JPH05223652A - Apparatus for determining at least one status value of rotor - Google Patents
Apparatus for determining at least one status value of rotorInfo
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- JPH05223652A JPH05223652A JP30345492A JP30345492A JPH05223652A JP H05223652 A JPH05223652 A JP H05223652A JP 30345492 A JP30345492 A JP 30345492A JP 30345492 A JP30345492 A JP 30345492A JP H05223652 A JPH05223652 A JP H05223652A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は回転体の少なくとも1つ
の状態量を検出する装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for detecting at least one state quantity of a rotating body.
【0002】[0002]
【従来の技術】技術領域において回転体が役割を果して
いる時は、通常は回転体の作動状態に関する情報を例え
ば温度、回転数および/または回転方向を知ることが必
要とされる。これらの作動状態量のうちの1つの不測な
いし制御されない変動は、回転体の使用の下での処理過
程の場合に、または回転体に対する加工処理−および製
造過程の場合に精度に対する高い尺度が要求される時
は、常に問題となる。精確に実施されるべき作業の場合
に、例えば、温度変動に起因する回転体の寸法変化が、
時には著しい品質低下を生ぜしめるエラーの原因とな
る。BACKGROUND OF THE INVENTION When a rotor plays a role in the technical field, it is usually necessary to know information about the operating state of the rotor, for example its temperature, rotational speed and / or rotational direction. Unexpected or uncontrolled fluctuations of one of these operating state variables requires a high measure of accuracy in the case of processing processes with the use of rotating bodies, or in the case of processing-and manufacturing processes on rotating bodies. Is always a problem. In the case of work to be performed accurately, for example, the dimensional change of the rotating body due to temperature fluctuation,
Sometimes it causes an error which causes a significant deterioration in quality.
【0003】このことを印刷技術の領域からの例を用い
て説明する。多色印刷機において印刷機の中を走行する
枚葉紙は、個々の印刷機構において種々のインキにより
順次に印刷される。印刷過程中に印刷機における温度が
上昇する。この温度上昇は例えば、印刷インキで印刷さ
れるべき面積部分がどのくらい高温であるかに依存す
る。供給される印刷インキと湿し剤の量が、この面積部
分により定まる。この場合、個々の印刷機構における異
なるインキ−および湿し剤塗付が、インキおよび湿し剤
と印刷機の版胴との間の種々異なる相互作用を生ぜしめ
る。これに起因する、個々の印刷機構における温度差
が、シリンダのないし印刷プレートの異なる伸びを生ぜ
させる。その結果、印刷の品質を低下させるレジスタエ
ラーが生ずる。This will be explained using an example from the field of printing technology. Sheets running in a printing machine in a multicolor printing machine are printed sequentially with different inks in the individual printing mechanisms. During the printing process, the temperature on the printing machine rises. This temperature rise depends, for example, on how hot the area to be printed with printing ink is. The amount of printing ink and dampening agent supplied is determined by this area. In this case, the different ink and dampening agents applied to the individual printing mechanisms result in different interactions between the ink and dampening agent and the plate cylinder of the printing press. Due to this, the temperature differences in the individual printing mechanisms result in different elongations of the cylinder or of the printing plate. As a result, register errors occur that reduce print quality.
【0004】日本国特許出願公開公報第A64−728
46号に、この種の温度にもとづく印刷エラーを回避す
る目的で印刷機におけるプレート表面を冷やす方法が示
されている。プレート表面の温度は、プレート表面の直
接近傍に設けられている赤外線検出機を用いて検出され
る。この温度センサがプレート表面の温度の上昇を検出
すると、ノズル装置が冷たい空気をプレートの表面へ送
風する。空気の案内は温度変化に応じて調整可能であ
る。Japanese Patent Application Publication No. A64-728
No. 46 shows a method of cooling the plate surface in a printing machine in order to avoid such temperature-based printing errors. The temperature of the plate surface is detected using an infrared detector provided in the immediate vicinity of the plate surface. When this temperature sensor detects a rise in the temperature of the plate surface, the nozzle device blows cold air to the surface of the plate. The air guidance can be adjusted according to temperature changes.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、少な
くとも1つの状態量を例えば回転体の温度を検出する装
置を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a device for detecting at least one state quantity, for example the temperature of a rotating body.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】この課題は次のようにし
て解決されている。即ち回転体が、永久磁石材料から成
る少なくとも1つの表面領域を有し、少なくとも1つの
ホール素子が、回転体に関連づけられて永久磁石材料の
磁界がホール素子の出力電圧に影響を与えるように、設
けられており、論理ユニットがホール素子を用いて、回
転体の温度を求めるように構成したのである。[Means for Solving the Problem] This problem is solved as follows. That is, the rotor has at least one surface region of permanent magnet material, and at least one Hall element is associated with the rotor so that the magnetic field of the permanent magnet material influences the output voltage of the Hall element, The logic unit is provided, and the Hall element is used to determine the temperature of the rotating body.
【0007】この装置の場合、永久磁石材料の磁界は、
キュリー温度Tcを下回わると、温度に著しく依存する
という物理学的な現象が利用される。温度が上昇すると
この材料の永久磁石の磁界は原子の熱運動の増加により
弱められ、キュリー温度Tcになると完全に消滅してし
まう。In this device, the magnetic field of the permanent magnet material is
Below the Curie temperature Tc, a physical phenomenon of being significantly dependent on the temperature is utilized. When the temperature rises, the magnetic field of the permanent magnet of this material is weakened by the increased thermal motion of the atoms, and disappears completely at the Curie temperature Tc.
【0008】永久磁石の材料は、その磁化が、温度に依
存して完全に異なる状態を有する。キュリー温度Tcも
材料特性値である。工場での−および製造工程の場合、
予期される温度変化は大まかな範囲においては既知であ
るため、予期される範囲において温度に対する著しい依
存性を有する永久磁石材料を選定することができる。こ
れにより著しく正確な温度測定を目的とする高い分解能
が得られる。The material of the permanent magnet has a completely different state of magnetization depending on the temperature. The Curie temperature Tc is also a material characteristic value. For factory-and manufacturing processes,
Since the expected temperature change is known in a rough range, it is possible to choose a permanent magnet material which has a significant dependence on temperature in the expected range. This gives a high resolution for the purpose of extremely accurate temperature measurements.
【0009】本発明の装置の構成によれば、1つまたは
複数個の表面領域がフエリ磁性体材料から形成すること
が提案される。フエリ磁性体材料は交番磁界中でフエロ
磁性体とは異なる特性で作動する。フエリ磁性体材料の
電気抵抗は、フエロ磁性体材料の抵抗よりも、10の数
乗だけ大きい。これによりフエリ磁性体材料の場合は渦
電流が小さいため、これを実質的に無視できる。そのた
めフエリ磁性体材料から成る表面領域は、有利にモータ
における回転子の状態量の検出の場合に用いられる。According to the arrangement of the device according to the invention, it is proposed that the one or more surface regions are made of a ferrimagnetic material. Ferrimagnetic materials operate in alternating magnetic fields with different properties than ferromagnetic materials. The electrical resistance of the ferrimagnetic material is higher by a power of 10 than the resistance of the ferromagnetic material. As a result, in the case of a ferrimagnetic material, the eddy current is small, which can be substantially ignored. Therefore, the surface region made of ferrimagnetic material is preferably used for detecting the state quantity of the rotor in a motor.
【0010】本発明の装置によれば永久磁石材料が回転
体の表面へ被着される。例えばこの種の1つまたは複数
個の表面領域は回転体の周に被着されているプラスチッ
ク条体上に設けられる。According to the device of the present invention, the permanent magnet material is applied to the surface of the rotating body. For example, one or more surface areas of this kind are provided on a plastic strip which is applied to the circumference of the rotary body.
【0011】本発明の構成によれば、回転体の周にわた
り複数個の表面領域が即ち少なくとも2つの表面領域が
設けられており、この場合、それぞれ隣り合う領域は異
なる極性を有する。According to the structure of the present invention, a plurality of surface regions, that is, at least two surface regions are provided along the circumference of the rotating body, and in this case, adjacent regions have different polarities.
【0012】回転体の周にわたる接着テープの被着は、
回転体が平らな表面を有する時にだけ有効である。平ら
でない時は本発明の装置の別の実施例においては、回転
体の軸の端面にディスク状のエレメントが取り付けられ
ている。このエレメントは複数個の、少なくとも2つの
個々のデイスクセグメントを有し、この場合、2つの相
続くディスクセグメントは異なる極性を有する。The adhesion of the adhesive tape over the circumference of the rotating body is
It is only effective when the rotor has a flat surface. In another embodiment of the device according to the invention when not flat, a disc-shaped element is mounted on the end face of the shaft of the rotor. This element has a plurality of at least two individual disk segments, in which case two successive disk segments have different polarities.
【0013】本発明によれば論理ユニットが、ホール素
子の出力電圧を用いて回転体の温度を測定する。本発明
によれば、論理ユニットに所属するメモリの中にホール
エレメントの、温度に依存する出力電圧の特性曲線が記
憶されており、さらに論理ユニットが、ホールエレメン
トの測定された出力電圧を、この記憶されている特性曲
線と比較することにより、回転体の温度を求める。ホー
ル素子を用いての磁界のこの測定の場合、ホール素子を
飽和状態において作動させないように常に配慮すべきで
ある。永久磁石材料の磁界の強さに応じて、および回転
体の温度に依存して、例えば回転体からのホール素子の
間隔を変化することにより、磁界を前記の不飽和状態が
常に保証されるように、弱めることができる。この目的
で、記憶されている特性曲線が、磁化の温度への依存性
のほかに、さらに磁化が、回転体へのホール素子への間
隔に依存することも考慮する必要がある。According to the present invention, the logic unit measures the temperature of the rotating body by using the output voltage of the Hall element. According to the invention, a characteristic curve of the temperature-dependent output voltage of the Hall element is stored in the memory belonging to the logic unit, and the logic unit further stores the measured output voltage of the Hall element The temperature of the rotating body is obtained by comparing with the stored characteristic curve. For this measurement of the magnetic field with a Hall element, care should always be taken not to operate the Hall element in saturation. Depending on the strength of the magnetic field of the permanent magnet material and depending on the temperature of the rotating body, for example, by changing the distance of the Hall element from the rotating body, the magnetic field is always guaranteed in the unsaturated state. It can be weakened. For this purpose, it is necessary to take into account that the stored characteristic curve depends not only on the dependence of the magnetization on the temperature, but also on the dependence of the magnetization on the distance of the Hall element to the rotor.
【0014】回転体の温度を測定するための別の選択的
な構成によれば、論理ユニットが、ホール素子の測定さ
れた最大のまたは最小の出力電圧を、記憶されている、
所定の初期状態におけるホールエレメントの記憶されて
いる出力電圧と比較し、さらに続いて論理ユニットが、
記憶されている特性曲線を用いて出力電圧の差から回転
体の温度変化をこの初期状態に関連づけて求める。According to another alternative configuration for measuring the temperature of the rotating body, the logic unit stores the measured maximum or minimum output voltage of the Hall element,
Compared with the stored output voltage of the Hall element in a given initial state, and then the logic unit
Using the stored characteristic curve, the temperature change of the rotating body is obtained from the difference in the output voltage in association with this initial state.
【0015】しかし本発明の装置は、回転体の温度を測
定するためにだけ用いられるのではない。1つまたは複
数個のホール素子の1回転毎の出力電圧の最大値、最小
値および/またはゼロ点通過を用いて、論理回路がその
まま回転体の回転数を求めることができる。この種の回
転数検出の精度は、もちろん1回転毎にホール素子によ
り検出される出力信号の個数と共に、即ち回転体の周に
被着されている永久磁石の表面領域の個数と共に、向上
する。However, the device of the present invention is not only used for measuring the temperature of a rotating body. Using the maximum value, the minimum value, and / or the zero point passage of the output voltage for each rotation of one or a plurality of Hall elements, the logic circuit can directly determine the rotation speed of the rotating body. The accuracy of this type of rotation speed detection will of course improve with the number of output signals detected by the Hall element per revolution, i.e. with the number of surface areas of the permanent magnets applied to the circumference of the rotor.
【0016】1つのホール素子ではなく2つのホール素
子を回転体の周に関連づけて所定の角度間隔で位置定め
る場合、論理ユニットは例えばホール素子の出力電圧の
相対値から回転体の回転方向を求めることができる。When two Hall elements, instead of one Hall element, are positioned at predetermined angular intervals in association with the circumference of the rotating body, the logic unit determines the rotation direction of the rotating body from the relative value of the output voltage of the Hall element, for example. be able to.
【0017】本発明による装置は温度測定だけに用いら
れるのではない。わずかな変形により回転体の回転数と
回転方向に関する情報が得られる。回転体の作動状態の
通常の検出場合は少なくとも2つの検出器が、即ち温度
検出器と回転数検出器が必要とされる。この目的のため
に本発明によれば唯1つの装置で十分である。この装置
そのものはコスト的に有利で設置および操作が簡単であ
る。The device according to the invention is not only used for temperature measurement. Information about the rotation speed and the rotation direction of the rotating body can be obtained by a slight deformation. For the normal detection of the operating state of the rotor, at least two detectors are required, namely a temperature detector and a speed detector. Only one device is sufficient according to the invention for this purpose. The device itself is cost-effective and easy to install and operate.
【0018】[0018]
【実施例】次に本発明の装置を図面を用いて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the device of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0019】図1にシリンダ状の回転体1が示されてお
り、その端面にまたは軸2にフエライト磁石デイスク3
が取り付けられている。このフエライト磁石デイスク3
はそれらの周に複数個のセグメント6を有する。この場
合、それぞれ2つの隣り合うセグメント6は異なる極性
を有する。フエライト磁石デイスク3に関連づけてホー
ル素子5が設けられている。そのため回転体1の回転中
にホール素子5の出力電圧UHが周期的に、フエライト
磁石デイスク3の異なる極性の磁界により影響を受け
る。FIG. 1 shows a cylinder-shaped rotating body 1, which has a ferrite magnet disk 3 at its end face or shaft 2.
Is attached. This ferrite magnet disk 3
Have a plurality of segments 6 around their circumference. In this case, each two adjacent segments 6 have different polarities. A Hall element 5 is provided in association with the ferrite magnet disk 3. Therefore, the output voltage U H of the Hall element 5 is periodically influenced by the magnetic fields of different polarities of the ferrite magnet disk 3 while the rotating body 1 is rotating.
【0020】図2に、図1によるフエライト磁石デイス
クの平面図が示されている。FIG. 2 shows a plan view of the ferrite magnet disk according to FIG.
【0021】図3はシリンダ状の回転体1を示し、その
周上にフエライトプラスチックテープ4が被着されてい
る。このフエライトプラスチックテープ4は複数個の表
面領域6から形成されている。この場合、それぞれ2つ
の相続く表面領域6は異なる極性を有する。フエライト
プラスチックテープ4の磁界を検出する目的で、この場
合もホール素子5が設けられている。FIG. 3 shows a cylinder-shaped rotating body 1 on which a ferrite plastic tape 4 is adhered. This ferrite plastic tape 4 is formed from a plurality of surface areas 6. In this case, each two successive surface regions 6 have different polarities. For the purpose of detecting the magnetic field of the ferrite plastic tape 4, the Hall element 5 is also provided in this case.
【0022】図4に図3のフエライトプラスチックテー
プ4の平面図が示されている。FIG. 4 shows a plan view of the ferrite plastic tape 4 of FIG.
【0023】図5は、2つの互いに異なる温度T1,T2
の場合のホール素子5の出力信号UHを時間tに依存し
て示す。このダイヤグラム図に示されている様に例えば
初期状態を特徴づける低い方の温度T1の場合のホール
素子5の出力電圧UH(t)は、高い方の温度T2の場合
の出力電圧よりも大きい。前述の様に出力電圧のこの低
下は高い方の温度の下での永久磁石磁界の弱まりに起因
する。そのためUmax(T1)とUmax(T2)との差出力
電圧を、相応に記憶されている特性と比較することによ
り、回転体1のその都度の温度が求められる。FIG. 5 shows two different temperatures T 1 and T 2.
In this case, the output signal U H of the Hall element 5 is shown depending on the time t. As shown in this diagram, for example, the output voltage U H (t) of the Hall element 5 at the lower temperature T 1 that characterizes the initial state is higher than the output voltage at the higher temperature T 2. Is also big. As noted above, this drop in output voltage is due to the weakening of the permanent magnet field under higher temperatures. Therefore, the respective temperature of the rotor 1 is determined by comparing the differential output voltage between U max (T 1 ) and U max (T 2 ) with the correspondingly stored characteristic.
【0024】図6はホール素子5の出力信号UHを評価
するための回路装置を示す。2つのホール素子5の出力
電圧UH1とUH2が評価回路7へ導びかれる。A/D変換
器8を介して、デイジタル化された信号がマイクロプロ
セッサ9へ達する。このマイクロプロセッサへ信号線路
10を介して、ホール素子5の測定された出力電圧UH1
とUH2に関連する極性情報が導びかれる。マイクロプロ
セッサ9は前述の様にこれらの測定値から回転体1の温
度T、回転数nと回転方向Dを算出する。FIG. 6 shows a circuit arrangement for evaluating the output signal U H of the Hall element 5. The output voltages U H1 and U H2 of the two Hall elements 5 are conducted to the evaluation circuit 7. The digitized signal reaches the microprocessor 9 via the A / D converter 8. Via the signal line 10 to this microprocessor, the measured output voltage U H1 of the Hall element 5 is
And the polarity information associated with U H2 is derived. As described above, the microprocessor 9 calculates the temperature T, the rotation speed n, and the rotation direction D of the rotating body 1 from these measured values.
【図1】シリンダ状の回転体を示す図である。その端面
に、複数個の永久磁石の表面領域を有するデイスクが取
り付けられている。FIG. 1 is a diagram showing a cylindrical rotating body. A disk having a plurality of permanent magnet surface areas is attached to the end surface.
【図2】永久磁石デイスクの平面図である。FIG. 2 is a plan view of a permanent magnet disk.
【図3】シリンダ状の回転体を示す図である。この周に
は、少なくとも1つの永久磁石表面領域を有するプラス
チックテープが被着されている。FIG. 3 is a diagram showing a cylindrical rotating body. A plastic tape having at least one permanent magnet surface area is applied to this circumference.
【図4】図3のプラスチックテープの平面図である。FIG. 4 is a plan view of the plastic tape of FIG.
【図5】ホール素子の出力信号を時間と温度に依存して
示すダイヤグラム図である。FIG. 5 is a diagram showing an output signal of a Hall element as a function of time and temperature.
【図6】ホール素子の出力信号を評価するための回路装
置を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a circuit device for evaluating an output signal of a Hall element.
1 回転体、 2 軸、 3 フエライト磁石デイス
ク、 4 フエライトプラスチックテープ、5 ホール
素子、 6 永久磁石の表面領域、 7 評価回路、
8 A/D変換器、 9 プロセッサ、 10 信号線
路、 11 論理ユニット1 rotating body, 2 axes, 3 ferrite magnet disk, 4 ferrite plastic tape, 5 hall element, 6 permanent magnet surface area, 7 evaluation circuit,
8 A / D converter, 9 processor, 10 signal line, 11 logic unit
フロントページの続き (72)発明者 ヘルムート マイヤー ドイツ連邦共和国 ヴァインハイム ムル トリング 41 (72)発明者 ユルゲン ゼーベルガー ドイツ連邦共和国 ラッテルスドルフ エ ービンガー シュトラーセ 11Front page continued (72) Inventor Helmut Meyer, Germany Weinheim Mürtling 41 (72) Inventor Jürgen Seeberger, Germany Rattelsdorf Ebinger Strasse 11
Claims (11)
る装置において、 回転体(1)が、永久磁石材料から成る少なくとも1つ
の表面領域を有し、 回転体(1)との相対的な位置関係で、少なくとも1つ
のホール素子(5)が、永久磁石材料の磁界がホール素
子(5)の出力電圧に影響を与えるように、設けられて
おり、 論理ユニット(11)がホール素子(5)の出力電圧を
用いて、回転体(1)の温度を求めることを特徴とする
回転体の少なくとも1つの状態量を求める装置。1. A device for determining at least one state quantity of a rotating body, wherein the rotating body (1) has at least one surface region made of a permanent magnet material, and a position relative to the rotating body (1). In relation, at least one Hall element (5) is provided such that the magnetic field of the permanent magnet material influences the output voltage of the Hall element (5) and the logic unit (11) is the Hall element (5). An apparatus for determining at least one state quantity of a rotating body, characterized in that the temperature of the rotating body (1) is obtained using the output voltage of 1.
性体材料から形成されている請求項1記載の装置。2. The device of claim 1, wherein the one or more surface regions are formed of a ferrimagnetic material.
着されている請求項1又は2記載の装置。3. Device according to claim 1, wherein the permanent magnet material is applied to the surface of the rotating body (1).
域(6)が設けられており、この場合、それぞれ2つの
相続く表面領域(6)が異なる極性を有している請求項
1記載の装置。4. A plurality of surface areas (6) are provided around the circumference of the rotating body (1), in which case each two successive surface areas (6) have different polarities. The described device.
(4)の上に設けられている請求項4記載の装置。5. Device according to claim 4, wherein the surface area (6) is provided on the plastic tape (4).
ク状のエレメントが取り付けられており、該エレメント
は多数の個々のデイスクセグメントへ分割されており、
この場合、それぞれ2つの相続くデイスクセグメントが
異なる極性を有している請求項1記載の装置。6. A disk-shaped element is mounted on the end face of the shaft (2) of the rotating body (1), the element being divided into a number of individual disk segments,
2. The device according to claim 1, wherein in each case two successive disk segments have different polarities.
ぶ、異なる極性を有する表面領域(6)を有している請
求項1記載の装置。7. Device according to claim 1, wherein the rotating body (1) has at least two side-by-side surface regions (6) of different polarities.
の中に、ホール素子(5)の、温度に依存する出力電圧
の特性値が記憶されており、さらに該論理ユニット(1
1)が、ホール素子(5)の測定された出力電圧と、記
憶されている特性値との比較を介して、回転体(1)の
温度を求めるようにした請求項1または4または6また
は7に記載の装置。8. A memory belonging to the logic unit (11) stores a characteristic value of the temperature-dependent output voltage of the Hall element (5), and further the logic unit (1).
1) The method according to claim 1), wherein the temperature of the rotating body (1) is determined by comparing the measured output voltage of the Hall element (5) with a stored characteristic value. 7. The device according to 7.
(5)の測定された最大のまたは最小の出力電圧を、所
定の初期状態におけるホール素子(5)の記憶されてい
る最大のまたは最小の出力電圧と比較し、さらに該論理
ユニットは、記憶さてれいる特性値を用いて出力電圧の
差から、回転体(1)の温度変化をこの初期状態に関連
づけて求めるようにした請求項1または4または6また
は7に記載の装置。9. The logic unit (11) outputs the measured maximum or minimum output voltage of the Hall element (5) to the stored maximum or minimum output of the Hall element (5) in a given initial state. 5. The temperature change of the rotating body (1) is compared with the voltage, and further, the logic unit obtains the temperature change of the rotating body (1) in association with this initial state from the difference of the output voltage by using the stored characteristic value. Or the device according to 6 or 7.
(5)の出力電圧の最小値、最大値および/またはゼロ
点通過を用いて、1回転毎に回転体(1)の回転数を求
める請求項1または4または6または7に記載の装置。10. The logic unit (11) uses the minimum value, the maximum value and / or the zero point passage of the output voltage of the Hall element (5) to determine the rotation speed of the rotating body (1) for each rotation. Item 8. The device according to Item 1 or 4 or 6 or 7.
(5)の出力電圧の相対状態を介して回転体(1)の回
転方向Dを求める請求項7記載の装置。11. Device according to claim 7, wherein the logic unit (11) determines the direction of rotation D of the rotor (1) via the relative state of the output voltage of the Hall element (5).
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
DE4137558.0 | 1991-11-15 | ||
DE4137558 | 1991-11-15 |
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Family Applications (1)
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Country | Link |
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FR (1) | FR2683900A1 (en) |
GB (1) | GB2261517A (en) |
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