EP0801410A2 - Elektrisches Installationsschaltgerät - Google Patents

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EP0801410A2
EP0801410A2 EP97105731A EP97105731A EP0801410A2 EP 0801410 A2 EP0801410 A2 EP 0801410A2 EP 97105731 A EP97105731 A EP 97105731A EP 97105731 A EP97105731 A EP 97105731A EP 0801410 A2 EP0801410 A2 EP 0801410A2
Authority
EP
European Patent Office
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switching device
installation switching
ptc resistor
plates
resistor
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EP97105731A
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English (en)
French (fr)
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EP0801410A3 (de
EP0801410B1 (de
Inventor
Joachim Becker
Ralf MÜLLER
Bernd Siedelhofer
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ABB Patent GmbH
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ABB Patent GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/16—Impedances connected with contacts
    • H01H33/161—Variable impedances
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/16—Impedances connected with contacts
    • H01H33/161—Variable impedances
    • H01H2033/163—Variable impedances using PTC elements

Definitions

  • the invention relates to an installation switching device according to the preamble of claim 1.
  • Such an installation switching device is known per se and is sold, for example, under the name S 280 from ABB Stotz-Kontakt GmbH, Heidelberg.
  • This switching device is designed for a certain breaking capacity and it is therefore an object of the invention to upgrade the installation switching device for higher breaking capacities without any particular additional space requirement and great construction or assembly effort.
  • the resistor arrangement with a positive temperature coefficient which is also called PTC resistor for short, is accommodated to the side of the installation device in a space delimited by a cup-shaped shell housing, the free edges of the shell housing resting against the side face of the installation device.
  • the shell housing has the outer contour of the installation switching device.
  • a sufficient PTC resistor can be provided, in particular for a circuit breaker, which is accommodated in an additional room next to the installation switching device, so that the overall width of the installation switching device with PTC resistor is only slightly larger than that of the installation switching device itself.
  • the installation switching device is designed in a shell construction with an approximately T-shaped contour having a base as a crosspiece, then in a preferred embodiment the PTC resistor is formed by at least one rectangular plate element, the circumferential contour of which is adapted to the contour of the base.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention can be such that the PTC resistor between two metallic plates made of electrically conductive material, preferably made of copper, has a film made of PTC material.
  • the two metallic plates and the film made of PTC material can be held together by means of clips arranged on the long sides, which according to a further embodiment are made of metallic material, with an insulating film between the plates and the clips for insulation the plates are arranged opposite the brackets.
  • the longitudinal side edges of the plates which are adjacent to the clamps and are made of electrically highly conductive material, are covered by means of insulating profiles which are arranged between the clamps and the longitudinal side edges.
  • a limiting resistor in the form of a resistance wire is preferably connected in parallel with the PTC resistor.
  • the PTC resistor can be switched on anywhere in the line path of the electrical installation device, it has been found to be advantageous essentially for constructional reasons to connect the PTC resistor between a connection terminal and the thermal release.
  • the PTC resistor can be connected to the terminal using a connecting lug attached to it and to the thermal release using a wire.
  • the electrically conductive connection between the PTC resistor and the corresponding connection points in the current path there are also other possibilities of the electrically conductive connection between the PTC resistor and the corresponding connection points in the current path.
  • the resistance wire is preferably excluded with one end on the connecting lug and the other end on the stranded wire.
  • the circuit breaker 10 is shown, which is housed in a housing 11 in a narrow construction.
  • the circuit breaker 10 has a connection terminal 12 which has a terminal frame 13 and a box frame 14, an arc quenching plate packet 15, an electromagnet system 16, the coil 17 of which is connected at one end 18 to a V-shaped carrier 19 for a thermal bimetal 20 serving as a thermal trigger; the bimetallic metal 20 is fastened to an arm 21 of the V-shaped support 19, whereas the other arm is connected to the end 18 of the coil 17.
  • the circuit breaker 10 has a second terminal 22 and a switch lock 23 with a switch toggle (not shown) and a contact point 23a.
  • a strand 24 is fastened to the bimetallic metal 20 in its fastening area, see below.
  • the clamp frame 13 is closed in itself and has two side walls 25 which are connected to one another by an upper web wall 26 and a lower web wall 27.
  • the terminal frame 13 is part of a terminal known per se.
  • This PTC resistor comprises two plates 35 and 37 made of an electrically highly conductive material, e.g. B.
  • the formation 34 is integrally connected to the plate 35; a projection 41 is formed on the plate 37, to which the strand 24 is fastened. Furthermore, one end of a resistance wire 42 is connected to the formation 34, which forms a loop shape which is in principle L-shaped, the L-shape being visible by projection into the plane of the plates 35 and 37.
  • the leg 43 of the L-shape itself is again U-shaped, with a first U-leg 44 and a second U-leg 45, the U-leg 44 with the formation 34 and the U-leg 45 are firmly connected to the terminal lug 41.
  • the sections 46 and 47 of the leg 48 are, based on the position of FIG. 1, connected to the formation 34 from above and to the connecting lug 41 from below.
  • the PTC resistor 36 which has an elongated rectangular contour that corresponds in shape to the shape of the base or crossbar of the circuit breaker according to FIG. 4, is placed on the outside of a housing side or top part 50 with which the housing bottom part 11 4 is closed.
  • the upper housing part 50 has a channel 51 running along the fastening side of the installation switching device according to FIG. 4, into which the leg 45 for guiding the resistance wire 42 is inserted.
  • the web 32 and the strand 24 is visible, so that the summary of the individual drawings shows how the PTC resistor 35 is assigned to the circuit breaker 10. From Fig.
  • Resistor 42 is a limiting resistor that limits the current through PTC resistor 36 in its high-resistance state so that it is not damaged in the event of high short-circuit currents.
  • the PTC resistor 36 is located between the thermal release 20 and the adjacent connection terminal 12.
  • this resistor can be used or switched on at any point within the current path; in the case of a line circuit breaker, the PTC resistor can also be switched on between the thermal release 20 and the magnetic release 16, the magnetic release 16 and the contact point 23a or between the contact point 23a and the other connection terminal 22.
  • the housing parts are connected to one another by means of conventional means, for. B. rivets or screws.

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  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

Ein in einem Gehäuse (11) in Schmalbauweise untergebrachtes elektrisches Installationsschaltgerät (10), insbesondere ein Leitungsschutzschalter, besitzt eine Kontaktstelle, einen thermischen und einen magnetischen Auslöser (20, 16) und eine Widerstandsanordnung mit einem positivem Temperaturkoeffizienten, die auch vereinfacht PTC-Widerstand genannt wird. Diese Komponenten befinden sich alle in Reihe. Der PTC-Widerstand (36) ist seitlich zu dem Installationsgerät (10) in einem durch ein napfförmiges Schalengehäuse (60) begrenzten Raum untergebracht, wobei die freien Kanten des Schalengehäuses gegen die Seitenfläche des Installationsschaltgerätes (10) anliegen. Das Schalengehäuse (60) weist dabei die Außenkontur des Installationsschaltgerätes (10) auf. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Installationsschaltgerät nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Ein derartiges Installationsschaltgerät ist an sich bekannt und wird beispielsweise unter dem Namen S 280 der Firma ABB Stotz-Kontakt GmbH, Heidelberg, vertrieben. Dieses Schaltgerät ist für eine bestimmte Abschaltleistung ausgelegt und es ist daher Aufgabe der Erfindung, das Installationsschaltgerät ohne besonderen zusätzlichen Platzbedarf und großen konstruktiven bzw. Montageaufwand für höhere Abschaltleistungen zu ertüchtigen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.
  • Danach ist die Widerstandsanordnung mit positivem Temperaturkoeffizienten, die kurz auch einfach PTC-Widerstand genannt wird, seitlich zu dem Installationsgerät in einem durch ein napfförmiges Schalengehäuse begrenzten Raum untergebracht, wobei die freien Kanten des Schalengehäuses gegen die Seitenfläche des Installationsgerätes anliegen. Das Schalengehäuse besitzt dabei die Außenkontur des Installationsschaltgerätes.
  • Dadurch kann insbesondere für einen Leitungsschutzschalter ein ausreichender PTC-Widerstand vorgesehen werden, der in einem zusätzlichen Raum neben dem Installatinosschaltgerät untergebracht ist, so daß die Gesamtbreite des Installationsschaltgerätes mit PTC-Widerstand nur geringfügig größer ist als diejenige des Installationsschaltgerätes selbst.
  • Wenn das Installationsschaltgerät in Schalenbauweise mit einer etwa T-förmigen, einen Sockel als Quersteg aufweisenden Kontur ausgebildet ist, dann ist in bevorzugter Ausführungsform der PTC-Widerstand durch wenigstens ein rechteckiges Plattenelement gebildet, dessen Umfangskontur der Kontur des Sockels angepaßt ist.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann dahin gehen, daß der PTC-Widerstand zwischen zwei metallischen Platten aus elektrisch leitendem Material, vorzugsweise aus Kupfer, eine Folie aus PTC-Material aufweist.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die beiden metallischen Platten und die Folie aus PTC-Material mittels an den Längsseiten angeordneter Klammern zusammengehalten werden, die gemäß einer weiteren Ausführungsform aus metallischem Material ausgebildet sind, wobei je eine Isolierfolie zwischen den Platten und den Klammern zur Isolierung der Platten gegenüber den Klammern angeordnet ist.
  • Zur weiteren Isolierung sind die den Klammern benachbarten Längsseitenkanten der Platten aus elektrisch gut leitendem Material mittels Isolierprofilen abgedeckt, die zwischen den Klammern und den Längsseitenkanten angeordnet sind.
  • Damit der PTC-Widerstand in seinem hochohmigen Zustand bei hohen Kurzschlußströmen nicht beschädigt wird, ist parallel zu dem PTC-Widerstand in bevorzugter Weise ein Begrenzungswiderstand in Form eines Widerstandsdrahtes geschaltet.
  • Obzwar es möglich ist, daß der PTC-Widerstand überall in den Leitungspfad des elektrischen Installationsgerätes eingeschaltet werden kann, hat es sich im wesentlichen aus konstruktiven Gründen als günstig herausgestellt, den PTC-Widerstand zwischen einer Anschlußklemme und dem thermischen Auslöser anzuschließen. Dabei kann der PTC-Widerstand an der Klemme mittels einer daran befestigten Anschlußfahne angeschlossen werden sowie am thermischen Auslöser mittels einer Litze. Selbstverständlich bestehen auch andere Möglichkeiten der elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem PTC-Widerstand und den entsprechenden Anschlußstellen im Strompfad.
  • In bevorzugter Weise ist der Widerstandsdraht mit einem Ende an der Anschlußfahne und mit dem anderen Ende an der Litze ausgeschlossen.
  • Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische schematische Ansicht eines PTC-Widerstandes mit parallel geschaltetem Widerstandsdraht,
    Fig. 2
    eine Ansicht auf den PTC-Widerstand, montiert auf einem Teilgehäuse des Installationsschaltgerätes,
    Fig. 3
    eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie III-III der Fig. 2,
    Fig. 4
    eine Einsicht in ein Installationsschaltgerät, welches zum Anbringen des PTC-Widerstandes gemäß den Fig. 1 bis 3 vorbereitet ist, und
    Fig. 5
    eine perspektivische Ansicht des Klemmenrahmens für das Installationsschaltgerät nach Fig. 4.
  • Es sei zunächst Bezug genommen auf die Fig. 4.
  • Dort ist ein Leitungsschutzschalter 10 dargestellt, der in einem Gehäuse 11 in Schmalbauweise untergebracht ist. Der Leitungsschutzschalter 10 besitzt eine Anschlußklemme 12, die einen Klemmenrahmen 13 und einen Kastenrahmen 14 aufweist, ein Lichtbogenlöschblechpaket 15, ein Elektromagnetsystem 16, dessen Spule 17 mit einem Ende 18 mit einem V-förmigen Träger 19 für ein als thermischer Auslöser dienendes Thermobimetall 20 verbunden ist; das Thermobimetall 20 ist dabei an einem Arm 21 des V-förmigen Trägers 19 befestigt, wogegen der andere Arm mit dem Ende 18 der Spule 17 verbunden ist. Der Leitungsschutzschalter 10 besitzt eine zweite Klemme 22 und ein Schaltschloß 23 mit einem nicht gezeigten Schaltknebel und einer Kontaktstelle 23a.
  • An dem Thermobimetall 20 in dessen Befestigungsbereich ist eine Litze 24 befestigt, siehe weiter unten.
  • Der Klemmenrahmen 13 ist in sich geschlossen und besitzt zwei Seitenwände 25, die mit einer oberen Stegwand 26 und unteren Stegwand 27 miteinander verbunden sind. Insoweit ist der Klemmenrahmen 13 Teil einer an sich bekannten Anschlußklemme.
  • Am oberen Steg 26 ist ein senkrecht dazu und parallel zu den Seitenwänden 25 verlaufender Vorsprung 28 angeformt, an dem eine Anschlußfahne 29 befestigt ist. Sie besitzt zwei Schenkel 30 und 31, die eine Ebene aufspannen, die parallel zu der Ebene des Steges 26 verläuft und von denen der Schenkel 31 an dem Vorsprung 28 befestigt ist. An dem freien Ende des Schenkels 30 ist ein weiterer Steg 32 angeformt, der senkrecht zu dem Schenkel 30 in dessen Ebene und vom Steg 26 weg verläuft. Dieser weitere Steg 32 schließt, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, an einer Ausformung 34 an einer ersten Platte 35 eines in Fig. 1 dargestellten PTC-Widerstandes 36 an. Dieser PTC-Widerstand umfaßt zwei Platten 35 und 37 aus elektrisch gut leitendem Material, z. B. aus Kupfer, die unter Zwischenfügung einer Folie aus einem Material, dessen Widerstand sich mit Temperaturerhöhung erhöht (PTC-Schicht), mittels an den Längsseitenkanten angeordneter maulförmiger Federn 39 und 40 zusammengehalten sind. Zwischen den maulförmigen Federn 39 und 40 und den Platten 35 und 37 befinden sich Isolierfolien 35a, 37a, so daß ein Kurzschließen der Platten 35, 37 bzw. eine elektrisch leitende Verbindung der Platten 35, 37 über die Federn oder Klammern 39, 40 vermieden ist. Zusätzlich sind die in Längsrichtung verlaufenden Stirnkanten der Platten 35, 37 von je einem Isolierprofil 36a, 36b abgedeckt, die Nuten 36a, 36d aufweisen, in die die Stirnkanten der PTC-Folie bzw. des eigentlichen PTC-Widerstandselementes 38 eingreifen.
  • Wie oben erwähnt, ist die Ausformung 34 mit der Platte 35 einstückig verbunden; an der Platte 37 ist ein Vorsprung 41 angeformt, an dem die Litze 24 befestigt ist. Weiterhin ist an der Ausformung 34 ein Ende eines Widerstandsdrahtes 42 angeschlossen, der eine Schleifenform bildet, die im Prinzip L-förmig ist, wobei die L-Form durch Projektion in die Ebene der Platten 35 und 37 sichtbar ist. In der Projektion senkrecht dazu ist der Schenkel 43 der L-Form selbst wieder U-förmig gebogen, mit einem ersten U-Schenkel 44 und einem zweiten U-Schenkel 45, wobei der U-Schenkel 44 mit der Ausformung 34 und der U-Schenkel 45 mit der Anschlußfahne 41 fest verbunden sind. Die Abschnitte 46 und 47 des Schenkels 48 sind, bezogen auf die Lage der Fig. 1, von oben an die Ausformung 34 bzw. von unten an die Anschlußfahne 41 angeschlossen.
  • Der PTC-Widerstand 36, der eine langgestreckt rechteckige Kontur aufweist, die der Form des Sockel- oder Quersteges des Leitungsschutzschalters gemäß Fig. 4 in der Kontur entspricht, wird auf die Außenseite eines Gehäuseseiten- oder -oberteils 50 aufgelegt, mit dem das Gehäuseunterteil 11 der Fig. 4 verschlossen wird. Auf der Außenseite besitzt das Gehäuseoberteil 50 einen entlang der Befestigungsseite des Installationsschaltgerätes gemäß Fig. 4 verlaufenden Kanal 51, in den der Schenke 45 zur Führung des Widerstandsdrahtes 42 eingelegt ist. In der Fig. 3 ist der Steg 32 sowie die Litze 24 sichtbar, so daß aus der Zusammenschau der einzelnen Zeichnungen ersichtlich ist, wie der PTC-Widerstand 35 dem Leitungsschutzschalter 10 zugeordnet ist. Aus Fig. 4 ist insbesondere ersichtlich, daß die sonst übliche Verbindung zwischen dem Thermobimetall und der Anschlußklemme 12 unterbrochen ist und über die Anschlußfahne 30 bzw. die Litze 24 in oben beschriebener Weise der PTC-Widerstand 35 eingeschaltet ist. Durch ein weiteres Gehäuseseitenteil oder Schaltengehäuse 60, welches in Fig. 3 strichliert dargestellt ist, wird der Raum zur Aufnahme des PTC-Widerstandes 36 begrenzt. Auch das Schalengehäuse 60 besitzt die gleiche Außenkontur wie die des Gehäuseober- bzw. -unterteils 50 bzw. 11.
  • Der Widerstand 42 ist ein Begrenzungswiderstand, der den Strom durch den PTC-Widerstand 36 in dessen hochohmigem Zustand begrenzt, damit er bei hohen Kurzschlußströmen nicht beschädigt wird.
  • In der obigen Beschreibung ist dargestellt, daß sich der PTC-Widerstand 36 zwischen dem thermischen Auslöser 20 und der benachbarten Anschlußklemme 12 befindet. Selbstverständlich kann dieser Widerstand an jeder Stelle innerhalb des Strompfades eingesetzt bzw. eingeschaltet werden; bei einem Leitungsschutzschalter kann sich der PTC-Widerstand auch zwischen dem thermischen Auslöser 20 und dem Magnetauslöser 16, dem Magnetauslöser 16 und der Kontaktstelle 23a bzw. zwischen der Kontaktstelle 23a und der anderen Anschlußklemme 22 eingeschaltet sein.
  • Zur Verbindung der Platten 35, 37 mit den an oben genannten Komponenten sind im Gehäuseoberteil 50 Öffnungen (nicht dargestellt) vorgesehen.
  • Die Verbindung der Gehäuseteile miteinander erfolgt mittels üblicher Mittel, z. B. Nieten oder Schrauben.

Claims (11)

  1. In einem Gehäuse in Schmalbauweise untergebrachtes elektrisches Installationsschaltgerät, insbesondere Leitungsschutzschalter, mit einer Kontaktstelle, einem thermischen und magnetischen Auslöser und mit einer Widerstandsanordnung mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC-Widerstand genannt), die alle in Reihe geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der PTC-Widerstand (36) seitlich zu dem Installationsschaltgerät (10) in einem durch ein napfförmiges Schalengehäuse (60), dessen freie Kanten gegen die Seitenfläche des Installationsschaltgerätes (10) anliegen, begrenzten Raum untergebracht ist, und daß das Schalengehäuse (60) die Außenkontur des Installationsschaltgerätes (10) aufweist.
  2. Installationsschaltgerät in Schmalbauweise, mit einer etwa T-förmigen, einen Sockel als Quersteg aufweisenden Kontur, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der PTC-Widerstand (36) wenigstens ein rechteckiges Plattenelement (35, 37, 38) aufweist, dessen Umfangskontur der Kontur des Sockels angepaßt ist.
  3. Installationsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Platten (35, 37) aus elektrisch gut leitendem Material, vorzugsweise aus Kupfer, eine Folie (38) aus PTC-Material angeordnet ist.
  4. Installationsschaltgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (35, 37) und die Folie (38) mittels federnder Klammern, die isoliert gegenüber den Platten (35, 37) angeordnet sind, zusammengehalten sind.
  5. Installationsschaltgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Platten (35, 37) und den federnden Klammern (39, 40) Isolierfolien (35a, 37a) angeordnet sind.
  6. Installationsschaltgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den von den Klammern (39, 40) umfaßten Längsseitenkanten der Platten (35, 37) und den Klammern (39, 40) je ein Isolierprofil (36a, 36b) eingesetzt ist.
  7. Installationsschaltgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem PTC-Widerstand (36) ein Begrenzungswiderstand (43) in Form eines Widerstandsdrahtes geschaltet ist.
  8. Installationsschaltgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der PTC-Widerstand (36) zwischen einer Anschlußklemme (12) und dem thermischen Auslöser (20) angeschlossen ist.
  9. Installationsschaltgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der PTC-Widerstand (36) an der Klemme (12) mittels einer daran befestigten Anschlußfahne (29) angeschlossen ist.
  10. Installationsschaltgerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der PTC-Widerstand (36) am thermischen Auslöser (20) mittels einer Litze (24) angeschlossen ist.
  11. Installationsschaltgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsdraht (43) mit einem Ende an der Anschlußfahne (29) und mit dem anderen Ende an der Litze (24) angeschlossen ist.
EP97105731A 1996-04-12 1997-04-07 Elektrisches Installationsschaltgerät Expired - Lifetime EP0801410B1 (de)

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EP0801410A3 EP0801410A3 (de) 1998-08-26
EP0801410B1 EP0801410B1 (de) 2003-01-22

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