht werden kann und einen Zapfen 106 trägt, der sich in eine Führungsnut 108 in einem Gleitstück 110 bewegt. Eine Rotation des Zapfens 104 wird durch eine Zunge 112 verhindert, die in ein starr befestigtes Führungsstück 114 eingreift, sich jedoch axial frei bewegen kann, so daß sich über die Führungsnut 108 des Gleitblockes 110 eine lineare Bewegung ergibt. Diese Bewegung wird auf das Blattfedernpaar 76 mittels einer starren Hülse 116 und eines Drahtes 118 übertragen (Fig. 5). Demnach führt eine lineare Bewegung des Blocks 110 zu einer entsprechenden Auf- oder Abwärtsbewegung des Halterings 78 und der freien Enden der Blattfedern 76, die den Ring 78 tragen. Die Verstellknöpfe 94 liegen nebeneinander (Fig. 2), können jedoch auch jede andere Lage in bezug auf das Gehäuse annehmen.

Wenn die die Strichplatte tragenden Blattfedern 76, 80 anfänglich so angeordnet sind, daß der Strichplattenrah-

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men 82 außerhalb seiner Mittellage 120 (Fig. 10) liegt und der Mechanismus zur Azimuth- und Höheneinstellung benutzt wird, den Strichplattenrahmen 82 beim Einstellen unter Betriebsbedingungen zu zentrieren, braucht dieser Einstellmechanismus die Strichplatte nur in eine Richtung gegen die vorgespannten Blattfedern zu bewegen, wobei die Federn den Rahmen und die Strichplatte in die der Exzentrizität entgegengesetzte Richtung bewegen. Dies ergibt sich deutlich aus Fig. 10, wobei der Punkt 120 die Mittellage des Strichplattenrahmens 82 bezeichnet.

Die beiden Drehknöpfe und Spindeln des Einstellmechanismus besitzen übliche Drehbegrenzungen, wie beispielsweise mehrere Anschläge 124, die nach einer bestimmten Drehung des Verstellknopfes 94 gegen einen Stift 126 stoßen, sowie eine Drehanzeige, beispielsweise eine federnde Sperrklinke, die in eine gezahnte Fläche 132 eingreift» Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Strichplatteneinstellung mittels der Sperrklinke kontrolliert, wobei ein "Klick" einer Bogenminute entspricht oder der Einschlagpunkt des Geschosses bei 91,4 m um 25 mm verschoben wird. Die Einstellung kann jedoch auch anders erfolgen, je nach der spezifischen Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung»

Um die Handhabung der Vorrichtung zu verbessern und ein Beschlagen zu vermeiden, ist die Vorrichtung mit einem Gas wie beispielsweise Stickstoff gefüllt. Um dieses

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Gas in beiden Kammern zu verteilen, erstreckt sich zwischen der Visierkammer 44 und der Beleuchtungskammer 48 eine Bohrung I40.

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Claims

Zi... April 19 67. an .!!.liaifiry-QriiclLtung.!1. Blatt 1£. Hughes Aircraft Company, Centinela and Teale Street, Quiver City, California, U.S.A. Patentansprüche:

1. Visiervorrichtung, insbesondere für optische Instrumente oder Waffen, gekennzeichnet durch eine Beobachtungskammer (10) mit einem Gesichtsfeld (15) zum Anvisieren eines entlegenen Objektes (18), eine außerhalb des Gesichtsfeldes (15) liegende Strichplatte (20), mehrere Lichtquellen (24) zur Beleuchtung der Strichplatte (20) sowie eine Optik (28) zur Erzeugung einer Abbildung (17) der beleuchteten Strichplatte (20) im Gesichtsfeld (15), wobei das Abbild (17) der Strichplatte (20) dem anvisierten Object (18) überlagert und dabei eine Ziellinie (19) zu dem Objekt (18) gezogen werden kann.

2. Visiervorrichtung- nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei voneinander unabhängige Lichtquellen (24), deren eine die Strichplatte (20) mit Außenlicht beleuchtet, während die andere (24) die Strichplatte mit Licht aus der Vorrichtung (21) selbst beleuchtet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine eingebaute selbstleuchtende Lichtquelle (24.).

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4. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine eingebaute Lichtquelle (24) mit radioaktivem Material.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 "bis 4»' dadurch gekennzeich.net, daß die Strichplatte (20) zwei Gruppen (84, 86) konzentrisch angeordneter Pfeile aufweist und jeder Satz von einer unabhängigen Lichtquelle beleuchtet wird.

ο Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß das Gehäuse (21) ein Fenster (22) zum Beleuchten einer Pfeilgruppe (86) mit Außenlicht sowie mehrere optische Faserstränge (26) zum Beleuchten der anderen Pfeilgruppe (84) mit dem Licht einer eingebauten Lichtquelle (24) enthält.

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