FR2544069A1 - PROJECTILE CONTAINING AN ELECTRICALLY ACTIVABLE CHARGE AND WEAPON SYSTEM IMPLEMENTING SUCH A PROJECTILE - Google Patents
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Abstract
LE PROJECTILE, TEL UN OBUS OU UNE ROQUETTE, CONTIENT UNE CHARGE ELECTRIQUEMENT ACTIVABLE; IL PORTE UN CONVERTISSEUR PHOTOELECTRIQUE10, RELIE A UN CONDENSATEUR16 DE STOCKAGE D'ENERGIE ELECTRIQUE. LE CONVERTISSEUR 10 EST PLACE DE FACON A ETRE SOUMIS A UN FLUX LUMINEUX INTENSE EN REPONSE A L'ALLUMAGE DE LA CHARGE PROPULSIVE DU PROJECTILE. CE FLUX EST PAR EXEMPLE CELUI D'UNE LAMPE ECLAIR12 PORTEE PAR LE PROJECTILE.THE PROJECTILE, SUCH AS A SHELL OR ROCKET, CONTAINS AN ELECTRICALLY ACTIVABLE CHARGE; IT CARRIES A PHOTOELECTRIC CONVERTER10, CONNECTED TO A CAPACITOR16 FOR ELECTRIC ENERGY STORAGE. THE CONVERTER 10 IS PLACED IN A MANNER TO BE SUBJECT TO AN INTENSE LUMINOUS FLOW IN RESPONSE TO THE IGNITION OF THE PROPULSIVE CHARGE OF THE PROJECTILE. THIS FLOW IS FOR EXAMPLE THAT OF AN ECLAIR12 LAMP CARRIED BY THE PROJECTILE.
Description
Projectile contenant une charge activable électriquement et système d'armeProjectile containing an electrically activatable charge and weapon system
mettant en oeuvre un tel projectile L'invention concerne les projectiles contenant une charge activable par voie électrique au cours de leur vol, ce qui impose une source embarquée et, notamment, ceux dont les caractéristiques excluent ou rendent peu souhaitable la The invention relates to projectiles containing an electrically activatable charge during their flight, which requires an on-board source and, in particular, those whose characteristics exclude or make undesirable the
génération d'électricité à partir de l'énergie cinétique. generation of electricity from kinetic energy.
A titre d'exemple, on peut citer les munitions d'artillerie As an example, we can cite artillery ammunition
et la plupart des engins autopropulsés de faible calibre. and most small self-propelled devices.
On a déjà proposé de fournir l'énergie électrique nécessaire à l'aide d'une pile Mais la durée de stockage possible est alors considérablement réduite et, dans la plupart des cas, insuffisante Une solution beaucoup plus It has already been proposed to supply the necessary electrical energy using a battery. However, the possible storage time is then considerably reduced and, in most cases, insufficient. A much more solution
avantageuse (demande de brevet-FR 80 01420) consiste à trans- advantageous (patent application-FR 80 01420) consists in trans-
fêrer l'énergie requise et à programmer le projectile, immê- show the required energy and program the projectile,
diatement avant le tir, à partir d'organes émetteurs de diat before firing, from transmitting organs of
lumière portés par l'arme Cette solution a toutefois l'in- light carried by the weapon This solution however has the
convénient d'ajouter une étape avant le tir et de compliquer agrees to add a step before shooting and to complicate
notablement l'arme.notably the weapon.
L'invention vise à fournir un projectile contenant une charge activable électriquement répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, The invention aims to provide a projectile containing an electrically activatable charge which responds better than those previously known to the requirements of practice,
notamment en ce qu'il ne contient pas de source êlectro- especially in that it does not contain an electro-
chimique, n'implique pas une étape supplémentaire entre introduction du projectile à l'emplacement de tir et mise à feu de la charge propulsive, et ne complique pas de façon chemical, does not involve an additional step between introduction of the projectile at the firing site and firing of the propellant charge, and does not complicate in a way
notable l'arme.notable the weapon.
Dans ce but, l'invention propose notamment un pro- To this end, the invention notably proposes a pro-
jectile contenant une charge électriquement activable, comportant un convertisseur photoélectrique embarqué, relié jectile containing an electrically activatable charge, comprising an onboard photoelectric converter, connected
à un accumulateur de stockage d'énergie électrique, carac- to an electric energy storage accumulator, charac-
térisé en ce que le convertisseur est placé de façon à être soumis à un flux lumineux intense en réponse à l'allumage de in that the converter is placed so as to be subjected to an intense luminous flux in response to the ignition of
la charge propulsive du projectile.the propellant charge of the projectile.
Dans le cas le plus fréquent, les moyens pour appli- In the most frequent case, the means to apply
quer le flux lumineux intense au convertisseur seront cons- that the intense light flux at the converter will be cons-
titu@s par une lampe éclair consommable, portée par le projectile, munie de moyens de déclenchement en réponse au 2 - départ du coup Une première possibilité consiste à déclencher la lampe éclair par les moyens qui assurent titu @ s by a consumable flash lamp, carried by the projectile, provided with trigger means in response to 2 - start of the shot A first possibility consists in triggering the flash lamp by the means which ensure
également l'allumage de la charge propulsive Cette solu- also the ignition of the propellant charge This solution
tion a l'inconvénient de charger le condensateur susceptible d'activer la charge militaire même en cas de défaut d'allu- mage de la charge propulsive Une autre possibilité, plus avantageuse, consiste à ne déclencher la lampe éclair qu'en réponse au départ effectif du coup Ce résultat peut être atteint en utilisant des moyens sensibles à la pression tion has the drawback of charging the capacitor capable of activating the military charge even in the event of failure to ignite the propellant charge Another, more advantageous possibility consists in triggering the flash lamp only in response to departure effective blow This result can be achieved using pressure sensitive means
provoquée par la mise à feu effective de la charge propul- caused by the effective firing of the propellant charge
sive, notamment dans un canon, par le déplacement de la sive, especially in a cannon, by the displacement of the
munition dans le tube de l'arme, par l'accélération liné- ammunition in the barrel of the weapon, by linear acceleration
aire ou centrifuge à laquelle est soumis le projectile. area or centrifuge to which the projectile is subjected.
Cette sécurité accrue permettra souvent de supprimer la chaîne d'alignement pyrotechnique classique, qui constitue This increased security will often eliminate the traditional pyrotechnic alignment chain, which constitutes
un mécanisme délicat et coûteux.a delicate and expensive mechanism.
Dans un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, le flux lumineux intense sera provoqué par la lueur même de combustion de la charge propulsive Cette solution est particulièrement intéressante dans le cas des projectiles In another embodiment of the invention, the intense luminous flux will be caused by the very glow of combustion of the propellant charge. This solution is particularly advantageous in the case of projectiles.
comportant une charge de propulsion principale ou addi- comprising a main or additional propellant charge
tionnelle entraînée par le projectile hors du tube de lancement. L'invention propose également un système d'arme comportant un projectile du genre ci-dessus défini et une tional driven by the projectile out of the launch tube. The invention also provides a weapon system comprising a projectile of the kind defined above and a
arme dont le tube est équipé de façon à provoquer l'appli- weapon with which the tube is equipped in such a way as to provoke the application
cation du flux lumineux intense au convertisseur photo- cation of the intense light flux at the photo-
électrique en réponse à l'allumage de la charge de propul- electric in response to ignition of the propellant charge
sion du projectile.projectile.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la The invention will be better understood on reading the
description qui suit de modes particuliers de réalisation, description which follows of particular embodiments,
donnés à titre d'exemples non limitatifs La description se given as nonlimiting examples The description is
réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels: la Figure 1 est un schéma de principe d'un circuit refers to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a block diagram of a circuit
électrique porté par un projectile, comportant un condensa- electric carried by a projectile, comprising a condensate
teur de stockage d'énergie et un convertisseur photoélec- energy storage and photoelectric converter
trique recevant son énergie d'une lampe éclair; la Figure 2 est un schéma de principe, en coupe -3- montrant une disposition possible de la lampe éclair de la Figure 1 et de ses moyens de déclenchement; la Figure 3 est une vue schématique en perspective, montrant une disposition constituant une variante de celle de la Figure 2; les Figures 4 et 5 montrent, suivant deux directions perpendiculaires, une autre disposition possible encore de la lampe éclair et de-ses moyens de déclenchement, la Figure 6 est un sc-héma de principe montrant une disposition possible du convertisseur photoélectrique lui cudgel receiving its energy from a flash lamp; Figure 2 is a block diagram, in section -3- showing a possible arrangement of the flashlight of Figure 1 and its triggering means; Figure 3 is a schematic perspective view showing an arrangement constituting a variant of that of Figure 2; Figures 4 and 5 show, in two perpendicular directions, another possible arrangement of the flash lamp and its triggering means, Figure 6 is a schematic diagram showing a possible arrangement of the photoelectric converter itself.
permettant d'être exposé à la lueur de la charge de propul- allowing exposure to the glow of the propellant charge
sion, dans une roquette la Figure 7 est une vue en coupe suivant laligne sion, in a rocket Figure 7 is a sectional view along the line
VII-VII de la Figure 6.VII-VII of Figure 6.
Dans le mode de réalisation de l'invention montré en Figure 1, le flux lumineux appliqué à un convertisseur In the embodiment of the invention shown in Figure 1, the light flux applied to a converter
photoélectrique 10 est fourni par une lampe éclair à com- photoelectric 10 is provided by a flash lamp with
bustion 12 La lampe 12 peut être constituée par une ampoule transparente contenant du magnésium en filaments, munie d'un, queusot 14 Une telle constitution est couramment utilisée sur les appareils de photographie L'éclair est déclenché par frappe sur le queusot 14 pour provoquer l'entrée d'air dans l'ampoule 12 Le magnésium d'une telle ampoule a une bustion 12 The lamp 12 can be constituted by a transparent bulb containing magnesium in filaments, provided with a, socket 14 Such a constitution is commonly used on cameras The lightning is triggered by striking on the socket 14 to cause l air entering the bulb 12 The magnesium of such a bulb has a
durée de combustion extrêmement faible, 10 ms environ. extremely short burn time, approx. 10 ms.
Le couplage optique entre le convertisseur photo- The optical coupling between the photo-
électrique 10 et l'ampoule doit être aussi élevé que pos- electric 10 and the bulb should be as high as pos-
sible, de façon à avoir un rendement de conversion aussi élevé que possible Une solution simple consiste à constituer le convertisseur 10 de plusieurs cellules photovoltaïques sible, so as to have a conversion efficiency as high as possible A simple solution consists in constituting the converter 10 of several photovoltaic cells
accollées et entourant la lampe 12 Un avantage supplémen- attached and surrounding the lamp 12 An additional advantage
taire de cette disposition est que l'on peut augmenter la force électromotrice fournie par le convertisseur en mettant en série les cellules On pourra fréquemment The reason for this arrangement is that the electromotive force supplied by the converter can be increased by putting the cells in series.
utiliser six cellules photovoltaiques de hauteur correspon- use six photovoltaic cells of corresponding height
dant à celle de la lampe 12, placées en série Une autre solution consiste à argenter l'une des faces de la lampe pour renvoyer le flux lumineux vers le convertisseur placé de l'autre côté L'énergie lumineuse ainsi transférée 4 - en une durée d'environ 10 ms, dans la plage de longueurs d'onde inférieures à 1000 t pour laquelle le convertisseur est sensible, permet d'obtenir sans difficulté l'énergie Dant to that of the lamp 12, placed in series Another solution consists in silvering one of the faces of the lamp to return the luminous flux towards the converter placed on the other side The luminous energy thus transferred 4 - in a duration about 10 ms, in the wavelength range less than 1000 t for which the converter is sensitive, allows energy to be obtained without difficulty
électrique, de plusieurs dizaines de m J, requise pour effec- electric, several tens of m J, required to perform
tuer la mise à feu de la charge et pour alimenter des modules électroniques de faible puissance, assurant par exemple une kill the ignition of the load and to power low power electronic modules, ensuring for example a
fonction de chronométrie.stopwatch function.
Le convertisseur photoélectrique 10 alimente un The photoelectric converter 10 supplies a
condensateur de stockage 16 à travers une diode anti- storage capacitor 16 through an anti-diode
retour 18 On utilisera en général un condensateur sec au tantale, qui tolère une plage de températures allant back 18 We will generally use a dry tantalum capacitor, which tolerates a temperature range from
de -551 C à 1550 C environ La capacité de ce condensateur. from -551 C to about 1550 C The capacity of this capacitor.
sera choisie en fonction de la tension d'alimentation et de l'énergie à stocker Un condensateur de 1000 OF, associé à un convertisseur fournissant une tension de 5 à 6 V, sera en général satisfaisant Il peut être réalisé sous forme d'un will be chosen according to the supply voltage and the energy to be stored. A 1000 OF capacitor, associated with a converter providing a voltage of 5 to 6 V, will generally be satisfactory. It can be produced in the form of a
cylindre de 20 mm de haut et de 7 mm de diamètre, suscep- cylinder 20 mm high and 7 mm in diameter, suscep-
tible d'être monté sur une plaquette d'interconnexion en -même temps que la lampe éclair et le convertisseur Un tel tible to be mounted on an interconnection plate at the same time as the flash lamp and the converter
ensemble, éventuellement enrobé dans une résine pour augmen- together, possibly coated in a resin to increase
ter la résistance aux accélérations, constitue un bloc auto- ter resistance to acceleration, constitutes a self-
nome insérable dans la munition.name insertable into ammunition.
Le circuit montré à-titre d'exemple en Figure 1 com- The circuit shown as an example in Figure 1 com-
porte des moyens permettant une remise à zéro automatique de circuits électroniques équipant le projectile Ces moyens comprennent une Dorte ETNON 20 à deux entrées L'une des entrées est reliée à l'électrode du condensateur de door means enabling automatic reset of electronic circuits fitted to the projectile These means comprise a Dorte ETNON 20 with two inputs One of the inputs is connected to the electrode of the capacitor
stockage 16 portée à la tension +V d'alimentation électrique. storage 16 brought to the voltage + V of power supply.
L'autre entrée est reliée au point milieu d'un pont reliant les deux électrodes du condensateur 16 L'une des branches de ce pont comporte un condensateur 22 de faible capacité The other input is connected to the midpoint of a bridge connecting the two electrodes of the capacitor 16 One of the branches of this bridge comprises a capacitor 22 of low capacity
( 0,22 IF par exemple) et l'autre branche comporte, en paral- (0.22 IF for example) and the other branch includes, in parallel
lèle, une résistance 24 de charge lente du condensateur 22 ( 1 M Ohm par exemple) et une diode 26 polarisée en inverse lors de la charge La porte ET-NON 22 reçoit des polarités différentes sur ses deux entrées au début de la charge du condensateur 22 des polarités égales avant le début de la lèle, a slow charge resistor 24 of the capacitor 22 (1 M Ohm for example) and a diode 26 reverse biased during the charging The AND-NO gate 22 receives different polarities on its two inputs at the start of the charging of the capacitor 22 equal polarities before the start of the
charge et une fois celle-ci achevée. charge and once it is completed.
- On ne décrira pas ici les circuits électroniques - We will not describe here the electronic circuits
dont est susceptible d'être équipé le projectile Ces cir- with which the Ces cir-
cuits peuvent avoir une constitution du même genre que ceux cooked can have a constitution of the same kind as those
décrits dans la demande de brevet FR 80 01420 déjà mention- described in patent application FR 80 01420 already mentioned-
née et assurer notamment les fonctions suivantes: sécurité d'armement et retard de neutralisation, born and ensure in particular the following functions: arming security and neutralization delay,
réglables en usine, habituellement par choix entre des va- factory adjustable, usually by choice of values
leurs variant en progression géométrique de raison 2; retard à la mise à feu après impact, généralement réglable en usine ou par programmation avant le tir à une valeur modifiable par pas typiquement de 100 ms; their variant in geometric progression of reason 2; delay in firing after impact, generally adjustable at the factory or by programming before firing at a value which can be modified in typically 100 ms steps;
durée avant auto-destruction généralement program- duration before self-destruction generally programmed
mable en usine par choix de valeurs croissant en progression Mable in the factory by choice of values increasing in progression
géométrique de raison 2.geometric of reason 2.
Le choix parmi des valeurs en progression géométrique The choice among values in geometric progression
est particulièrement simple en système binaire La program- is particularly simple in binary system The program-
mation avant le tir peut s'effectuer par un processus quel- before firing can be done by any process
conque connu, y compris par les moyens de transfert optique known conch shell, including by optical transfer means
décrits dans la demande de brevet français déjà mentionnée. described in the French patent application already mentioned.
Il sera souvent possible de simplifier le système par It will often be possible to simplify the system by
suppression de la chalne pyrotechnique d'alignement classi- elimination of the standard alignment pyrotechnic chain
quement prévue sur les projectiles du fait que l'énergie nécessaire à l'activation de la charge n'est reçue par le due to the fact that the energy required to activate the charge is not received by the
projectile que s'il y a effectivement tir de ce dernier. projectile only if the latter is actually fired.
Mais dans ce cas, il est souhaitable de munir le circuit montré en Figure 1 d'un composant supplémentaire 28 qui ne met en liaison le condensateur 16 avec liélectronique de But in this case, it is desirable to provide the circuit shown in Figure 1 with an additional component 28 which does not connect the capacitor 16 with the electronics of
chronométrie et d'activation que dans la mesure o l'impul- timing and activation only to the extent that the impulse
sion lumineuse reçue a une durée et/ou une intensité minimale, afin d'éviter un chargement intempestif dû à des sources light radiation received has a minimum duration and / or intensity, in order to avoid inadvertent loading due to sources
lumineuses extérieures intenses.bright exterior lights.
Cette solution implique au surplus que le déclen- This solution also implies that the decline
chement de la lampe 12 n'intervienne que lorsque le tir a eu lieu avec succès Cette condition n'est pas remplie si on déclenche la lampe éclair 12 par la commande de tir, et non pas en réponse aux conditions qui règnent lorsque le tir est -6- effectif. La Figure 2 montre une disposition qui assure la sécurité requise Dans ce mode de réalisation, l'ampoule de la lampe 12 est brisée par frappe d'un percuteur 30 sur le queusot 14 lorsque le projectile sort de son tube de lancement 32 Le percuteur 30 est constitué par un levier lamp 12 does not intervene until the shooting has taken place successfully This condition is not fulfilled if the flash lamp 12 is triggered by the shooting command, and not in response to the conditions which prevail when the shooting is -6- effective. Figure 2 shows an arrangement which provides the required security. In this embodiment, the bulb of the lamp 12 is broken by striking a striker 30 on the socket 14 when the projectile leaves its launching tube 32 The striker 30 consists of a lever
qu'un ressort 34 tend à projeter vers le queusot qui est re- that a spring 34 tends to project towards the rod which is re-
tenu par une goupille 36 avant chargement, par le tube 32 lorsque la munition est engagée La goupille 36 peut être held by a pin 36 before loading, by the tube 32 when the ammunition is engaged The pin 36 can be
extractible ou éjectable.extractable or ejectable.
Dans la variante de réalisation montrée en Figures 4 et 5, c'est la pression des gaz de propulsion agissant sur un piston 38 qui libère le percuteur 30, constitué par un ressort à pincettes Dans l'état initial, le ressort à In the alternative embodiment shown in FIGS. 4 and 5, it is the pressure of the propellant gases acting on a piston 38 which releases the striker 30, constituted by a pincer spring. In the initial state, the spring at
pincettes 30 prend appui dans une gorge de sécurité du pis- tweezers 30 is supported in a safety groove of the piss
ton 38 et retient ce dernier Lorsque la pression des gaz de propulsion s'établit sur la face arrière 42 du projectile et du piston 38, ce dernier est repoussé vers l'avant dans un logement prévu à cet effet Un évent 44 permet au gaz m emprisonné par le piston de s'échapper Dès que le ressort à pincettes 30 se trouve face à une partie rétrécie 46 du piston, il est libéré et vient frapper le queusot métallique tone 38 and retains the latter When the propellant gas pressure builds up on the rear face 42 of the projectile and of the piston 38, the latter is pushed forward in a housing provided for this purpose A vent 44 allows the gas m trapped by the piston to escape As soon as the pincers spring 30 faces a narrowed part 46 of the piston, it is released and strikes the metal rod
14 de la lampe éclair 12.14 of the flash lamp 12.
Une solution plus simple consiste à immobiliser le piston 38 dans son alésage par une goupille cisaillable et à placer la lampe éclair 12 de façon que son queusot reçoive le choc du piston 38 lorsque ce dernier est projeté après A simpler solution consists in immobilizing the piston 38 in its bore by a shearable pin and in placing the flash lamp 12 so that its socket receives the shock of the piston 38 when the latter is projected after
cisaillement de la goupille.pin shear.
La variante de réalisation montrée en Figure 3, ou les éléments correspondant à ceux déjà décrits sont désignés par le même numéro de référence, comporte un volet de chaîne d'alignement pyrotechnique qui, en même temps que ses autres The variant embodiment shown in Figure 3, or the elements corresponding to those already described are designated by the same reference number, includes a flap of pyrotechnic alignment chain which, together with its other
fonctions, provoque le chargement du-condensateur de stockage. functions, causes the storage capacitor to charge.
Ce volet peut par exemple être actionné par la force centri- This flap can, for example, be actuated by the central force.
fuge, dans le cas des projectiles stabilisés par rotation. fuge, in the case of projectiles stabilized by rotation.
Le volet 46 comporte une fente 48 que la force centrifuge The flap 46 has a slot 48 that the centrifugal force
amène face au percuteur 30 pour libérer ce dernier. brings in front of the striker 30 to release the latter.
D'autres solutions encore sont possibles, par exemple utilisant un percuteur classique pour mettre la lampe éclair -7- à l'atmosphère Cette solution est notamment utilisable sur les obus o l'accélération au départ dépasse 10 000 g Une autre solution encore consiste à placer le queusot sur un Still other solutions are possible, for example using a conventional striker to put the flash lamp -7- in the atmosphere. This solution can be used in particular on shells where the starting acceleration exceeds 10,000 g. Yet another solution consists in place the rod on a
canal d'évacuation des gaz de combustion à très haute tempé- very high temperature flue gas evacuation channel
rature (dépassant 1000 'C) Lors'du tir, le jet violent de erasing (exceeding 1000 ° C) When shooting, the violent jet of
gaz à très haute température brise l'ampoule. gas at very high temperature breaks the bulb.
Tous les modes de réalisation décrits jusqu'ici All the embodiments described so far
utilisent une lampe éclair comme source de lueur Celui illus- use a flashlight as a source of light That illus-
tré en Figures 6 et 7, au contraire, utilise la lueur de la charge propulsive Pour cela, le fond du projectile 50 est tapissé de cellules photovoltafques 10, dont la durée de vie peut être augmentée en les protégeant par dépôt d'une couche de résine, vitrification, voire même recouvrement pa'r une feuille de verre Dans le cas o le projectile est constitué par une roquette ou un obus à charge propulsive additionnelle, les cellules photovoltafques 10 peuvent notamment être placées de façon à correspondre aux évidements dans la masse de poudre propulsive 52 (Figure 7) Il y a naturellement destruction rapide des cellules photovoltaïques, mais la durée de vie pourra toujours, éventuellement avec une protection appropriée, atteindre les 5 à 10 ms nécessaires à la charge complète du very in Figures 6 and 7, on the contrary, uses the glow of the propellant charge. For this, the bottom of the projectile 50 is lined with photovoltaic cells 10, the life of which can be increased by protecting them by depositing a layer of resin, vitrification, or even covering by a sheet of glass In the case where the projectile is constituted by a rocket or a shell with additional propellant charge, the photovoltaic cells 10 can in particular be placed so as to correspond to the recesses in the mass of propellant powder 52 (Figure 7) Naturally rapid destruction of photovoltaic cells, but the lifetime may always, possibly with appropriate protection, reach the 5 to 10 ms required to fully charge the
condensateur de stockage.storage capacitor.
Naturellement, il est possible de disposer le conver- Naturally, it is possible to arrange the conver-
tisseur à d'autres emplacements.weaver at other locations.
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- 1984-04-05 EP EP19840400675 patent/EP0123593B1/en not_active Expired
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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EP0123593A1 (en) | 1984-10-31 |
EP0123593B1 (en) | 1987-01-07 |
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