EP0185277B2 - Elektrischer Leitungsschutzschalter - Google Patents

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EP0185277B2
EP0185277B2 EP85115581A EP85115581A EP0185277B2 EP 0185277 B2 EP0185277 B2 EP 0185277B2 EP 85115581 A EP85115581 A EP 85115581A EP 85115581 A EP85115581 A EP 85115581A EP 0185277 B2 EP0185277 B2 EP 0185277B2
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EP
European Patent Office
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limb
guide rail
arc guide
arc
contact member
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EP85115581A
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English (en)
French (fr)
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EP0185277A2 (de
EP0185277A3 (en
EP0185277B1 (de
Inventor
Erwin Ing. Grad. Muders
Rudolf Sellner
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.)
ASEA BROWN BOVERI AKTIENGESELLSCHAFT
Original Assignee
Asea Brown Boveri AG Germany
Asea Brown Boveri AB
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Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6253023&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0185277(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Asea Brown Boveri AG Germany, Asea Brown Boveri AB filed Critical Asea Brown Boveri AG Germany
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Publication of EP0185277A3 publication Critical patent/EP0185277A3/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H73/00—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism
    • H01H73/02—Details
    • H01H73/18—Means for extinguishing or suppressing arc
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/08—Terminals; Connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/46—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using arcing horns

Definitions

  • the invention relates to an electrical circuit breaker according to the preamble of claim 1.
  • circuit breakers have become known, all of which have the same structure. They have a contact point which is formed from a fixed and a movable contact piece; the fixed contact piece is followed on one side by the power supply and on the other side by an arc guide rail, which drives the arc into an arc quenching plate package.
  • the power feed point is located in front of the contact point. in relation to the arc guide rail connected to it and also to the direction of arc travel. Due to the assignment of the current feed rail to the contact piece and the arc guide rail to the movable contact lever on which the movable contact piece is attached, a U-shaped blow loop is formed which tries to expand the arc and drives it into the arc quenching chamber.
  • An electrical circuit breaker of the type mentioned is known from FR-A 2 378 344.
  • a U-shaped contact carrier is provided. to which a fixed contact piece is attached.
  • a blow piece forming a rectangular loop is connected to the contact support, so that the arc is to be extinguished by the U-shaped contact support in connection with the blow piece.
  • the blow piece is therefore a necessary part in the execution according to FR-A 2 378 344.
  • the object of the invention is to provide a circuit breaker of the type mentioned, in which an optimal discharge of the arc from the contact point into the arc extinguishing plate is achieved with less space.
  • This arrangement is to be used in a particularly advantageous manner when the current feed point, which is designed as a plug pin, must be arranged in the immediate vicinity of the arc guide rail due to lack of space in the case of pluggable circuit breakers.
  • connection between the leg and the arc guide rail is made by means of a screw which lies approximately in the middle of the leg between the connection point of the heating coil of the thermobimetal and a web connecting the two legs to one another to form a U-shape.
  • a power feed point to the line circuit breaker designed as a plug pin is not present and, moreover, the connection point between the U-shaped bracket and the arc guide rail is also not designed as a power feed point.
  • the only figure shows an enlarged illustration of a circuit breaker in the contact point area with a movable contact lever and arc guide rail.
  • the electrical switch in which the arrangement according to the invention is to be used, is a commercially available circuit breaker with an electromagnetic release (not shown in more detail), a thermal release, a switch lock and an arc-quenching plate packet, all of which are available in a commercially available manner together with the arrangement shown in the figure Shell-type housings can be used.
  • the circuit breaker in which the invention is to be applied, is not provided with screw terminals, but with plug pins 10 which are formed on a bracket 11.
  • This bracket 11 has in its bottom region 12 a recess 13 through which a screw 14 is inserted, with which the bracket 11 is fastened to an arc guide rail 15.
  • the arc guide rail 15 is again commercially available and has an essentially L-shaped shape with a leg 16 which opens into the area of an arc quenching plate packet 17 (which is only indicated in the drawing); the other leg 18 of the arc guide rail has a passage 19 into which the screw 14 is screwed.
  • the leg 18 runs perpendicular to the leg 16 with the interposition of an area 20 running obliquely at an angle of approximately 45 ° to both legs.
  • a leg end of a U-shaped horn 21 is arranged between the web or bottom region 12 of the bracket 11 and the leg 18 of the arc guide rail 15.
  • This horn 21 has a first leg 22 with a Bore 23 into which the passage 19 of the arc guide rail 15 partially engages and with which the horn 21 is guided in relation to the leg 18 of the arc guide rail 15 in cooperation with the passage 19.
  • a connecting web 24 adjoins the leg 22 and is angled at an acute angle ⁇ (approximately 70 °) to the leg 22.
  • the distance of the end of the region 26 connected to the connecting web 24 from the first leg 22 is greater than the parallel region 27;
  • the two legs 22 and 25 are of different lengths, their ends 28 and 29 open in one and the same plane, which is perpendicular to the leg 22.
  • a movable contact piece 30 (shown in dashed lines) is applied, which is formed on a movable contact lever 31.
  • a U-shaped blow loop is formed which drives the arc in a manner known per se in the direction of arrow P, so that the arc 32, 32 'on the movable contact piece 30 migrates on one side and on the second leg 25 from its area 26 to area 27 and after skipping from area 27 to area 20 of the arc guide rail 15 on the other side until it has entered the arc-quenching plate packet 17 and is extinguished there.
  • the current is switched out of the horn 21, so that now no longer the current I but a current I 1 flows bypassing the horn.
  • the configuration according to the invention on the one hand facilitates assembly and, moreover, also facilitates the attachment of the fixed contact piece; in addition, it has been found that the arc run is improved by the shape according to the invention. It is particularly advantageous that the current feed point can be provided independently of the contact point 30/26 without the arcing being prevented by appropriate current paths.
  • the current feed and the attachment of the connecting pins 10 to the bracket 11 are simultaneously used for holding and for attaching the fixed contact piece to the arc guide rail.
  • the assembly is therefore simplified in particular because a separate attachment of a fixed contact piece and a screw terminal for the current feed is no longer necessary.
  • the connection of the fixed contact piece to the arc guide rail is a non-positive connection, not a welded connection, which also has advantages.

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  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Breakers (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektrischen Leitungsschutzschalter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Es ist eine große Vielzahl von Leitungsschutzschaltern bekanntgeworden, die alle einen gleichen Aufbau haben. Sie besitzen eine Kontaktstelle, die aus einem festen und einem beweglichen Kontaktstück gebildet ist; an dem festen Kontaktstück schließt sich nach der einen Seite die Stromeinspeisung und nach der anderen Seite eine Lichtbogenleitschiene an, die den Lichtbogen in ein Lichtbogenlöschblechpaket hineintreibt. Bei allen diesen Anordnung ist die Stromeinspeisestelle vor der Kontaktstelle gelegen. bezogen auf die daran anschließende Lichtbogenleitschiene und auch auf die Lichtbogenlaufrichtung. Aufgrund der Zuordnung der Stromeinspeiseschiene zu dem Kontaktstück und der Lichtbogenleitschiene zu dem beweglichen Kontakthebel, an dem das bewegliche Kontaktstück angebracht ist, wird eine U-förmige Blasschleife gebildet, die den Lichtbogen aufzuweiten trachtet und ihn in die Lichtbogenlöschkammer hineintreibt.
  • Ein elektrischer Leitungsschutzschalter der eingangs genannten Art ist aus der FR-A 2 378 344 bekannt geworden. Dabei ist ein U-förmiger Kontaktträger vorgesehen. an dem ein Festkontaktstück befestigt ist. An dem Kontaktträger schließt ein eine rechteckige Schlaufe bildendes Blasstück an, so daß die Löschung des Lichtbogens durch den U-förmigen Kontaktträger in Verbindung mit dem Blasstück erzielt werden soll. Daher ist das Blasstück ein notwendiges Teil bei der Ausführung nach der FR-A 2 378 344.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Leitungsschutzschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem bei geringerem Platzangebot eine optimale Abführung des Lichtbogens von der Kontaktstelle hin in das Lichtbogenlöschblech erzielt wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.
  • Diese Anordnung ist in besonders vorteilhafter Weise dann zu verwenden, wenn die Stromeinspeisestelle, die als Steckerstift ausgesbildet ist, wegen Platzmangels bei steckbaren Leitungsschutzschaltern in unmittelbarer Nähe der Lichtbogenleitschiene angeordnet sein muß.
  • Dann besteht nämlich aufgrund der Platzsituation nicht die Möglichkeit, das feste Kontaktstück zwischen der Stromeinspeisestelle und der Lichtbogenleitschiene anzuordnen. Man muß vielmehr die Stromeinspeisestelle zwischen dem Festkontaktstück und der Lichtbogenleitschiene anordnen. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird dennoch eine U-förmig Blasschleife für den Lichtbogen erzeugt, die den Lichtbogen schnell in das Lichtbogenlöschblechpaket treibt. Aufgrund der speziellen Ausgestaltung des Festkontaktstückes wird zusätzlich noch erreicht, daß der Widerstand des Festkontaktstückes aus dem Strompfad nach Entstehen des Lichtbogens herausgeschaltet wird. Dies kann zur Folge haben, daß der Ablauf des Lichtbogens von der Kontaktstelle beschleunigt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Festkontakt mit der Leitschiene nicht verschweißt werden muß. sondern daß eine einfache Schraubenverbindung vorgesehen werden kann; Probleme, die darin bestehen, ein Silberkontaktstück auf ein Kupferträgerelement aufzuschweißen, sind dabei im wesentlichen vermieden.
  • Aus der US-PS 4 429 198 ist ein Leitungsschutzschalter bekannt geworden, bei dem ein U-förmiger Bügel vorgesehen ist, an dessen einem Schenkel ein Festkontaktstück befestigt ist, wogegen am anderen Schenkel eine Lichtbogenleitschiene anschließt, die den Lichtbogen hin zu einem Lichtbogenlöschblechpaket führt. Dabei muß der Lichtbogen von dem das feste Kontaktstück tragenden Schenkel auf die Lichtbogenleitschiene kommutieren. Über die Stromeinspeisestelle zum Leitungsschutzschalter und über die Ausgestaltung der Stromeinspeisestelle ist nichts ausgesagt.
  • Aus dem DE-GM 74 41 477 ist eine Kontaktanordnung bekannt geworden, bei der ein etwa U-förmiger Bügel vorgesehen ist, dessen einer Schenkel mit einer Lichtbogenleitschiene verbunden ist, wogegen der andere Schenkel an seiner Außenseite das Festkontaktstück trägt. Eine Stromeinspeisestelle zum Leitungsschutzschalter hin ist nicht dargestellt; erkennbar ist lediglich eine Anschlußplatte, an der ein Ende einer Heizwicklung eines Thermobimetalls angeschlossen ist, wogegen das andere Ende der Heizwicklung an einer L-förmigen Abkröpfung an dem mit der Lichtbogenleitschiene verbundenen Schenkel des U-förmigen Bügels anschließt. Die Verbindung zwischen dem Schenkel und der Lichtbogenleitschiene erfolgt mittels einer Schraube, die etwa in der Mitte des Schenkels zwischen der Anschlußstelle der Heizwicklung des Thermobimetalls und einem die beiden Schenkel miteinander zur U-Form verbindenden Steg liegt. Eine als Steckerstift ausgebildete Stromeinspeisestelle zum Leitungsschutzschalter ist nicht vorhanden und darüberhinaus ist die Verbindungsstelle zwischen dem U-förmigen Bügel und der Lichtbogenleitschiene auch nicht als Stromeinspeisestelle ausgebildet.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, soll die Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
  • Es zeigt die einzige Figur eine vergrößerte Darstellung eines Leitungsschutzschalters im Kontaktstellenbereich mit beweglichem Kontakthebel und Lichtbogenleitschiene.
  • Der elektrische Schalter, in den die erfindungsgemäße Anordnung eingesetzt werden soll, ist ein handelsüblicher Leitungsschutzschalter mit einem nicht näher dargestellten elektromagnetischen Auslöser, einem thermischen Auslöser, einem Schaltschloß und einem Lichtbogenlöschblechpaket, die alle in handelsüblicher Weise zusammen mit der in der Figur dargestellten Anordnung in ein Gehäuse in Schalenbaweise eingesetzt werden können. Der Leitungsschutzschalter, bei dem die Erfindung angewendet werden soll, ist nicht mit Schraubanschlußklemmen, sondern mit Steckerstiften 10 versehen, die an einem Bügel 11 ausgebildet sind. Dieser Bügel 11 weist in seinem Bodenbereich 12 eine Ausnehmung 13 auf, durch die eine Schraube 14 hindurchgesteckt ist, mit welcher der Bügel 11 an einer Lichtbogenleitschiene 15 befestigt ist. Die Lichtbogenleitschiene 15 ist wieder handelsüblich aufgebaut und besitzt eine im wesentlichen L-förmige Form mit einem Schenkel 16, der in den Bereich eines Lichtbogenlöschblechpaketes 17 (das nur andeutungsweise gezeichnet ist) einmündet; der andere Schenkel 18 der Lichtbogen - leitschiene besitzt einen Durchzug 19, in den die Schraube 14 eingeschraubt ist. Der Schenkel 18 verläuft senkrecht zu dem Schenkel 16 unter Zwischenfügung eines schräg unter einem Winkel von ca. 45° zu beiden Schenkeln verlaufenaen Bereiches 20.
  • Zwischen dem Steg beziehungsweise Bodenbereich 12 des Bügels 11 und dem Schenkel 18 der Lichtbogenleitschiene 15 ist ein Schenkelende eines U-förmigen Hornes 21 angeordnet. Dieses Horn 21 besitzt einen ersten Schenkel 22 mit einer Bohrung 23, in die der Durchzug 19 der Lichtbogenleitschiene 15 teilweise hineingreift und mit der in Zusammenwirkung mit dem Durchzug 19 das Horn 21 bezogen auf den Schenkel 18 der Lichtbogenleitschiene 15 geführt ist. An den Schenkel 22 schließt sich ein Verbindungssteg 24 an, der unter einem spitzen Winkel α (ca. 70°) zu dem Schenkel 22 abgewinkelt ist. Daran schließt sich unter einem Winkel β (ca. 90°) ein zweiter Schenkel 25 an, wobei dieser zweite Schenkel 25 einen zum ersten Schenkel hin geneigten Bereich 26 und einen parallel zu dem ersten Schenkel 22 verlaufenden Bereich 27 aufweist. Auf diese Weise ist der Abstand des mit dem Verbindungssteg 24 verbundenen Endes des Bereiches 26 vom ersten Schenkel 22 größer als der parallele Bereich 27; obwohl die beiden Schenkel 22 und 25 unterschiedlich lang sind, münden ihre Enden 28 und 29 in ein und derselben Ebene, welche senkrecht zu dem Schenkel 22 verläuft. Im Bereich 26, nahe dem Verbindungssteg 24, legt sich ein bewegliches Kontaktstück 30 (strichliert gezeichnet) an, das an einem beweglichen Kontakthebel 31 angeformt ist. Auf diese Weise fließt beim geschlossenen Schalter ein Strom über die Einspeisestelle - Bügel 11 - Schraube 14 - Schenkel 18 hin zu dem Horn 21 mit dem ersten Schenkel 22 bis zum beweglichen Kontaktstück 30. Sowie der Schalter öffnet und sich das bewegliche Kontaktstück 30 von dem Bereich 26 entfernt, wird ein Lichtbogen 32 gezogen, dessen einer Fußpunkt entlang den Bereichen 26 und 27 des zweiten Schenkels 25 wandert und an dessen freien Ende 28 auf den Bereich 20 der Lichtbogenleitschiene 15 überspringt, siehe Lichtbogen 32'. Durch den Strompfad I im Schenkel 25, den Lichtbogen 32 und den beweglichen Kontakthebel 30 wird eine U-förmige Blasschleife gebildet, die den Lichtbogen in an sich bekannter Weise in Pfeilrichtung P antreibt, so daß der Lichtbogen 32, 32' am beweglichen Kontaktstück 30 auf der einen Seite und auf dem zweiten Schenkel 25 von dessen Bereich 26 zum Bereich 27 sowie nach Uberspringen von dem Bereich 27 auf den Bereich 20 der Lichtbogenleitschiene 15 auf der anderen Seite entlangwandert, bis er in das Lichtbogenlöschblechpaket 17 eingelaufen ist und dort verlischt.
  • Aufgrund der speziellen Ausgestaltung des Hornes 21 wird der Strom aus dem Horn 21 herausgeschaltet, so daß nun nicht mehr der Strom I, sondern ein Strom I₁ unter Umgehung des Horns fließt.
  • Die erfindungsgemäße Ausgestaltung bewirkt zum einen eine Erleichterung der Montage und darüberhinaus auch eine Erleichterung bezüglich der Anbringung des Festkontaktstückes; außerdem ist festgestellt worden, daß der Lichtbogenablauf durch die erfindungsgemäße Form durchaus verbessert wird. Von besonderem Vorteil ist, daß die Stromeinspeisestelle unabhängig von der Kontaktstelle 30/26 vorgesehen sein kann, ohne daß der Lichtbogenablauf durch entsprechende Stromwege gehindert wird.
  • Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird die Stromeinspeisung und die Befestigung der Anschlußstifte 10 am Bügel 11 gleichzeitig auch zur Halterung und zur Befestigung des Festkontaktstückes an der Lichtbogenleitschiene herangezogen. Die Montage wird insbesondere also deshalb vereinfacht, weil eine gesonderte Anbringung eines Festkontaktstückes und einer Schraubklemme für die Stromeinspeisung nicht mehr nötig ist. Die Verbindung des Festkontaktstückes mit der Lichtbogenleitschiene ist erfindungsgmäß eine kraftschlüssige Verbindung, nicht eine Schweißverbindung, was ebenfalls Vorteile mit sich bringt.

Claims (4)

  1. Elektrischer Leitungsschutzschalter mit einem Festkontaktstück und einem beweglichen Kontaktstück (30), mit einer an das Festkontaktstück anschließenden Lichtbogenleitschiene (15) und mit einer mit der Lichtbogenleitschiene verbundenen Stromeinspeisestelle (10, 11), wobei das Festkontaktstück als U-förmiges Horn (21) ausgebildet ist, dessen erster freier Schenkel (22) an seinem freien Ende mit der Lichtbogenleitschiene (15) verbunden ist und dessen zweiter freier Schenkel (25) an seiner Außenfläche, nahe am angrenzenden Verbindungssteg (24) für beide freien Schenkel (22, 25), eine mit dem beweglichen Kontaktstück (30/31) zusammenwirkende Kontaktstelle bildet, wobei der zweite freie Schenkel (25) des Festkontaktstükkes in einem bis zu der Höhe des Steges (24) entsprechenden Abstand von der Lichtbogenleitschiene (15) endet und zusätzlich als Lichtbogenlaufhorn dient, auf dem der am Festkontaktstück entstehende Lichtbogenfußpunkt bis zum freien Ende des freien Schenkels verläuft, von wo er auf die Lichtbogenleitschiene (15) überspringt, und wobei die Enden des ersten und des zweiten Schenkels (25) in einer Ebene enden, die senkrecht zu dem ersten Schenkel (22) verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die als Steckerstift ausgebildete Stromeinspeisestelle zum Leitungsschutzschalter an der Verbindungsstelle (22) des ersten Schenkels mit der Lichtbogenleitschiene (15) und somit zwischen der Kontaktstelle und dem wesentlichen Erstrekkungsberech der Lichtbogenleitschine (15) gelegen ist.
  2. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungssteg (24) des U-förmigen Horns (21) unter einem spitzen Winkel (α) zu dem ersten Schenkel (22) abgebogen ist.
  3. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schenkel (25), ausgehend vom Verbindungssteg (24), einen schräg zum anderen Schenkel (25) verlaufenden (26) und, daran anschließend, einen parallel zum anderen Schenkel verlaufenden Bereich (27) aufweist, und daß am schräg verlaufenden Bereich (26) die Kontaktstelle gelegen ist, an welcher in Einschaltstellung das bewegliche Kontaktstück (30) anliegt.
  4. Leitungsschutzschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Lichtbogenleitschiene (15) mit dem Ende des ersten Schenkels (22) des U-förmigen Hornes (21) mittels einer Schraube (14) erfolgt, welches gleichzeitig der Halterung eines Bügels (11) für die Stromeinspeisung dient.
EP85115581A 1984-12-18 1985-12-07 Elektrischer Leitungsschutzschalter Expired - Lifetime EP0185277B2 (de)

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DE19843446041 DE3446041A1 (de) 1984-12-18 1984-12-18 Elektrischer leitungsschutzschalter

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EP0185277A2 EP0185277A2 (de) 1986-06-25
EP0185277A3 EP0185277A3 (en) 1988-11-30
EP0185277B1 EP0185277B1 (de) 1991-10-23
EP0185277B2 true EP0185277B2 (de) 1994-04-20

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DE3446041A1 (de) 1986-06-19
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