JPH04269436A - X線管陽極 - Google Patents
X線管陽極Info
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- JPH04269436A JPH04269436A JP3326633A JP32663391A JPH04269436A JP H04269436 A JPH04269436 A JP H04269436A JP 3326633 A JP3326633 A JP 3326633A JP 32663391 A JP32663391 A JP 32663391A JP H04269436 A JPH04269436 A JP H04269436A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
- H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
- H01J35/08—Anodes; Anti cathodes
- H01J35/10—Rotary anodes; Arrangements for rotating anodes; Cooling rotary anodes
- H01J35/105—Cooling of rotating anodes, e.g. heat emitting layers or structures
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、炭素を含む高融点物質
からなる母体並びに高融点金属又はその合金からなる焦
点又は焦点路範囲を有し、また少なくとも焦点路以外の
表面部分に緊密な融解層で酸化物被覆層を有する高い熱
放射率のX線管陽極に関する。
からなる母体並びに高融点金属又はその合金からなる焦
点又は焦点路範囲を有し、また少なくとも焦点路以外の
表面部分に緊密な融解層で酸化物被覆層を有する高い熱
放射率のX線管陽極に関する。
【0002】
【従来の技術】X線管陽極においては供給された電気エ
ネルギーは、そのごく一部がX線エネルギーに変換され
るに過ぎない。大部分のエネルギーは不所望の熱に変え
られ、これが陽極を著しく熱負荷する。従ってこれまで
X線管陽極内に生じた熱エネルギーを主に表面熱放射率
を上昇させることによってできるだけ迅速に排出するこ
とが試みられてきた。X線管陽極の熱放射率を上昇させ
る公知方法の1つは一定量の二酸化チタンを保持する酸
化物被覆を施すことにより濃淡化効果を得ることである
。この酸化物被覆層を幾重にも積層した後更に熱処理に
より融解させるがこれにより熱放射率は一層改良されま
た基材への被覆層の付着力は一層改良されることになる
。
ネルギーは、そのごく一部がX線エネルギーに変換され
るに過ぎない。大部分のエネルギーは不所望の熱に変え
られ、これが陽極を著しく熱負荷する。従ってこれまで
X線管陽極内に生じた熱エネルギーを主に表面熱放射率
を上昇させることによってできるだけ迅速に排出するこ
とが試みられてきた。X線管陽極の熱放射率を上昇させ
る公知方法の1つは一定量の二酸化チタンを保持する酸
化物被覆を施すことにより濃淡化効果を得ることである
。この酸化物被覆層を幾重にも積層した後更に熱処理に
より融解させるがこれにより熱放射率は一層改良されま
た基材への被覆層の付着力は一層改良されることになる
。
【0003】欧州特許第0172491号明細書には、
酸化チタン40〜70%及び残りがZrO2 、HfO
、MgO、CeO2 、La2 O3 及びSrOの群
から選択される安定化された酸化物である混合物からな
る酸化物被覆を有する、TZMのようなモリブデン合金
からなるX線管陽極が記載されている。この公知の刊行
物には酸化物被覆の融解により熱放射係数が改善されま
た母体への酸化物層の付着力が一層改良されることが記
載されている。この種のX線管陽極の欠点は、回転陽極
の母体内に含まれる炭素が酸化物被覆層を著しく老化さ
せ、それが熱放射係数を早期に劣化させることである。
酸化チタン40〜70%及び残りがZrO2 、HfO
、MgO、CeO2 、La2 O3 及びSrOの群
から選択される安定化された酸化物である混合物からな
る酸化物被覆を有する、TZMのようなモリブデン合金
からなるX線管陽極が記載されている。この公知の刊行
物には酸化物被覆の融解により熱放射係数が改善されま
た母体への酸化物層の付着力が一層改良されることが記
載されている。この種のX線管陽極の欠点は、回転陽極
の母体内に含まれる炭素が酸化物被覆層を著しく老化さ
せ、それが熱放射係数を早期に劣化させることである。
【0004】オーストリア国特許第376064号明細
書には炭素を含むモリブデン合金、例えばTZMからな
る母体を有するX線管回転陽極が記載されているが、こ
れは焦点路以外に1種以上の酸化物からなるか又は1種
以上の金属と1種以上の酸化物との混合物からなる被覆
を設けることにより熱放射率を改善するものである。こ
の公知の刊行物によれば、この方法で回転陽極の急速な
老化、従って熱放射係数の早期における減少を阻止する
ために、母体と酸化物被覆との間にモリブデン及び/又
はタングステンからなる厚さ10〜200μmの中間層
を設けることが提案されている。この種の回転陽極の欠
点は、融解酸化物被覆層が実際には製造し得ないことで
ある。すなわちモリブデン及び/又はタングステン中間
層を施す方法によって酸化物被覆層は殆ど融解され得な
いか又は融解時に被覆すべき表面から流出してしまうこ
とが確認されている。
書には炭素を含むモリブデン合金、例えばTZMからな
る母体を有するX線管回転陽極が記載されているが、こ
れは焦点路以外に1種以上の酸化物からなるか又は1種
以上の金属と1種以上の酸化物との混合物からなる被覆
を設けることにより熱放射率を改善するものである。こ
の公知の刊行物によれば、この方法で回転陽極の急速な
老化、従って熱放射係数の早期における減少を阻止する
ために、母体と酸化物被覆との間にモリブデン及び/又
はタングステンからなる厚さ10〜200μmの中間層
を設けることが提案されている。この種の回転陽極の欠
点は、融解酸化物被覆層が実際には製造し得ないことで
ある。すなわちモリブデン及び/又はタングステン中間
層を施す方法によって酸化物被覆層は殆ど融解され得な
いか又は融解時に被覆すべき表面から流出してしまうこ
とが確認されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題は
、先行技術に比べて熱放射係数に関して著しく改良され
た耐老化性を有しまた酸化物被覆層を確実に均一相に融
解可能の、炭素を含む母体並びに熱放射係数を高める融
解された酸化物被覆層からなるX線管陽極を提供するこ
とにある。
、先行技術に比べて熱放射係数に関して著しく改良され
た耐老化性を有しまた酸化物被覆層を確実に均一相に融
解可能の、炭素を含む母体並びに熱放射係数を高める融
解された酸化物被覆層からなるX線管陽極を提供するこ
とにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれ
ば、母体と酸化物被覆層との間に母体から出発してモリ
ブデン及び/又はタングステン層とTiO2成分を1〜
30重量%伴うAl2 O3 層とを有する2層からな
る中間層が配置されていることによって解決される。
ば、母体と酸化物被覆層との間に母体から出発してモリ
ブデン及び/又はタングステン層とTiO2成分を1〜
30重量%伴うAl2 O3 層とを有する2層からな
る中間層が配置されていることによって解決される。
【0007】
【作用効果】本発明によるX線管陽極はこの特殊な中間
層によって母体に著しく良好に付着し、融解性の優れた
酸化物被覆層を有する。その熱放射係数は適切な酸化物
被覆層では80%以上であり、X線管陽極の長期間使用
に際して殆ど低下しない。
層によって母体に著しく良好に付着し、融解性の優れた
酸化物被覆層を有する。その熱放射係数は適切な酸化物
被覆層では80%以上であり、X線管陽極の長期間使用
に際して殆ど低下しない。
【0008】モリブデン及び/又はタングステンからな
る公知の中間層を全く特殊な組成の他の酸化物層によっ
て補充することにより、酸化物被覆層が問題なく融解可
能となりまた融解時に表面から流出することはないとい
う効果は、理論的観点からは説明が困難である。
る公知の中間層を全く特殊な組成の他の酸化物層によっ
て補充することにより、酸化物被覆層が問題なく融解可
能となりまた融解時に表面から流出することはないとい
う効果は、理論的観点からは説明が困難である。
【0009】中間層及び酸化物被覆層を析出させる方法
としては例えばプラズマ溶射法のような熱的被覆法を用
いることが有利である。しかしPVD及びCVD法、特
にプラズマCVD法及びスパッタリング法のような他の
析出法も同様に好適である。
としては例えばプラズマ溶射法のような熱的被覆法を用
いることが有利である。しかしPVD及びCVD法、特
にプラズマCVD法及びスパッタリング法のような他の
析出法も同様に好適である。
【0010】融解特性及び耐老化性に関する最良の結果
は、中間層の酸化物層がTiO2 成分を5〜20重量
%伴うAl2 O3 からなり、また中間層の全層厚が
10〜100μmである場合に得られる。
は、中間層の酸化物層がTiO2 成分を5〜20重量
%伴うAl2 O3 からなり、また中間層の全層厚が
10〜100μmである場合に得られる。
【0011】融解酸化物被覆層としては特にZrO2
、TiO2及びAl2 O3 からなる混合物並びにT
iO2 、ZrO2 、Al2 O3 及び/又はSi
O2 からなる混合物(それぞれCaO及び/又はY2
O3 のような安定化酸化物を有するか又は有さない
で)が適している。
、TiO2及びAl2 O3 からなる混合物並びにT
iO2 、ZrO2 、Al2 O3 及び/又はSi
O2 からなる混合物(それぞれCaO及び/又はY2
O3 のような安定化酸化物を有するか又は有さない
で)が適している。
【0012】母体用物質としては、代表的なものとして
Ti0.5%、Zr0.7%及びC0〜0.05%を有
するモリブデン合金TZMが特に適している。
Ti0.5%、Zr0.7%及びC0〜0.05%を有
するモリブデン合金TZMが特に適している。
【0013】
【実施例】次に本発明を実施例に基づき詳述する。
【0014】例 1
モリブデン合金TZMからなるX線管回転陽極は焦点路
範囲に厚さ約2mmのW−Re層を有する。熱放射性を
高めるため、この陽極表面にまず本発明による中間層を
、次に酸化物被覆層を設ける。更に最終的に焼結しかつ
機械的に変形したX線管陽極を、被覆すべき陽極背面で
砂吹き法により清浄処理し、粗面化し、引続き通常の方
法条件下にプラズマ溶射法により厚さ20μmのモリブ
デン層をできるだけ均一に設ける。この被覆後灼熱処理
を水素雰囲気下に約1350℃で約2時間行う。次いで
もう一度プラズマ溶射法によりTiO2 13重量%及
び残りがAl2 O3 の酸化物層を層厚20μmで塗
布する。その上に直接層厚20μmの酸化物被覆層を同
様にプラズマ溶射法により通常条件下に塗布する。この
酸化物粉末はZrO2 68重量%、CaO7.5重量
%、TiO2 19重量%並びにSiO2 5.5重量
%の組成を有する。
範囲に厚さ約2mmのW−Re層を有する。熱放射性を
高めるため、この陽極表面にまず本発明による中間層を
、次に酸化物被覆層を設ける。更に最終的に焼結しかつ
機械的に変形したX線管陽極を、被覆すべき陽極背面で
砂吹き法により清浄処理し、粗面化し、引続き通常の方
法条件下にプラズマ溶射法により厚さ20μmのモリブ
デン層をできるだけ均一に設ける。この被覆後灼熱処理
を水素雰囲気下に約1350℃で約2時間行う。次いで
もう一度プラズマ溶射法によりTiO2 13重量%及
び残りがAl2 O3 の酸化物層を層厚20μmで塗
布する。その上に直接層厚20μmの酸化物被覆層を同
様にプラズマ溶射法により通常条件下に塗布する。この
酸化物粉末はZrO2 68重量%、CaO7.5重量
%、TiO2 19重量%並びにSiO2 5.5重量
%の組成を有する。
【0015】こうして被覆された回転陽極はX線管への
使用を可能とするために灼熱処理する必要がある。灼熱
処理により回転陽極、従って基材及び層材料は含有ガス
並びにより高い温度で揮発性の不純物を十分に排除され
、含有ガスを放出した結果、後に回転陽極を高真空X線
管に使用した際に、電気火花が生じることは阻止される
。脱気灼熱処理は陽極基材に合わせて狭い温度範囲及び
時間帯で行い、それにより基材の不所望の構造変化を回
避することができる。更に塗布層はその組成との関連に
おいて、同様に極めて特殊な温度範囲及び時間帯内で処
理する必要があり、これにより溶融を所望の均一な相で
また軽くけば立てられた表面構造(オレンジ皮様の層)
を得ることができる。
使用を可能とするために灼熱処理する必要がある。灼熱
処理により回転陽極、従って基材及び層材料は含有ガス
並びにより高い温度で揮発性の不純物を十分に排除され
、含有ガスを放出した結果、後に回転陽極を高真空X線
管に使用した際に、電気火花が生じることは阻止される
。脱気灼熱処理は陽極基材に合わせて狭い温度範囲及び
時間帯で行い、それにより基材の不所望の構造変化を回
避することができる。更に塗布層はその組成との関連に
おいて、同様に極めて特殊な温度範囲及び時間帯内で処
理する必要があり、これにより溶融を所望の均一な相で
また軽くけば立てられた表面構造(オレンジ皮様の層)
を得ることができる。
【0016】灼熱処理は本例の場合1620℃で65分
間行う。融解層は所望の濃淡度並びに意図した表面構造
(オレンジ皮)を有する。特に回転陽極表面の被覆部分
と非被覆部分との移行範囲では、融解した酸化物層の制
御不能な流動は生じない。灼熱工程でガス状酸化物が層
表面から蒸発する限り、これが回転陽極の元々被覆され
ていない焦点路範囲で有害な層曇りとして沈澱すること
はない。
間行う。融解層は所望の濃淡度並びに意図した表面構造
(オレンジ皮)を有する。特に回転陽極表面の被覆部分
と非被覆部分との移行範囲では、融解した酸化物層の制
御不能な流動は生じない。灼熱工程でガス状酸化物が層
表面から蒸発する限り、これが回転陽極の元々被覆され
ていない焦点路範囲で有害な層曇りとして沈澱すること
はない。
【0017】引続き回転陽極を実地条件下にX線管の実
験装置内でテストした。この回転陽極は実験装置内で数
日にわたり、要求された限界荷重内で損傷することはな
かった。
験装置内でテストした。この回転陽極は実験装置内で数
日にわたり、要求された限界荷重内で損傷することはな
かった。
【0018】例 2
TZM母体及び焦点路範囲で厚さ2mmのW−Re層か
らなるX線管回転陽極を例1による回転陽極と同様にし
て製造するが、その場合酸化物被覆層は以下の変更され
た組成、すなわちZrO2 68重量%、CaO7.5
重量%、TiO2 19重量%並びにAl2 O3 5
.5重量%を有する。
らなるX線管回転陽極を例1による回転陽極と同様にし
て製造するが、その場合酸化物被覆層は以下の変更され
た組成、すなわちZrO2 68重量%、CaO7.5
重量%、TiO2 19重量%並びにAl2 O3 5
.5重量%を有する。
【0019】本発明による中間層が、中間層を有さない
回転陽極に比べてその熱放射係数の耐老化性を明らかに
改善することを実証するために、例1及び2に基づく回
転陽極を、酸化物被覆層は同じであるが本発明による中
間層を有さない回転陽極とその熱放射率に関して温度及
び時間との関連において比較する。
回転陽極に比べてその熱放射係数の耐老化性を明らかに
改善することを実証するために、例1及び2に基づく回
転陽極を、酸化物被覆層は同じであるが本発明による中
間層を有さない回転陽極とその熱放射率に関して温度及
び時間との関連において比較する。
【0020】これに関して本発明を図面に基づき詳述す
る。
る。
【0021】図1において曲線1は例1に基づき製造し
た回転陽極の熱放射率εの経過を時間との関連において
示すものであり、曲線2は例1により製造したが、本発
明による中間層を有さない回転陽極の相応する経過を示
すものである。
た回転陽極の熱放射率εの経過を時間との関連において
示すものであり、曲線2は例1により製造したが、本発
明による中間層を有さない回転陽極の相応する経過を示
すものである。
【0022】これら2つの曲線の経過はほぼ同じである
ことが見て取れる。
ことが見て取れる。
【0023】曲線3は例1に基づき製造した回転陽極の
、この回転陽極の熱老化後における熱放射率εの経過を
示すものである。老化は後に運転中に遭遇する最高温度
を上回る温度で回転陽極を10時間灼熱処理することに
より生じる。
、この回転陽極の熱老化後における熱放射率εの経過を
示すものである。老化は後に運転中に遭遇する最高温度
を上回る温度で回転陽極を10時間灼熱処理することに
より生じる。
【0024】曲線4は例1に相応して製造したが本発明
による中間層を有さない、熱的に老化された回転陽極の
相応する経過を示すものである。
による中間層を有さない、熱的に老化された回転陽極の
相応する経過を示すものである。
【0025】本発明による中間層によって熱放射係数は
長時間負荷した場合にもごく僅かに劣化するに過ぎない
ことを示すが、本発明による中間層を有さない回転陽極
の熱放射係数は著しく低下することが明かである。
長時間負荷した場合にもごく僅かに劣化するに過ぎない
ことを示すが、本発明による中間層を有さない回転陽極
の熱放射係数は著しく低下することが明かである。
【0026】図2は図1におけるのと同様に例2に基づ
き製造した中間層有り及び無しの回転陽極の老化前及び
10時間老化した後における相当する曲線を示すもので
あるが、この場合曲線1は老化前の中間層を有する回転
陽極を、曲線2は老化前の中間層を有さない回転陽極を
、曲線3は老化後の中間層を有する回転陽極をまた曲線
4は老化後の中間層を有さない回転陽極を表す。この場
合にも本発明による中間層によって熱放射率の耐老化性
は著しく改善されることが見られる。
き製造した中間層有り及び無しの回転陽極の老化前及び
10時間老化した後における相当する曲線を示すもので
あるが、この場合曲線1は老化前の中間層を有する回転
陽極を、曲線2は老化前の中間層を有さない回転陽極を
、曲線3は老化後の中間層を有する回転陽極をまた曲線
4は老化後の中間層を有さない回転陽極を表す。この場
合にも本発明による中間層によって熱放射率の耐老化性
は著しく改善されることが見られる。
【図1】例1により製造した回転陽極並びに中間層を有
さない相応する回転陽極の、それぞれ熱老化した及びし
ていない状態での熱放射率εの温度関連性を示すグラフ
図。
さない相応する回転陽極の、それぞれ熱老化した及びし
ていない状態での熱放射率εの温度関連性を示すグラフ
図。
【図2】例2により製造した回転陽極並びに中間層を有
さない相応する回転陽極の、それぞれ熱老化した及びし
ていない状態での熱放射率εの温度関連性を示すグラフ
図。
さない相応する回転陽極の、それぞれ熱老化した及びし
ていない状態での熱放射率εの温度関連性を示すグラフ
図。
Claims (6)
- 【請求項1】 炭素を含む高融点物質からなる母体並
びに高融点金属又はその合金からなる焦点又は焦点路範
囲を有し、少なくとも焦点路以外の表面部分に均一な融
解相で酸化物被覆層を有する高い熱放射率のX線管陽極
において、母体と酸化物被覆層との間に母体から出発し
てモリブデン及び/又はタングステン層とTiO2 成
分を1〜30重量%伴うAl2 O3 層とを有する2
層からなる中間層が配置されていることを特徴とするX
線管陽極。 - 【請求項2】 中間層の酸化物層がTiO2 成分を
5〜20重量%伴うAl2 O3 からなることを特徴
とする請求項1記載のX線管陽極。 - 【請求項3】 中間層の全層厚が10〜100μmで
あることを特徴とする請求項1又は2記載のX線管陽極
。 - 【請求項4】 酸化物被覆層が、場合によっては安定
化酸化物を含むZrO2 、TiO2 及びAl2 O
3 からなる混合物からなることを特徴とする請求項1
ないし3の1つに記載のX線管陽極。 - 【請求項5】 酸化物被覆層が、場合によっては安定
化酸化物を含むTiO2 、ZrO2 及びSiO2
からなる混合物からなることを特徴とする請求項1ない
し3の1つに記載のX線管陽極。 - 【請求項6】 母体がTZMからなることを特徴とす
る請求項1ないし5の1つに記載のX線管陽極。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT2421/90 | 1990-11-30 | ||
AT0242190A AT394642B (de) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Roentgenroehrenanode mit oxidbeschichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04269436A true JPH04269436A (ja) | 1992-09-25 |
Family
ID=3534049
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3326633A Withdrawn JPH04269436A (ja) | 1990-11-30 | 1991-11-15 | X線管陽極 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5157706A (ja) |
EP (1) | EP0488450B1 (ja) |
JP (1) | JPH04269436A (ja) |
AT (1) | AT394642B (ja) |
DE (1) | DE59104875D1 (ja) |
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US20040194146A1 (en) * | 2000-02-15 | 2004-09-30 | Bates Cary Lee | Set top box and methods for using the same |
US6693990B1 (en) | 2001-05-14 | 2004-02-17 | Varian Medical Systems Technologies, Inc. | Low thermal resistance bearing assembly for x-ray device |
US7004635B1 (en) | 2002-05-17 | 2006-02-28 | Varian Medical Systems, Inc. | Lubricated ball bearings |
US6751292B2 (en) * | 2002-08-19 | 2004-06-15 | Varian Medical Systems, Inc. | X-ray tube rotor assembly having augmented heat transfer capability |
DE102005039187B4 (de) * | 2005-08-18 | 2012-06-21 | Siemens Ag | Röntgenröhre |
DE102005039188B4 (de) * | 2005-08-18 | 2007-06-21 | Siemens Ag | Röntgenröhre |
US20080081122A1 (en) * | 2006-10-03 | 2008-04-03 | H.C. Starck Inc. | Process for producing a rotary anode and the anode produced by such process |
CN111415852B (zh) * | 2020-05-06 | 2024-02-09 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | X射线管的阳极组件、x射线管及医疗成像设备 |
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---|---|---|---|---|
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AT336143B (de) * | 1975-03-19 | 1977-04-25 | Plansee Metallwerk | Rontgenanode |
AT337314B (de) * | 1975-06-23 | 1977-06-27 | Plansee Metallwerk | Rontgenanode |
AT376064B (de) * | 1982-02-18 | 1984-10-10 | Plansee Metallwerk | Roentgenroehren-drehanode |
DE3226858A1 (de) * | 1982-07-17 | 1984-01-19 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Drehanoden-roentgenroehre |
US4600659A (en) * | 1984-08-24 | 1986-07-15 | General Electric Company | Emissive coating on alloy x-ray tube target |
US4840850A (en) * | 1986-05-09 | 1989-06-20 | General Electric Company | Emissive coating for X-ray target |
US4870672A (en) * | 1987-08-26 | 1989-09-26 | General Electric Company | Thermal emittance coating for x-ray tube target |
US4953190A (en) * | 1989-06-29 | 1990-08-28 | General Electric Company | Thermal emissive coating for x-ray targets |
-
1990
- 1990-11-30 AT AT0242190A patent/AT394642B/de not_active IP Right Cessation
-
1991
- 1991-11-15 JP JP3326633A patent/JPH04269436A/ja not_active Withdrawn
- 1991-11-20 DE DE59104875T patent/DE59104875D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-20 EP EP91203023A patent/EP0488450B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-21 US US07/795,790 patent/US5157706A/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
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EP0488450A1 (de) | 1992-06-03 |
EP0488450B1 (de) | 1995-03-08 |
DE59104875D1 (de) | 1995-04-13 |
ATA242190A (de) | 1991-10-15 |
US5157706A (en) | 1992-10-20 |
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