EP0847570A1 - Betriebszustandsanzeige - Google Patents

Betriebszustandsanzeige

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EP0847570A1
EP0847570A1 EP96922734A EP96922734A EP0847570A1 EP 0847570 A1 EP0847570 A1 EP 0847570A1 EP 96922734 A EP96922734 A EP 96922734A EP 96922734 A EP96922734 A EP 96922734A EP 0847570 A1 EP0847570 A1 EP 0847570A1
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EP
European Patent Office
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motor
partial cylinder
cylinder
housing
relay
Prior art date
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EP96922734A
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English (en)
French (fr)
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EP0847570B1 (de
Inventor
Hubert Behr
Günter RÖSNER
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Wincor Nixdorf International GmbH
Original Assignee
Wincor Nixdorf International GmbH
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Publication date
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Publication of EP0847570B1 publication Critical patent/EP0847570B1/de
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    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F11/00—Indicating arrangements for variable information in which the complete information is permanently attached to a movable support which brings it to the display position
    • G09F11/02—Indicating arrangements for variable information in which the complete information is permanently attached to a movable support which brings it to the display position the display elements being secured to rotating members, e.g. drums, spindles
    • G09F11/10—Electrical control therefor
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G09F9/37—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being movable elements
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F11/00—Indicating arrangements for variable information in which the complete information is permanently attached to a movable support which brings it to the display position
    • G09F11/02—Indicating arrangements for variable information in which the complete information is permanently attached to a movable support which brings it to the display position the display elements being secured to rotating members, e.g. drums, spindles

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for displaying an operating state of a device.
  • the object of the invention is to provide a display which is simple to produce, can be implemented over a large area, consumes little power in the activated state and automatically switches to the inactive state in the event of a power failure. Presentation of the invention
  • the invention consists of an arrangement for the optical display of two states, in which a small direct current collector motor is inserted in a roller, is non-positively connected to it and its axis is connected to the housing which comprises the roller , wherein the roller is rotated by energizing the small motor and another segment on the roller is thus visible through a viewing window.
  • the small motor is fed from a current source of high internal resistance and rotated against a spring force.
  • the spring force returns the roller to the idle state.
  • a second embodiment only requires a current flow through the motor for the adjustment.
  • permanent magnets are used, which serve as stops for the rotation of the roller and hold the roller in the respective position by means of an iron plate striking against it.
  • the energy for resetting is stored in a capacitor and supplied to the motor when the control voltage is switched off.
  • Fig. 1 shows a cross section through the display
  • Fig. 4 shows a circuit for the control with dynamically low internal resistance.
  • FIG. 1 shows a cross section through a display device according to the invention.
  • 2 shows the corresponding longitudinal section.
  • a half cylinder 11 which is rotatably mounted in the cylindrical cavity.
  • two different fields 17 and 18 which can be brought under the window 14 by rotating the half cylinder 11.
  • Two stops 15 and 16 limit the rotation of the half cylinder 11, so that one of the fields 17, 18 is visible from the outside through the window 14.
  • a spring 19 rotates the half cylinder in the direction of the stop 15, so that the field 17 is visible through the window 14 in the idle state.
  • the two fields 17, 18 differ in their color or in lettering such as "ready" or "out of order".
  • the half cylinder 11 has a concentric cylindrical cavity inside, which is closed at both ends by semicircular segments which have bores 25 along the axis of the half cylinder.
  • a small motor 12 with a cylindrical outer housing is attached to one end of the half cylinder 11.
  • the inside diameter of the half cylinder is only slightly larger than the outside diameter of the motor 12, so that it is non-positively connected to the half cylinder 11, for example by an adhesive 21.
  • the axis 13 of the motor 12 protrudes through the axial bore 25 of the half cylinder 11 into a bore of the housing 10.
  • a fixation 23 fastens the axis 13 of the motor 12 to the housing 10.
  • the axis 13 of the motor 12 is non-positively connected to the housing , but rotatable in the bore 25 of the half cylinder 11.
  • a torque between the housing 10 and half cylinder 11 causes.
  • the half-cylinder 11 is rotated against the moment of the spring 19 up to the stop 16, so that the second field 18 is visible in the window 14.
  • the torque is also eliminated, so that the half-cylinder rotates back into the rest position due to the torque of the spring 19.
  • the motor is connected by flexible connecting strands 22 since its rotary movement is less than 360 °.
  • a series resistor 36 with a capacitor 35 connected in parallel is used, so that there is a statically high, but a dynamically low internal resistance of the current source.
  • a motor with a much larger nominal voltage than the applied operating voltage can be used, so that the current flowing at a standstill is less than the nominal current of the motor when moving.
  • a motor with 24V nominal voltage and 5V operating voltage can be used.
  • a second bearing point 24 is provided on the end of the half cylinder opposite the motor 12.
  • a second motor of the same type as on the opposite side can also be used as a bearing and optionally supplied with current.
  • the two stops 15 and 16 are designed as permanent magnets.
  • the half-cylinder has soft iron plates at the points that abut the stops 15 and 16, which are not shown in the figures. These are attracted to the respective permanent magnet stop when they are close to it. This means that the idle and display positions are retained even when the motor is not powered.
  • a spring 19 can continue be in place to support the deferral; however, it must be dimensioned such that the force exerted by it is certainly less than the holding force of the soft iron plate at the stop 16 minus the forces caused by vibrations.
  • a series connection of a capacitor with the small motor is used to control this arrangement.
  • the on / off switch edge is differentiated by the capacitor and leads to a current pulse through the motor, which thereby rotates the half-cylinder 11 in the other direction against the stop 15 or 16, the respective position being determined by the permanent magnetic Stops 15 and 16 is fixed.
  • the small motor 12 is connected in series with a capacitor 35 at the common pole of a changeover switch 33 and at a reference potential which is connected to the rest pole of the changeover switch 33.
  • the working pole of the changeover switch 33 is connected via a diode 34 to the input voltage, which is simultaneously connected to a relay 32 which operates the changeover contact 33. If this arrangement is connected to a suitable voltage, the relay picks up after the tightening voltage has been reached. The changeover contact thus switches the motor 12 to this voltage via the capacitor 35.
  • the charging current of the capacitor 35 flows through the motor and causes the half-cylinder 11 to rotate as far as the stop 16. After the capacitor has been charged, no more current flows through the motor, but only the current through the relay. Its current consumption can be further reduced in a known manner by a capacitively bridged series resistor.
  • the capacitor 35 prevents the capacitor 35 from being discharged and thus improves the switch-off behavior. It prevents the capacitor from discharging through the relay and only the energy remaining in the capacitor when the relay drops out is available for the reset process. It can be omitted if the relay is dimensioned and the capacitor is chosen large enough that the energy stored in it at the drop voltage of the relay is sufficient to separate the roller 11 from the stop 16 and to turn it to stop 15.
  • a resistor 37 which is shown in broken lines in FIG. 3, can be connected in parallel with the capacitor. A quiescent current is thus set, which produces a moment opposite to the moment of the spring.
  • the relay must be selected so that, as described above, the diode 34 can be omitted, since the capacitor discharges through the resistance when the operating voltage drops.

Description

Betriebszustandsanzeige
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Anzeige eines Betriebszustands eines Geräts.
Stand der Technik
Zur Anzeige, daß beispielsweise ein Kundenautomat betriebs¬ bereit ist, sind eine Vielzahl von elektrisch bedienbaren Anzeigen bekannt, insbesondere solche mit Glühlampen oder lichtemittierende Dioden. Diese haben den Vorteil, daß bei einem Ausfall des Geräts auch die Anzeige erlischt. Jedoch ist eine solche Anzeige bei Sonnenlicht nicht erkennbar und bei einfacher Ausführung auf eine farbige Fläche begrenzt.
Bekannt sind auch Anzeigen, bei denen mechanisch durch einen Hubmagneten oder Motor ein Gegenstand unter einem Fenster verschoben wird, so daß ein Bereich anderer Farbe oder anderer Schrift sichtbar wird. Hierzu ist eine, meist auf¬ wendige, Mechanik erforderlich. Außerdem wird beim Betrieb mit Hubmagneten während der Anzeige nicht unerhebliche Leistung verbraucht, insbesondere wenn die Anzeige groß- flächig erfolgen soll. Wird andererseits ein Motor ver¬ wendet, so sind ein Getriebe und Endschalter notwendig, und beim Ausfall der Spannungsversorgung muß mit aufwendiger Technik eine Zwangsrückstellung eingeleitet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfach herzustellende Anzeige anzugeben, die großflächig ausgeführt werden kann, wenig Strom im aktivierten Zustand verbraucht und bei Strom¬ ausfall selbsttätig in den inaktiven Zustand umschaltet. Darstellung der Erfindung
Die Erfindung besteht aus einer Anordnung zur optischen Anzeige von zwei Zuständen, bei der ein Gleichstrom-Kollek¬ tor-Kleinmotor in einer Walze steckt, mit dieser kraft- schlüssig verbunden ist und seine Achse mit dem Gehäuse ver¬ bunden ist, das die Walze umfaßt, wobei durch Bestromung des Kleinmotors die Walze gedreht wird und so durch ein Sicht¬ fenster ein anderes Segment auf der Walze sichtbar wird.
In einer ersten Ausführungsform wird der Kleinmotor aus einer Stromquelle hohen Innenwiderstands gespeist und gegen eine Federkraft gedreht . Bei Stromausfall stellt die Feder¬ kraft die Walze in den Ruhezustand zurück.
Eine zweite Ausführungsform benötigt nur für die Verstellung einen Stromfluß durch den Motor. Hierbei werden Permanent- magnete benutzt, die als Anschläge für die Drehung der Walze dienen und durch ein an sie anschlagendes Eisenplättchen die Walze in der jeweiligen Stellung festhalten. Die Energie zur Rückstellung wird in einem Kondensator gespeichert und beim Abschalten der Stellspannung aus diesem dem Motor zugeführt .
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Es zeigen
Fig. 1 ein Querschnitt durch die Anzeige und
Fig. 2 einen Längsschnitt,
Fig. 3 eine Schaltung für die Rückstellung in der zweiten Ausführungsform,
Fig. 4 eine Schaltung für die Ansteuerung mit dynamisch geringem Innenwiderstand. Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung. Fig. 2 zeigt den entsprechenden Längs¬ schnitt. Ein Gehäuse 10, das in Fig. 1 als Zylinder mit Fuß dargestellt ist, enthält einen zylinderformigen Hohlraum und ein Fenster 14. Die äußere Ausformung dieses Gehäuses kann ohne Einfluß auf die Funktion vielfach variieren.
In dem zylinderformigen Hohlraum befindet sich ein Halb¬ zylinder 11, der drehbar gelagert ist. Auf seiner Außen- fläche befinden sich zwei unterschiedliche Felder 17 und 18, die durch Drehung des Halbzylinders 11 unter das Fenster 14 gebracht werden können. Zwei Anschläge 15 und 16 begrenzen die Drehung des Halbzylinders 11, so daß jeweils eines der Felder 17, 18 von außen durch das Fenster 14 sichtbar wird. Eine Feder 19 dreht den Halbzylinder in Richtung zum Anschlag 15, so daß im Ruhezustand das Feld 17 durch daε Fenster 14 sichtbar ist. Die beiden Felder 17, 18 unter¬ scheiden sich durch ihre Farbe oder durch Schriftzüge wie "Bereit" oder "Außer Betrieb".
Der Halbzylinder 11 hat im Innern einen konzentrischen zylindrischen Hohlraum, der an beiden Enden durch Halbkreis¬ segmente abgeschlossen ist, die Bohrungen 25 längs der Achse des Halbzylinders aufweisen. An dem einen Ende des Halb¬ zylinders 11 ist ein Kleinmotor 12 mit zylindrischem Außen- gehause angebracht. Der Innendurchmesser des Halbzylinderε ist nur geringfügig größer als der Außendurchmesser des Motors 12, so daß dieser beispielsweise durch eine Klebung 21 kraftschlüssig mit dem Halbzylinder 11 verbunden ist. Die Achse 13 des Motors 12 ragt durch die axiale Bohrung 25 des Halbzylinders 11 in eine Bohrung des Gehäuses 10. Eine Fixierung 23 befestigt die Achse 13 des Motors 12 mit dem Gehäuse 10. Damit ist die Achse 13 des Motors 12 mit dem Gehäuse kraftschlüssig verbunden, jedoch in der Bohrung 25 des Halbzylinders 11 drehbar. Durch Bestromung des Motors 12 wird daher ein Drehmoment zwischen Gehäuse 10 und Halb- zylinder 11 bewirkt. Bei geeigneter Polarität wird der Halbzylinder 11 gegen das Moment der Feder 19 bis zum Anschlag 16 gedreht, so daß das zweite Feld 18 im Fenster 14 sichtbar wird. Durch Betrieb des Motors an einer Spannungs- quelle mit hohem Innenwiderstand, beispielsweise über einen Vorwiderstand, wird ein ausreichendes Moment für die Drehung bewirkt, aber der Strom durch den Motor begrenzt, so daß eine Dauerbestromung ohne unzulässige Erwärmung des Motors möglich ist. Bei Stromausfall entfällt auch das Drehmoment, so daß sich der Halbzylinder durch das Drehmoment der Feder 19 in die Ruhestellung zurückdreht. Der Motor wird durch flexible Anschlußlitzen 22 angeschlossen, da seine Dreh¬ bewegung weniger als 360° beträgt. In einer Variante dieser Anordnung nach Fig. 4 wird ein Vorwiderstand 36 mit paral- lelgeschaltetem Kondensator 35 benutzt, so daß ein statisch hoher, aber ein dynamisch geringer Innenwiderstand der Stromquelle entsteht. Alternativ kann auch ein Motor mit einer wesentlich größeren Nennspannung als die anliegenden Betriebsspannung verwendet werden, so daß der im Stillstand fließende Strom geringer ist als der Nennstrom des Motors bei Bewegung. Beispielsweise kann ein Motor mit 24V Nennspannung an 5V Betriebsspannung verwendet werden.
Auf dem dem Motor 12 entgegengesetzten Ende des Halb¬ zylinders ist ein zweiter Lagerpunkt 24 vorhanden. Alternativ kann auch ein zweiter Motor in gleicher Art wie auf der gegenüberliegenden Seite als Lager verwendet und wahlweise mit bestromt werden.
In einer anderen Ausführungsform sind die beiden Anschläge 15 und 16 als Permanentmagnete ausgebildet. Der Halbzylinder hat an den Stellen, die gegen die Anschläge 15 und 16 stoßen, Weicheisenplättchen, die in den Fig. nicht darge¬ stellt sind. Diese werden von dem jeweiligen Permanent¬ magnet-Anschlag angezogen, wenn sie demselben nahe sind. Damit bleiben die Ruhe- und Anzeigestellung auch ohne Bestromung des Motors erhalten. Eine Feder 19 kann weiterhin vorhanden sein, um die Rückstellung zu unterstützen; sie ist jedoch so zu dimensionieren, daß die von ihr ausgeübte Kraft sicher kleiner ist als die Haltekraft des Weicheisen- plättchens am Anschlag 16 abzüglich von durch Erschütterun- gen bewirkten Kräften.
Zur Ansteuerung dieser Anordnung wird eine Serienschaltung eines Kondensators mit dem Kleinmotor verwendet. Durch den Kondensator wird die Ein- bzw. Aussschaltflanke differen¬ ziert und führt zu einem Stromimpuls durch den Motor, der dadurch den Halbzylinder 11 in jeweils die andere Richtung an den Anschlag 15 bzw. 16 dreht, wobei die jeweilige Stel¬ lung durch die permanentmagnetischen Anschläge 15 und 16 fixiert wird.
Sofern keine ausreichend schnellen Ein- oder Ausschalt- flanken gesichert sind, stellt die Schaltung nach Fig.3 diese bereit. Der Kleinmotor 12 liegt in Reihe mit einem Kondensator 35 an dem gemeinsamen Pol eines Umschalters 33 und an einem Bezugspotential, das mit dem Ruhepol des Umschalters 33 verbunden ist. Der Arbeitspol des Umschalters 33 ist über eine Diode 34 mit der EingangsSpannung verbun¬ den, welche gleichzeitig an einem Relais 32 liegt, das den Umschaltkontakt 33 bedient. Wird diese Anordnung an eine geeignete Spannung gelegt, so zieht nach Erreichen der AnzugsSpannung das Relais an. Damit schaltet der Umschalt- kontakt den Motor 12 über den Kondensator 35 an diese Span¬ nung. Der Ladestrom des Kondensators 35 fließt durch den Motor und bewirkt eine Drehung des Halbzylinders 11 bis zum Anschlag 16. Nach dem Laden deε Kondensators fließt kein Strom mehr durch den Motor, sondern nur noch der Strom durch das Relais. Dessen Stromverbrauch kann in bekannter Art durch einen kapazitiv überbrückten Vorwiderstand weiter reduziert werden.
Wird die EingangsSpannung soweit reduziert, daß der Halte¬ strom des Relais 32 unterschritten ist, so fällt dieses ab und der Kondensator wird über den Ruhepol und den Motor ent- laden. Der dadurch bewirkte Stromstroß durch den Motor bewirkt eine Drehung in entgegengesetzter Richtung zum Anschlag 15. Die Energie hierzu ist im Kondensator 35 elek¬ trisch gespeichert. Die Diode 34 verhindert ein Entladen des Kondersators 35 und verbessert damit das Abschaltverhalten. Sie verhindert, daß der Kondensator sich über das Relais entlädt und nur die beim Abfallen des Relais im Kondensator verbleibende Energie für den Rückstellvorgang verfügbar ist. Sie kann entfallen, wenn das Relais so dimensioniert und der Kondensator groß genug gewählt wird, daß die in ihm gespeicherte Energie bei der AbfallSpannung des Relais ausreicht, die Walze 11 vom Anschlag 16 zu trennen und zum Anschlag 15 zu drehen.
Wird bei dieser Variante mit magnetischen Anschlägen auch die Feder 19 verwendet, um die Rückstellung zu beschleu¬ nigen, dann kann ein Widerstand 37, der in Fig. 3 gestrichelt dargestellt ist, parallel zum Kondensator geschaltet werden. Damit ist ein Ruhestrom eingestellt, der ein dem Moment der Feder entgegengesetztes Moment erbringt. Das Relais ist so auszuwählen, daß, wie zuvor beschrieben, die Diode 34 entfallen kann, da durch den Widerstand der Kondensator bei sinkender Betriebsspannung entladen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung zur Anzeige mit den Merkmalen:
In einem Gehäuse (10) mit einem transparenten Fen¬ ster (14) und einem zylindrischen Hohlraum ist ein Teilzylinder (11) drehbar angebracht, so daß die Hauptsymmetrieachse des Hohlraums und die deε Teilzylinders (11) gleich sind, die Außenseite des Teilzylinderε (11) weist zwei Bereiche (17, 18) von unterschiedlichen Mustern auf, die durch Drehung des Teilzylinders (11) unter daε
Fenεter (14) bringbar sind, eine Feder (19) übt ein Drehmoment auf den Teil¬ zylinder (11) in Richtung auf einen ersten Anschlag (15) aus, der die Drehbewegung derart begrenzt, daß der ein erster Bereich (17) sich unter dem Fenster
(14) befindet, die Innenseite des Teilzylinders (11) ist kraft¬ schlüssig mit der Außenseite eines Motorε (12) ver¬ bunden, - eine Achεe deε Motorε (12) iεt kraftεchlüssig mit dem Gehäuse (10) verbunden, der Motor (12) ist derart beεchaltet, daß eine Bestromung ein Drehmoment erzeugt, das größer als daε Drehmoment der Feder (19) und diesem entgegen- gesetzt ist und in Richtung auf einen zweiten Anεchlag (16) wirkt, der die Drehbewegung so begrenzt, daß ein zweiter Bereich (18) sich unter dem Fenster (14) befindet.
2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Motor ein Gleich- strom-Kollektor-Kleinmotor ist, der mit einer Spannung betrieben wird, die wesentlich unterhalb der Nennεpannung des Motorε liegt, so daß der Strom im Stillstand geringer als der Nennstrom ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Motor ein Gleich- strom-Kollektor-Kleinmotor ist, der auε einer Gleich- spannungsquelle mit wenigstens statisch hohem Innen¬ widerstand gespeist wird.
4. Anordnung zur Anzeige mit den Merkmalen:
In einem Gehäuse (10) mit einem transparenten Fenster (14) und einem zylindriεchen Hohlraum ist ein Teilzylinder (11) drehbar angebracht, so daß die
HauptSymmetrieachse des Hohlraums und die des
Teilzylinderε (11) gleich sind, die Außenseite des Teilzylinders (11) weist zwei Bereiche (17, 18) von unterschiedlichen Mustern auf, die durch Drehung des Teilzylinders (11) unter das
Fenster (14) bringbar sind, die Innenseite des Teilzylinders (11) ist kraft- schlüεsig mit der Außenseite eines Motors (12) ver- bunden, eine Achse des Motors (12) iεt kraftεchlüεεig mit dem Gehäuse (10) verbunden, eine Drehung des Teilzylinders (11) wird durch zwei
Anschläge (15, 16) aus permanentmagnetiεchem Material begrenzt, wobei der Teilzylinder an der
Berührungεstellen zu den Anschlägen (15, 16) mit ferromagnetischem Material auεgestattet ist.
5. Anordnung nach Anεpruch 4, wobei der Motor (12) ein Gleichstrom-Kollektor-Kleinmotor ist, der in Serie mit einem Kondensator (35) geschaltet ist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, wobei die Serienschaltung deε Kondensators (35) mit dem Motor (12) über einen von einem Relais (32) betätigten Umschaltkontakt (33) bei stromlosen Relais kurzgeschlossen und bei bestromten Relais (32) über den Umschalter (33) mit der an dem Relais (32) liegenden Spannung verbunden ist.
EP96922734A 1995-09-07 1996-06-28 Betriebszustandsanzeige Expired - Lifetime EP0847570B1 (de)

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DE19533099 1995-09-07
DE19533099A DE19533099A1 (de) 1995-09-07 1995-09-07 Betriebszustandsanzeige
PCT/DE1996/001155 WO1997009706A1 (de) 1995-09-07 1996-06-28 Betriebszustandsanzeige

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EP0847570A1 true EP0847570A1 (de) 1998-06-17
EP0847570B1 EP0847570B1 (de) 1999-09-15

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EP (1) EP0847570B1 (de)
KR (1) KR19990044437A (de)
AT (1) ATE184724T1 (de)
DE (2) DE19533099A1 (de)
ES (1) ES2138355T3 (de)
GR (1) GR3031856T3 (de)
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