EP0038434A1 - Vielseitig verwendbare Verteilerstufe - Google Patents

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EP0038434A1
EP0038434A1 EP81102321A EP81102321A EP0038434A1 EP 0038434 A1 EP0038434 A1 EP 0038434A1 EP 81102321 A EP81102321 A EP 81102321A EP 81102321 A EP81102321 A EP 81102321A EP 0038434 A1 EP0038434 A1 EP 0038434A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
magnets
distribution stage
stage according
connection points
conductor tracks
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP81102321A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Walter Zimmermann
Maja Geb. Horvatin Zimmermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZIMMERMANN MAJA GEB HORVATIN
Original Assignee
ZIMMERMANN MAJA GEB HORVATIN
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Filing date
Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H67/00—Electrically-operated selector switches
    • H01H67/22—Switches without multi-position wipers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H36/00—Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding
    • H01H36/0006—Permanent magnet actuating reed switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H43/00—Time or time-programme switches providing a choice of time-intervals for executing one or more switching actions and automatically terminating their operations after the programme is completed
    • H01H43/10—Time or time-programme switches providing a choice of time-intervals for executing one or more switching actions and automatically terminating their operations after the programme is completed with timing of actuation of contacts due to a part rotating at substantially constant speed
    • H01H43/12—Time or time-programme switches providing a choice of time-intervals for executing one or more switching actions and automatically terminating their operations after the programme is completed with timing of actuation of contacts due to a part rotating at substantially constant speed stopping automatically after a single cycle of operation
    • H01H43/124—Time or time-programme switches providing a choice of time-intervals for executing one or more switching actions and automatically terminating their operations after the programme is completed with timing of actuation of contacts due to a part rotating at substantially constant speed stopping automatically after a single cycle of operation using a disc

Definitions

  • the invention relates to a distribution stage for specifying control programs and / or activation ... according to the preamble of claim 1.
  • switching arrangements and distribution stages which serve the task of fixing technical processes to specific values, wherein these values can be set in a sequence to be determined beforehand by coding the distribution stage.
  • Modern transistor and integrated circuit technology make it possible to activate a large number of individual electrical elements, for example light-emitting diodes, relays, etc. in a specific order. However, it is not possible to register the activation of various individual electrical elements back via the distributor stage; it is even less possible to run technical programs with a large number of different codings via such distributor stages.
  • the object of the present invention is to provide a distribution stage for specifying control programs and for controlling and / or activating a large number of individual electrical elements and / or connection points to be activated individually or a fraction thereof to be determined in a sequence to be determined with several in or in to create several levels of conductors lying essentially in parallel, which makes it possible to activate and / or control a large number of individual electrical elements and / or connection points with a switching arrangement which requires little wiring and is not susceptible to faults and is sensitive to temperature active electronic units with simple handling is to be guaranteed.
  • At least one second distributor stage is electrically coupled to the former so that the other distributor stage is controlled alternately via the individual elements and / or connections of one distributor stage, or the activated state of the individual elements and / or - Connections of the other distribution stage is registered.
  • control and / or activation can either be done manually via contact toggles, contact plugs, switches etc. or fully electric or electromechanically automatic or electro mechanically, semi-automatically via RElais, servomotors, pulse controls, etc.
  • the distribution stage should be created in Mi n iaturaus accommodation. This is possible because it can be operated with all the smallest electrical potentials and therefore has to be accommodated in a small space.
  • a concentrically oriented arrangement of the conductor tracks and contacts, as well as the essentially radial alignment of the conductor track branches with respect to the center of the distribution stage, has proven to be particularly suitable here, both for the purpose of optimal space distribution and for technical combination advantages. So when combining the distribution stage with an electromechanical Sc h rode switch. By using a manual, mechanical.
  • a step switch automatically operated by current pulses in particular a magnetic step switch, can be used in connection with the activation of the conductor tracks and contacts of the distributor stage to achieve a step switching sequence which is coordinated with the arrangement of the conductor track branches.
  • Such a switching device proves to be advantageous in connection with the distribution stage even if the requirements regarding the electrical potential would allow the use of fully electric SC holders.
  • the electromechanical magnetic step switch enables a current switching constellation to be fixed independently of the current, since the position of the mechanical switching contacts in the event of current passage is decisive for the activation of the contacted conductor tracks and contacts of the distribution stage.
  • the contact setting does not change in the event of a power failure. While in such cases e.g. In the case of fully electric counters and recorders, the displayed digits are deleted, the last display values are preserved, as long as the unchanged position of the switching contacts of the magnetic step switch is guaranteed.
  • the stable position of the mechanical switch contacts is ensured by the characteristic design features of the magnetic step switch. Likewise, these characteristic features enable the large number of step switching sequences which are set up precisely for the relatively short distances between the individual conductor track branches. Since the step switch designed in this way has a very low moment of inertia, it is also suitable for automatic operation using electrical pulses that follow one another in short time intervals. A possible combination for the direct integration of the electromagnetically automatic magnetic step switch with the distribution stage results from a variant of the same, which is also stated in one of the characterizing claims.
  • a non-subdivided contact conductor for example, running essentially parallel to the conductor tracks divided into sections, enables the individual activation of a number of fixed electromagnets equal to the number of subdivided conductor tracks, each of which is individually connected to one of the subdivided conductor tracks. If these are activated one after the other by electrical impulses in a certain order, their magnetic attraction causes at the same time the locomotion of a movable row of magnets assigned to them in parallel and the mechanical switching contacts which then snap into the next switching position.
  • the addition of one or more interconnects which run in parallel with the interconnects divided into sections and which are not subdivided or differently than the other interconnects also provides further possible combinations of the distribution stage.
  • the other contacts 5 are also responsible for the branches, elements and / or connections in the area of one of the identically structured conductor track sections of the conductor tracks 6, 7, 8, 9 and 10 .
  • a specific conductor track and a specific contact are activated.
  • the activation of elements and / or connection groups requires the switching of several conductor tracks with one or more contacts or one conductor track with several contacts.
  • the example shown is a concentrically arranged conductor tracks in both distribution stages 1 and 2, the coupling being effected by connections 11 in the same order of both distribution stages. All other assignments are of course possible.

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  • Relay Circuits (AREA)
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Abstract

Es handelt sich bei der Erfindung um eine Verteilerstufe zur Vorgabe von Steuerprogrammen und zur Ansteuerung und/oder Aktivierung einer Vielzahl elektrischer Einzelelemente (3) und/oder einzeln zu aktivierender Anschlußstellen, wobei in einer oder in mehreren Ebenen im wesentlichen parallel liegende Leiterbahnen (6, 7, 8, 9, 10) und/ oder Position im wesentlichen gleiche Leiterbahnabschnitte gegliederte Leiterbahnen in jedem Leiterbahnabschnitt mindestens einen Anschlußpunkt und/oder iene isoliert geführte Abzweigung aufweist, wobei diese Anschlußpunkte und/ oder Abzweigungen auf einem gemeinsamen Abschnittskontakt (4) koordiniert sind, der als Schalt- und/oder als Anschlußpunkt fungieren kann. Eine Verteilerstufe (2) kann der ersteren (1) über Verbindungen (11) parallel geschaltet sein.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verteilerstufe zur Vorgabe von Steuerprogrammen und/oder Aktivierung ..... nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Um technische Vorgänge wie beispielsweise Überwachung von Temperaturen, Zeiten, Geschwindigkeiten, Reaktionen allgemein usw. in ihrem augenblicklichen Stand, sowie aber auch ihren Trend dem Beobachter sichtbar zu machen, sind Schaltanordnungen und Verteilerstufen bekannt, die durch digitale oder analoge oder aus beiden gemischte Anzeigen diese Werte dem Beobachter vermitteln.
  • Weiterhin sind Schaltanordnungen und Verteilerstufen bekannt, die der Aufgabe dienen, technische Vorgänge auf bestimmte Werte zu fixieren, wobei diese Werte in vorher zu bestimmender Reihenfolge durch eine Codierung der Verteilerstufe eingestellt werden können.
  • Durch moderne Transistor- und integrierte Schaltungstechnik ist es möglich, eine Vielzahl von elektrischen Einzelelementen beispielsweise Leuchtdioden, Relais usw. in bestimmter Reihenfolge zu aktivieren. Jedoch ist es nicht möglich über die Verteilerstufe zurück die Aktiverung verschiedener elektrischer Einzelelemente zu registrieren, noch weniger ist es möglich, über derartige Verteilerstufen technische Programme mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Codierungen ablaufen zu lassen.
  • Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Verteilerstufe zur Vorgabe von Steuerprogrammen und zur Ansteuerung und/oder Aktivierung einer Vielzahl elektrischer Einzelelemente und/oder einzeln zu aktivierender Anschlußstellen bzw. eines zu bestimmenden Bruchteils hiervon in zu bestimmender Reihenfolge mit mehreren in einer oder in mehreren Ebenen im wesentlichen parallel liegenden Leiterbahnen zu erstellen, die es gestattet, eine Vielzahl elektrischer Einzelelemente und/oder Anschlußstellen zu aktivieren und/oder anzusteuern mit einer Schaltanordnung, die mit einem geringen Aufwand an Leitungsführung und ohne störanfällige und temperaturempfindliche aktive elektronische Einheiten bei einfacher Handhabung zu gewährleisten ist.
  • Dies wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 erreicht.
  • Bei zum Beispiel fünf linear angeordneten Leiterbahnen, die in zwölf Abschnitte aufgeteilt sind, ist es bereits möglich sechzig Einzelelemente und/oder Anschlußstellen zu aktivieren und/oder anzusteuern. Diese Anordnung wäre beispielsweise sinnvoll für die analoge Stunden-, Minuten- und Sekundenanzeige einer Uhr. Die Einzelelemente könnten Leuchtdioden sein, die beispielsweise durch die Codierstufe eines Quarzuhrenwerkes aktiviert würden. Über Einzelanschlüsse könnten zur Weiterleitung z.B. Relais geschaltet werden, welche irgendwelche physikalische Prozessabläufe zu programmieren hätten.
  • Nach einem weiteren erfinderischen Merkmal wird mindestens eine zweite Verteilerstufe mit der ersteren elektrisch so gekoppelt, daß wechselseitig über die Einzel-Elemente und/oder -Anschlüsse der einen Verteilerstufe die andere Verteilerstufe angesteuert wird, bzw. der aktivierte Zustand der Einzel-Elemente und/oder -Anschlüsse der anderen Verteilerstufe registriert wird.
  • Die Ansteuerung und/oder Aktivierung kann entweder manuell über Kontaktknebel, Kontaktstöpsel, Schalter usw. oder vollelektrisch oder elektromechanisch automatisch oder elektromechanisch.halbautomatisch über RElais, Stellmotoren, Impulssteuerungen usw. erfolgen.
  • Nach einem weiteren Kennzeichen soll die Verteilerstufe in Miniaturausführung erstellt sein. Dies ist möglich, da sie mit allerkleinsten elektrischen Potentialen betrieben werden kann und also auch gedrängt auf kleinstem Raum unterzubringen ist. Eine konzentrisch orientierte Anordnung der Leiterbahnen und Kontakte, sowie die im wesentlichen radiale Ausrichtung der Leiterbahnabzweigungen im Hinblick auf das Zentrum der Verteilerstufe erweist sich hier sowohl zum Zwecke der optimalen Raumaufteilung als auch technischer Kombinationsvorteile wegen als besonders geeignet. So bei der Kombination der Verteilerstufe mit einem elektromechanischen Schrittschalter. Durch die Verwendung eines manuell, mechanisch. oder durch Stromimpulse automatisch betriebenen Schrittschalters, insbesondere eines Magnetschrittschalters, kann im Zusammenhang mit der Aktivierung der Leiterbahnen und Kontakte der Verteilerstufe eine auf die Anordnung der Leiterbahnabzweigungen abgestimmte Schrittschaltfolge erzielt werden. Eine solche Schaltvorrichtung erweist sich in Verbindung mit der Verteilerstufe teilweise auch dann als vorteilhaft,wenn die hinsichtlich des elektrischen Potentials vorliegenden Voraussetzungen den Einsatz vollelektrischer SChalter erlauben würden.
  • Der elektromechanische Magnetschrittschalter ermöglicht die stromunabhängige Fixierung einer aktuellen Schaltkonstellation, da die Postion der mechanischen Schaltkontakte bei Stromdurchgang für die Aktivierung der kontaktierten Leiterbahnen und Kontakte der Verteilerstufe entscheidend ist. Bei Spannungsausfällen ändert sich die Kontakteinstellung nicht. Während in solchen Fällen z.B. bei vollelektrischen Zähl- und Registrierapparaten die angezeigten Ziffern gelöscht werden, werden die letzten Anzeigewerte konserviert, soweit die unveränderte Stellung der Schaltkontakte des Magnetschrittschalters gewährleistet ist.
  • Die stalibe Position der mechanischen Schaltkontakte wird durch die kennzeichnenden konstruktiven Merkmale der Magnetschrittschalters gesichert. Desgleichen ermöglichen diese kennzeichnenden Merkmale die hochzahlige, exakt auf die relativ kurzen Distanzen zwischen den einzelnen Leiterbahnabzweigungen eingerichtete Schrittschaltfolge. Da der so konstruierte Schrittschalter ein sehr geringes Trägheitsmoment hat, eignet er sich auch zum automatischen Betrieb mittelselektrischer Impulse, die in kurzen Zeitabständen aufeinander folgen. Eine Kombinationsmöglichkeit zur unmittelbaren Integration des elektromagnetisch automatisch arbeitenden Magnetschrittschalters mit der Verteilerstufe ergibt sich durch eine Variante derselben, die ebenfalls in einem der kennzeichnenden Anspruchsmerkmale festgehalten ist. Eine zu den in Abschnitte eingeteilten Leiterbahnen im wesentlichen parallel laufende, nicht unterteilte Kontaktleiterbahn z.B. ermöglicht die Einzelaktivierung einer der Zahl der unterteilten Leiterbahnen gleichen Anzahl von fest stehenden Elektromegneten, die jeweils einzeln mit einer der unterteilten Leiterbahnen zusammen geschaltet sind. Werden diese in einer bestimmten Reihenfolge nacheinander durch elektrische Impulse aktiviert, so bewirkt ihre magnetische Anziehungskraft zugleich die Fortbewegung einer ihnen parallel zugeordneten beweglichen Magnetreihe und der mechanischen Schaltkontakte, die dann in die nächste Schaltstellung einrasten. Die Hinzunahme einer oder mehrerer mit den in Abschnitte gegliederten Leiterbahnen parallel laufenden, nicht oder anders als die anderen Leiterbahnen unterteilten Leiterbahnen erbringt darüberhinaus noch weitere Kombinationsmöglichkeiten der Verteilerstufe.
  • Nachfolgend wird an Hand der beigefügten Zeichnung ein Ausführungsbeispiel näher erläutert:
    • In der Zeichnung sind zwei analog angeordnete und elektrisch parallel gekoppelte Verteilerstufen 1 und 2 dargestellt. Die Einzelelemente bzw. -Anschlüsse 3 bzw. die sie versorgenden Abzweigungen sind jeweils zu Fünfergruppen zusammengefaßt, denen je eine Kontaktstelle 4 zugeordnet ist.
  • Auch die übrigen Kontakte 5 sind jeweils für die Abzweigungen, Elemente und/oder Anschlüsse im Bereich eines der gleich gegliederten Leiterbahnabschnitte der Leiterbahnen 6,7,8,9 und 10 zuständig.
  • Im Falle der Einzelaktivierung bestimmter Elemente und/oder Anschlußstellen ist jeweils eine bestimmte Leiterbahn und ein bestimmter Kontakt aktiviert. Die Aktivierung von Elementen und/oder Anschlußgruppen setzt die Schaltung mehrerer Leiterbahnen mit einem oder mehreren Kontakten oder einer Leiterbahn mit mehreren Kontakten voraus.
  • Bei dem gezeigten Beispiel handelt es sich um konzentrisch angeordnete Leiterbahnen bei beiden Verteilerstufen 1 und 2, wobei dei Koppelung durch Verbingungen 11 in derselben Reihenfolge beider Verteilerstufen erfolgt. Es sind natürlich alle anderen Zuordnungen möglich.

Claims (13)

1. Verteilerstufe zur Vorgabe von Steuerprogrammen und zur Ansteuerung und/oder Aktivierung einer Vielzahl elektrischer Einzelelemente und/oder einzeln zu aktivierender Anschlußstellen bzw. eines zu bestimmenden Bruchteils hiervon in zu bestimmender Reihenfolge mit mehreren in einer oder in mehreren Ebenen im wesentlichen parallel liegenden Leiterbahnen dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei in nach Länge und/oder Position im wesentlichen gleiche Leiterbahnabschnitte gegliederte Leiterbahnen in jedem Leiterbahnabschnitt mindestens einen Anschlußpunkt und/öder eine isoliert geführte Abzweigung aufweisen,
und daß diese Anschlußpunkte und/oder Abzweigungen mit mindestens einem allen gleichen Leiterbahnabschnitten der verschiedenen Leiter gemeinsamen Abschnittskontakt koordiniert sind, der als Schalt- und/oder als Anschlußkontakt fungieren kann, und daß die Codierung für die Aktivierung und/oder Ansteuerung der. an die Verteilerstufe angeschlossenen Vielzahl der Einzelelemente und/oder einzeln aktivierbaren Anschlußstellen eindeutig durch die Kombination jeweils einer bestimmten Leiterbahn mit einem bestimmten Abschnittskontakt erfolgt.
2. Verteilerstufe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß den gleich gegliederten Leiterbahnen mindestens eine weitere nicht oder anders gegliederte Kontaktleiterbahn zugeordnet ist, durch deren Schaltkombination mit Abzweigungen von anderen mit unterschiedlichem Potential belegten Leiterbahnen weitere vorher zu bestimmende Elemente und/oder Anschlußstellen einzeln oder in Gruppen aktiviert werden können.
3. Verteilerstufe nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß sie mit mindestens einer zweiten, im wesentlichen analog aufgebauten elektrisch gekoppelt ist,
daß von der ersten Verteilerstufe aus die Einzelelemente und/oder die einzeln aktivierbaren Anschlußstellen der zweiten geschaltet und/oder aktiviert werden können und daß bei dieser Schaltanordnung bei einer außerhalb der ersten Verteilerstufe liegenden Schalt- und/oder Aktivierungsvorrichtung aktivierte und/oder anzusteuernde Einzelelemente und/oder Anschlußstellen der zweiten Stufe durch die Einzelelemente und/oder Anschlußstellen der ersten als aktiviert bzw. als aktivierbar nachgewiesen werden können.
4. Verteilerstufe nach Anspruch 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Aktiverung und/oder Ansteuerung manuell, über Kontaktknebel, Kontaktstöpsel, Schalter usw. erfolgt.
5. Verteilerstufe nach Anspruch 1, 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung und/oder Ansteuerung vollelektrisch oder elektromechanisch automatisch oder halbautomatisch über Relais, Stellmotoren, Impulssteuerungen usw. erfolgt.
6. Verteilerstufe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß sie bei kleinstem Raum- und Materialbedarf und im wesentlichen linear fortlaufender Anordnung der Einzelelemente, Anschlußstellen bzw. und/oder Schaltpositionen, sowie bei Anordnung der Leiterbahnen in einer Ebene im wesentlichen konzentrisch orientierte Leiterbahnen und Kontakte sowie im wesentlichen radial ausgerichtete Leiterbahnabzweigungen und/oder Kontaktabzweigungen aufweist,
oder daß sie bei im übrigen gleichen Bedingungen und Anordnung der Leiterbahnen in mehreren Ebenen im wesentlichen konzentrisch: orientierte Leiterbahnen und Kontakte und im wesentlichen konzentrisch und/oder radial ausgerichtete Leiterbahnabzweigungen und/oder Kontaktabzweigungen aufweist.
7. Verteilerstufe nach Anspruch 1 - 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelaktivierung der Elemente und/oder Anschlußstellen über einen vollelektrisch, elektromechanisch oder manuell betriebenen Schrittschalter erfolgt, der in Abhängigkeit von den ihn steuernden elektrischen und/oder Bewegungsimpulsen die Frequenz, den Rhythmus und die Richtung der Schaltfolge bestimmt, indem durch ihn die Leiterbahnen und Kontakte entsprechend der im Aufbau der Verteilerstufe beinhalteten Codierung miteinander kombiniert werden.
8. Verteilerstufe nach Anspruch 1 und 7 dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittschalter aus einer Reihe von mehreren linear angeordneten Permanent- und/oder Elektromagneten und einer weiteren Anzahl von zeitweilig magnetisch aktivierbaren Elementen und/oder permanenten Magneten besteht, die der erstgenannten Reihe von linear angeordneten Magneten parallel zugeordnet sind.
9. Verteilerstufe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß eine Magnetreihe des Schrittschalters in einer oder in beiden Richtungen ihres linearen Verlaufs parallel zu der anderen Magnetreihe verschiebbar ist, oder daß beide Magnetreihen in einer oder in beiden Richtungen ihres linearen Verlaufs parallel zueinander verschiebbar sind.
10. Verteilerstufe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die beiden linear und parallel zueinander angeordneten Magnetreihen hinsichtlich der Abstände der Einzelmagnete zueinander jeweils in einer Reihe gleiche Abstände aufweisen, die jedoch verschieden sind gegenüber den Abständen zwischen den Magneten der anderen Magnetreihe.
11. Verteilerstufe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnetreihen jeweils auf einem Kreisumfang angeordnet sind.
12. Verteilerstufe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Länge beider Magnetreihen bezogene Anzahl der Schaltschritte dem Produkt aus der Anzahl der Magnete der beiden Magnetreihen gleich ist.
13. Verteilerstufe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die eine Magnetreihe örtlich fixiert und die andere Magnetreihe beweglich angeordnet ist, und daß die Magnete einer Reihe in einer bestimmten Reihenfolge elektromagnetisch aktiviert werden können, um die Fortbewegung und die Fortbewegungsrichtung der beweglichen Magnetreihe zu bewirken.
EP81102321A 1980-04-01 1981-03-27 Vielseitig verwendbare Verteilerstufe Withdrawn EP0038434A1 (de)

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DE (1) DE3012579A1 (de)
WO (1) WO1981002946A1 (de)

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DE3012579C2 (de) 1987-10-01
WO1981002946A1 (en) 1981-10-15

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