DE2436231A1 - Antiblockiersystem fuer kraftfahrzeuge - Google Patents
Antiblockiersystem fuer kraftfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Antiblockiersystemen
in Kraftfahrzeugen und insbesondere auf ein Systerrij bei dem das Abbremsen des Fahrzeugs aus
einer Serie von Arbeitsspielen aus Bremsbetätigung und Bremsfreigabe besteht, wobei der Beginn jeder Bremsfreigabe
und Bremsbetätigung von einem Schwellwertkreis gesteuert wird.
Der Schwellwertkreis wirkt auf die Bremsorgane an den
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BAD ORIGINAL
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Rändern über eine Betätigungseinrichtung, die normalerweise aus einem Magnetventil besteht, das im erregten
Zustand die bestehende Bremswirkung unterbricht und im entregten Zustand die Bremswirkung wieder herstellt.
Der Schwellwertkreis wird tätig, wenn ein Signal auftritt, das durch die Verlangsamung oder Beschleunigung der Räder
hervorgerufen und von einem Geschwindigkeitsdifferenziergerät dem Schwellwertkreis zugeführt wird.
Der Schwellwertkreis arbeitet in einem ersten, als Bremsverminderungs-Schwellwert
bezeichneten Schwellwertniveau und. in einem zweiten, als Bremsverstärkungs-Schwellwert
bezeichneten Schwellwertniveau. Wenn während des Abbrems ens des Fahrzeugs (bei niedergetretenem Bremspedal) das
von dem Differenziergerät gelieferte Verlangsamungssignal das erste Schwellwertsignal erreicht, löst der Schwellwertkreis
die Freigabe der Bremse (Bremsverminderung) aus, indem das Magnetventil erregt wird. Infolge der Bremsverminderung
tritt eine Zunahme der Geschwindigkeit der Fahrzeugräder ein, und sobald das Signal des Differenziergeräts
das zweite Schwellwertniveau erreicht, verursacht der Schwellwertkreis die Wiederaufnahme des-Bremsvorgangs
durch Entregen des Magnetventils.
Bei den bekannten Antiblockieranlagen wird der Bremsverminderungsschwellwert
auf einen gleichbleibenden Wert eingestellt,
und das kann zu einer Herabsetzung der Wirksamkeit des Bremsvorgangs führen, beispielsweise beim Auftreten
von Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit oder des Zustandes der Straßenoberfläche. Ein niedriger Schwellwert
ist für langsame Fahrzeuge oder für jedes Fahrzeug bei niedriger Geschwindigkeit geeignet, während er für schnelle
Fahrzeuge ungeeignet ist. Bei einem schnellen Fahrzeug könnte nämlich ein niedriger Bremsschwellenwert dazu führen,
daß das System eingreift (bremskraftvermindernd),
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wenn die Änderungen der Radgeschwindigkeit sehr gering sind, woraus sich eine Serie von Arbeitsspielen ergäbe,
bei denen die Bremsverminderung zu schnell auftrage. Auf diese Weise könnten sich Pseudo-Schlupfverhältnisse zum
Nachteil der Bremswirkung einstellen und die Anhaltwege wurden unbrauchbar lang.
Andererseits ist ein hoher Bremsverminderungs-Schwellwert
geeignet für schnelle Fahrzeuge, dagegen sind sie nicht geeignet für niedrige Geschwindigkeiten oder bei einem
langsamen Fahrzeug. Im letzteren Falle kann nämlich ein hoher Schwellwert dazu führen, daß Arbeitsspiele mit Tendenz
zu Radschlupf auftreten, wodurch sich die Gefahr des Blockierens der Räder ergibt, was zwar zu kurzen Bremswegen
führt, gleichzeitig aber auch zum Verlust der Lenkbarkeit des Fahrzeugs.
Darüber hinaus liefert ein gleichbleibendes Schwellwertniveau wegen der auftretenden Änderungen der Verhältnisse
an der Straßenoberfläche nicht die besten Resultate. Wenn der Schwellwert hoch liegt und das Fahrzeug auf einer Oberfläche
mit niedrigem Reibungskoeffizienten bremst, kann die
Freigabe der Bremsen möglicherweise erst erfolgen, wenn die Räder bereits hohen Schlupf erreicht haben, wodurch dann
die Gefahr des Blockierens gegeben ist. Wenn andererseits der Schwellwert niedrig liegt und das Fahrzeug auf einem
Untergrund mit niedrigem Reibungskoeffizienten bremst, kann die Bremsfreigabe zu schnell erfolgen, bevor die
Räder den Schlupfbeginn erreichen, und die Gesamtbremswirkung wird dadurch herabgesetzt.
Gemäß der Erfindung ist ein Antiblockiersystem für Kraftfahrzeuge vorgesehen, bei dem ein Schwellwertkreis ein
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erstes Schwellwertniveau besitzt, das zur Regelung der
Bremsverminderung dient, und ein zweites Schwellwertniveau, das zur Regelung der Bremsverstärkung dient, und
bei dem ein Korrekturkreis vorgesehen ist, der dem Schwellwertkreis ein Korrektursignal zuführt, das kennzeichnend
ist für mindestens einen der dynamischen Parameter des Fahrzeugs und das das erste Schwellwertniveau
verändern soll.
Wenn es sich bei dem betreffenden Parameter um die Augenblicksgeschwindigkeit
der Räder handelt, wird ein der Radgeschwindigkeit proportionales Signal benutzt, um den .
Bremsverminderungsschwellwert zu korrigieren; das Signal
wird auf einen Steuereingang des Schwellwertkreises über den Korrekturkreis gegeben, der in diesem Falle auf die
Radgeschwindigkeit anspricht. Auf diese V/eise lassen sich optimale Bremsverhältnisse für langsame wie für schnelle
Fahrzeuge und auch für ein und dasselbe Fahrzeug bei hoher wie bei niedriger Geschwindigkeit herbeiführen.
Wenn es sich andererseits bei dem fraglichen Parameter um die Straßenoberfläche handelt, wird ein Korrektursignal
abgegeben, das der Verzögerung des Fahrzeugs proportional ist. Dieses Signal gelangt über den Korrekturkreis in den
Schwellwertkreis. Auf diese Weise kann ein Schwellwertniveau derart eingestellt werden, daß es der speziellen Straßer.-oberflache
angepaßt ist, so daß ein wirksamer Bremsvorgang bei allen Straßenverhältnissen möglich ist.
Natürlich können dem Schwellwertkreis auch Signale, die für Geschwindigkeit und Verzögerung kennzeichnend sind,
gleichzeitig zugeführt werden, um auf diese Weise den Brems-Schwellwert
zu variieren.
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Die Erfindung soll anschliossend anhand eines den
Erfindungsgedanken nicht einschränkenden Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden, die
folgendes darstellen:
Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm eines Antiblockiersystems
nach einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 ein Kurvenbild der zeitlichen Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit
und der Geschwindigkeit der Fahrzeugräder während des nicht-blockierenden Bremsens;
Fig. 3 ein Kurvenbild der Verzögerung der Räder während
des nicht-blockierenden Bremsens;
Fig. M- eine einfache Ausführungsform des Korrekturkreises
für die Regelung des Bremsverminderungsschwellwerts.
Die gezeichnete Ausführungsform des Antiblockiersystems
weist gemäß Fig. 1 mindestens einen Geschwindigkeitssensor IA auf, meistens als Meßwertgeber ausgeführt, der
Wechselsignale abgibt, deren Frequenz der Geschwindigkeit
des überwachten Rades proportional ist. Der Sensor IA treibt ein Tachometer 2A an, das ein der Geschwindigkeit des überwachten
Rades proportionales Spannungssignal abgibt. Das Tachometer 2A ist mit einem Eingang eines Schwellwertkreises
3 verbunden, der die kleinste Eingreifgeschwindigkeit
bestimmt. Ferner ist ein Minimumwähler 4 für den Fall vorgesehen, daß zwei Räder auf derselben Achse überwacht
werden, d.h., für den Fall, daß ein weiterer Sensor 18 und ein zugehöriges Tachometer 28 verwendet vier den;
diese wahlweise einsetzbaren Geräte sind gestrichelt ein-
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gezeichnet. Ein Geschwindigkeitsspeicherkreis 5 speichert das Radgeschwindigkeitssignal während des Bremsverminderungsvorgangs.
Wenn nur ein Rad überwacht wird, kommt das Geschwindigkeitssignal unmittelbar aus dem Tachometer 2A, von dem
Minimumwähler 4 dagegen, wenn zwei Räder überwacht werden. Mit dem Speicherkreis 5 ist ein Geschwindigkeitsdifferenzierkreis
6 verbunden, der ein Signal liefert, das für die Radbeschleunigung oder -verzögerung kennzeichnend ist.
Dieses letztere Signal gelangt als eine Eingangsgröße in
den Schwellwertkreis 7. Mit dem Schwellwertkreis 7 ist
ein automatischer Rückstellkreis 8 verbunden, um die Bremswirkung wiederherzustellen, wenn der richtige Befehl von
dem Kreis 7 nicht zur rechten Zeit eintrifft. Eine an den Kreis 8 angeschlossene Leistungsstufe 9 veranlaßt ein Steuerventil
10, das normalerweise als Magnetventil ausgebildet ist, den Bremsdruck zu steuern, der an dem oder jedem Radbremsnocken
(nicht gezeichnet) wirksam ist.
Ferner ist ein Generator 11 vorgesehen, der dem Speicherkreis 5 ein Stromsignal zuführt, das der Verzögerung des
Fahrzeugs proportional ist. Ein Verzögerungsmesser 12
liefert dem Generator 11 ein Spannungssignal, das der Fahrzeugverzögerung proportional ist. Ein Steuerkreis 13 für
den Speicherkreis 5, geregelt von der Leistungsstufe 9, ist mit dem Ausgang des Generators 11 verbunden.
Im Betrieb werden die von den Meßwertgebern la und IB der
beiden Räder der zu überwachenden Achse gelieferten Wechselsignale in den zugeordneten Tachometern 2A und 2B verarbeitet,
die dann an ihren Ausgängen Spannungen abgeben, die der Geschwindigkeit der Räder proportional sind. Wenn
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Λ-
die Radgeschwindigkeiten unterhalb eines vorgegebenen Mindestwertes liegen, liefert der Schwellwertkreis 3
einen Mindestwert an den Ausgang des jeweiligen Tachometers. Der Minimumwählerkreis%U wählt von den Tachometerausgangsgrößen
dasjenige Radgeschwindigkeitssignal aus, das der niedrigeren der beiden Radgeschwindigkeiten
entspricht.
Der Geschwindigkeitsdifferenzierkreis 6 liefert ein
Signal, das der Verzögerung des langsameren Rades proportional ist. Wenn dieses Verzögerungssignal den von dem
Kreis 7 definierten Schwellwert erreicht, wird das Magnet-· ventil 10 durch die Leistungsstufe 9 erregt. Aufgrund der
Erregung des Magnetventils 10 erfolgt die Bremsverminderung der beiden überwachten Räder.
Das Erregungssignal für das Magnetventil 10 rührt von der Leistungsstufe 9 her und wirkt über den Steuerkreis 13 auch
auf den Speicherkreis 5, der die niedrigere der beiden Radgeschwindigkeiten speichert. Ein von dem Verzögerungsmesser 12 aufgezeichnetes, der Verzögerung des Fahrzeuges
proportionales Signal wird von dem Generator-11 in Form eines Stromes geliefert, der den Speicher 5 langsam entlädt, wodurch
die Geschwindigkeitsabnahme des sich verlangsamenden Fahrzeugs simuliert wird.
Wenn die niedrigere Geschwindigkeit der beiden Räder infolge der Bremsverminderung zugenommen hat und die ermittelte
Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht hat, veranlaßt die Kette der Kreise 6, 7, 8, 9 die Entregung des Magnetventils
10, wodurch die Bremsen wieder eingesetzt werden, vorausgesetzt, daß der Fahrer das Bremspedal weiterhin
niederdrückt.
Gleichzeitig wirkt der Entregungsbefehl für das Magnet-
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ventil 10 auch auf den Speichersteuerkreis 13 in dem Sinne, daß das in dem Speicherkreis 5 gespeicherte Geschwindigkeitssignal
gelöscht wird und nun das Geschwindigkeitssignal des langsameren Rades wieder auf den Geschwindigkeitsdifferenzierkreis
6 geleitet wird. Das Arbeitsspiel des Antiblockiersystems ist damit abgeschlossen.
Die folgenden Bremsungs-Arbeitsspiele laufen unter entsprechenden Bedingungen und mit abnehmenden Fahrzeuggeschwindigkeiten
ab, bis das Fahrzeug zum Stillstand kommt.
Fig. 2 zeigt die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv und der Radgeschwindigkeit Vr während zweier aufeinanderfolgender
Bremszyklen. Der Bremsvorgang beginnt in den Augenblicken t- und t~ und die Augenblicke, in denen die Bremse gelöst
wird (Bremsverminderung) sind mit t,, und t^ bezeichnet. Die
Linienzüge VsI und Vs2 stellen die aufgenommene- Fahrzeuggeschwindigkeit
abzüglich einer Konstanten dar, und ihre Schnittpunkte mit den wieder ansteigenden gestrichelten
Linien der Radgeschwindigkeit Vr definieren jeweils genau den Zeitpunkt, in dem das Bremsen wieder einsetzt.
Die Änderung der Radbeschleunigung· a ist in Fig. 3 wiedergegeben,
wobei a den von dem Kreis 7 definierten Bremsverminderungs-Schwellwert
anzeigt.
Gemäß der Erfindung wird zur Verbesserung der Betriebssicherheit des Antiblockiersystems unter allen Fahrbedingungen
und Straßenverhältnissen der Bremsverminderungs-Schwellwert
a als mit der Radgeschwindigkeit variable Größe eingeführt. Das wird dadurch erreicht, daß das
Spannungssignal am Ausgang A des Minimumwählers 4 (vgl.
Fig. 1) abgenommen und als das Geschwindigkeitssignal korri-
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gierendes Signal über einen den Bremsverminderung schwellwert
korrigierenden Kreis 15 an den Steuereingang IC des Schwellwertkreises 7 geführt wird. Der Kreis
15 liefert somit ein Korrektursignal, das von mindestens einem der dynamischen Parameter des Fahrzeugs abhängt.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung läßt man den Brcmsverminderungs schwellwert mit der Verzögerung des
Fahrzeugs variieren; in diesem Fall wird das die Verzögerung ausdrückende Signal am Ausgang B des Verzögerungs
messers 12 (vgl. Fig. 1) abgenommen und über den Korrekturkreis 15 in den Schwellwertkreis 7 geführt.
Offensichtlich kann man den Bremsverminderungsschwellwert
so modifizieren, daß er gleichzeitig beide Parameter berücksichtigt.
In diesem Falle ergeben sich die zuzuführenden Korrekturen, wie in Fig. 1 gezeichnet, so, daß
15' und 15" zwei Eingangskreise für die Geschwindigkeitsbzw. Beschleunigungssignale darstellen und I der Eingang
zu dem Korrekturkreis 15 ist.
Wenn der Schwellwertkreis 7 so aufgebaut ist·, daß die
beiden Schwellwerte miteinander verknüpft und voneinander abhängig sind, wodurch die Änderung des einen mit
einer Änderung des anderen verbunden ist, während der Bremsverstärkungsschwellwert konstant bleiben soll, so
ist ein Steuerkreis für den Bremsverstärkungsschwellwert
vorgesehen, der durch den Block 16 angedeutet ist. Dieser Kreis arbeitet mit dem Korrekturkreis 15 während des Brems
vorgangs zusammen, so daß der Bremsverminderungsschwellwert
von der Geschwindigkeit und/oder Verzögerung abhängt, während der Steuerkreis 16 während des Bremsverminderungsvorgangs
nicht mit dem Kreis 15 zusammenwirkt, so daß der Brems- oder Bremsverstärkungsschwellwert nicht von der
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Geschwindigkeit und/oder Verzögerung abhängt.
Zu diesem Zweck ist der Steuerkreis 16 an einen Steuerausgang E der Leistungsstufe 9 angeschlossen, wodurch
der Kreis 16 so geregelt wird, daß ein Zusammenwirken mit dem Korrekturkreis 15 nur erfolgt, wenn das Entregungssignal
an das Magnetventil 10 abgegangen ist.
Fig. 4 gibt eine einfache Ausführung des Kreises für die
Korrektur des Bremsverminderungsschwellwertes in Abhängigkeit
von der Radgeschwindigkeit und der Fahrzeugbeschleunigung wieder.
Der Korrekturkreis 15 bzw. die Eingangskreise 15' bzw.
15" nach Fig. 1 werden durch die Widerstände R bzw. Rl bzw. R2 gebildet, und der Steuerkreis 16 besteht aus einem Transistor
T. Ein an dem Punkt B registriertes, der Fahrzeugverzögerung proportionales Signal wird über R2 an das Eingangsende
I des Widerstandes R gegeben.
Das Ausgangsende U des Widerstands R ist mit dem Steuereingang IC des Schwellwertkreises verbunden, der aus einem
Hysteresiskomparator mit einem triggerbaren Verstärker Q besteht. Bei diesem Schwellwertkreis ist der Ausgang U
an den positiven (+) Eingang des Verstärkers Q über einen Widerstand R3 gelegt j bei dem Komparator bedeutet +ST eine
stabilisierte Spannung, und R4, R5, R6 sind Widerstände,
die die Eingreifschwellwerte definieren. Man erkennt, daß
es sich bei dem Korrekturkreis 15 um eine Widerstandsschaltung handelt, die dazu dient, die von A und B gelieferten
Geschwindigkeits- und Beschleunigungssignale zu kombinieren und sie zum Punkt IC zu führen, wo sie zu
der stabilisierten Spannung +ST addiert werden.
Natürlich können auch Signale, die anderen Parametern pro-
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portional sind, auf den Eingang I des Kreises gegeben werden.
Ein solches Signal ist beispielsweise die Belastung des Fahrzeugs. Wenn es andererseits beabsichtigt ist, auf
den Eingang I nur ein einziges Signal zu geben, das nur der Geschwindigkeit oder der Beschleunigung des Fahrzeugs
proportional ist, so braucht man nur den Punkt B oder A an Erde zu legen, je nachdem, welches Signal ausgeschlossen
werden soll.
Der Steuerkreis besteht aus einem elektronischen Schalter
mit dem Transistor T, dessen Kollektor an den Eingang I des Widerstands R angeschlossen ist, während die Basis über
einen Widerstand R7 an den Steuerausgang E der Leistungsstufe 9 geführt ist. Der Transistor T wirkt als Betätigungsschaltung, d.h. als Ein/Aus-Schaltung.
Während des Bremsverminderungsabschnitts liefert die
Leistungsstufe 9 ein Erregungssignal an das Magnetventil 10 und ein Steuersignal an den Transistor T, der gesättigt
wird und das Eingangsende I des Widerstands R erdet, so daß jedes bei A und B anstehende Signal die Spannung am
Punkt IC nicht beeinflussen kann. Während dieses Zustande erhält somit der Widerstand keine "Zustimmung" von dem Eingangsende
I, und der Bremsverstärkungsschwellwert ist als Konstantwert durch +ST und die Widerstände R4, R5, r6 bestimmt.
Während des Bremsvorgangs gibt andererseits die Leistungsstufe 9 auf den Transistor T ein Sperrsignal, so daß die
von A und B herkommenden Signale in R summiert werden und sich im Punkte IC mit dem Signal der stabilisierten
Spannung +ST verbinden, so daß sich eine Änderung des Bremsverrninderungsschwellwerts ergibt.
Der Korrekturkreis 15 kann natürlich im Rahmen der Er-
findung in seinem Aufbau von dem gezeichneten Ausführungs beispiel abweichen.
Der elektronische Schalter T hat, wie leicht ersichtlich, die Aufgabe, die Spannung am Ausgangsende der Widerstände
Rl, R2, d.h. die Spannung am Punkte I so zu steuern, daß am Punkt IC die erforderliche Spannung anliegt. Natürlich
können, wenn der Bremsschwellwert variiert werden soll, der Transistor T und der Widerstand R weggelassen werden,
und der Punkt I kann dann unmittelbar mit dem Punkte IC verbunden werden.
Patentansprüche-:
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Claims (4)
1.) Antiblockiersystem für Kraftfahrzeuge, mit einem Steuerventil
zum Steuern der Freigabe der Bremse (Bremsverminderung) und der neuerlichen Bremsbetätigung (Bremsverstärkung)
während des nicht-blockierenden Bremsens, mit einem Schwellwertkreis, der auf die Verlangsamung
der Fahrzeugräder anspricht und das Ventil steuert, wobei der Schwellwertkreis ein erstes Schwellwertniveau
besitzt, bei dem die Bremsverminderung eingeleitet wird, und ein zweites Schwellwertniveau, bei dem die Bremsverstärkung
eingeleitet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwellv.'ertkorrekturkreis
(15) vorgesehen ist, der dem Schwellwertkreis (7) über einen Signalverknüpfungskreis ein Korrektursignal zuführt,
das mindestens einem dynamischen Parameter des Fahrzeugs proportional ist, damit das erste Schwellwertniveau entsprechend
dem genannten dynamischen Parameter verändert wird.
2. Antiblockiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, die genannten dynamischen Parameter die Geschwindigkeit
des Fahrzeugrades oder der Fahrzeugräder und/oder die Fahrzeugbeschleunigung sind, und daß die Korrektursignale
durch Spannungssignale gebildet sind, die der augenblicklichen Radgeschwindig keit und/oder der Fahrzeugverzögerung
proportional sind.
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3. Antiblockiersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das System ausserdem einen Korrektursignalsteuerkreis
(16) aufweist, der ein Korrektursignal von dem Schwellwertkorrekturkreis (15) während
der Bremsverminderung annulliert, damit das zweite Schwellwertniveau konstant bleibt, während das erste
Schwellwertniveau variiert wird.
4. Antiblockiersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalverknüpfungskreis für die Einführung
eines mindestens einem dynamischen Parameter des Fahrzeugs proportionalen Korrektursignals in den
SphweUwertkreis (7) zwei Widerstandsschaltungen (R,
R1, R„) mit einem gemeinsamen Schaltpunkt (I) aufweist,
von denen die erste (R-, R2) mit den Signalanschlüssen
(A, B) zur Zuführung von den dynamischen Parametern entsprechenden Signalen verbunden ist, während die zweite
Widerstandsschaltung (R) an einen Eingang (IC) des Schwellwertkreises angeschlossen und der gemeinsame
Schaltpunkt (I) von dem genannten Korrektursignalsteuerkreis (16) steuerbar ist, der einen elektronischen Schalter
(T) enthält, der von einem von dem Steuerventil herrührenden Signal bei Einleitung der Bremsverminderung
zu betätigen ist.
Für; FIAT Societa per Azioni
MTENTAMWXLTE
1RFlNCKE, DIP1.4NG. H. 8OMk
D)PL-ING. S. STAEGBi
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509807/0874
/sr.
Leerseite
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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