WO2004053783A1 - Chipkartenaufnahme mit einem auswerfer und mindestens einem mit diesem gekoppelten verriegelungsarm - Google Patents

Chipkartenaufnahme mit einem auswerfer und mindestens einem mit diesem gekoppelten verriegelungsarm Download PDF

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    • G06K13/08—Feeding or discharging cards
    • G06K13/085—Feeding or discharging cards using an arrangement for locking the inserted card

Definitions

  • Chip card holder with an ejector and at least one locking arm coupled to it
  • Chip card receptacles of this type are used in such cases when a chip card is to be recorded in a device for a read or write operation and the character of the data means that the chip card must be prevented from being removed from the device during the write or read operation becomes.
  • Such cases exist, for example, when monetary transactions are carried out, for example when used as a cash card, or with digital tachographs in which chip cards are used to identify the driver or to store driver-specific and vehicle-specific data. Since tachographs are generally used in legally prescribed cases, there are particularly high security requirements with regard to security against manipulation so that the evidential value of the recorded data is ensured.
  • the chip card is inserted into the digital tachograph and locked in the inserted position. The chip card may only be automatically ejected by the device if the device is activated accordingly.
  • the above-mentioned chip card receptacles preferably operate in a semi-automatic mode, ie. H. the chip card is inserted manually and the lock is activated by this insertion process. The card is unlocked and ejected automatically, controlled by the device.
  • the object of the invention is therefore to provide a chip card holder in which the locking is tamper-proof and can be carried out inexpensively. A low overall height should be possible.
  • a chip card holder of the type mentioned at the outset which is characterized in that a toothed wheel is provided for controlling the at least one locking arm and engages in a rack-shaped section of the locking arms, wherein the gear is driven via a nose of the ejector, which engages in a link guide provided on the gear.
  • the chip card holder according to the invention is advantageous with regard to the function, since the timing of the locking and the ejection can be set via the link guide. In addition, there are no long tolerance chains over the rivets in the guides.
  • the locking arms can be designed as slides and can be arranged in any V-shape, which results in a relative movement of the locking slides in the same direction in which the card is inserted or in which it is ejected when the chip card holder is closed. The forces that occur are no longer absorbed by the rivets, but by a solid gear and its bearing point, so that the problem of loosening the rivets can no longer occur.
  • Press-in length on the ejector is considerably longer than with the rivets according to the prior art.
  • the extension of the press-in length can be made possible with the aid of deep drawing on the sheet metal part, this possibility being given in that when a chip card holder is designed according to the invention, the moving parts no longer slide over one another and so there is space available downwards. Since several rivets are omitted, the manufacturing costs for feeding the rivets into the bores and the subsequent riveting are also reduced. Since the parts no longer slide over one another, there is the advantage that the stamped parts are less critical with regard to forming a degree during stamping. Riveting overleaf is also no longer necessary.
  • FIG. 1 shows a three-dimensional representation of a chip card holder according to the invention with the chip card fully inserted
  • FIG. 2 shows a detailed illustration of the locking mechanism of the chip card holder from FIG. 1,
  • FIG. 3 shows the chip card holder of FIGS. 1 and 2 with the locking partially open
  • FIG. 4 shows the chip card holder of FIGS. 1 and 3 with the chip card ejected
  • Figure 5 is a detailed representation of the locking mechanism in the operating state of Figure 3.
  • FIG. 6 shows a longitudinal section through the locking mechanism from FIG. 5.
  • FIG. 1 shows a three-dimensional view of a chip card holder according to the invention.
  • a chip card 10 is completely inserted into the chip card holder.
  • An ejector 1 is provided which is in contact with the chip card 10 via the two drivers 14 and can eject the chip card 10 via the two drivers 14.
  • the ejector 1 is actuated by a slide 13 which engages in the ejector 1.
  • the slide 13 in turn is actuated by a drive, which is not shown, however, and is also not the subject of the invention.
  • the inserted chip card 10 is locked in the inserted position by means of two locking slides 2.
  • two end sections 11 are provided on the locking slides, which in the locked state are in front of the chip card 10. are pushed and therefore the chip card 10 can no longer be removed.
  • the locking slide 2 is driven by a gear wheel 3 which has two toothed areas which engage with rack-shaped sections 4 of the locking slide 2.
  • the gear 3 By rotating the gear 3 clockwise, the locking slides 2 are pushed outward so that the overlap 11 of the locking slides with the chip card 10 is removed and the chip card can be removed.
  • the gear 3 is driven via a pin 5 which is arranged at the front end of the ejector 1 and which engages in a link guide 6 which is formed on the gear 3.
  • the interaction of the pin 5 of the ejector 1 with the guide 6 is shown in detail in FIG.
  • the link guide 6 has two mutually angular sections 8 and 9, the first section 8 extending transversely to the ejection direction when the chip card 10 is inserted, as in the case shown.
  • the second link section 9 extends at an angle of approximately 120 ° with respect to the first section 8.
  • the ejection process is as follows.
  • other means can also be used, e.g. B. deep-drawn elements on an ejector made of sheet metal, molded plastic duck, etc.
  • the crescent-shaped backdrop guide formed by two sections enables two work steps to be carried out.
  • the pin 5 exerts a force on the toothed wheel 3 in such a way that it rotates.
  • the teeth of the gear 3 engage in rack-shaped sections 4 of the locking slide 2 and move it outwards. Simultaneously with the opening of the lock, the chip card 10 is conveyed outwards by a small distance.
  • the rotary movement of the toothed wheel 3 must be decoupled from the ejection movement after the locking device has been completely opened.
  • This decoupling is achieved in that the direction of movement of the ejector 1 corresponds to the direction of the second section 9 of the link guide 6 when the lock is released.
  • the second section 9 of the link guide 6 lies over a guide groove 7 which extends in the ejection direction and which ensures that the ejector 1 is moved in the ejection direction.
  • no more force is exerted on the gear 3 and the locking slide 2, so that they remain in their position and at the same time the locking slide 2 is prevented from slipping inwards.
  • FIGS. 3 and 4 show two snapshots when a chip card 10 is ejected.
  • the gear 3 has already rotated partially and the locking slide 2 have partially opened.
  • the position of the chip card 10 in the chip card holder has shifted minimally outwards. 4
  • the chip card 10 has already been largely ejected.
  • the lock is fully open, ie the locking slides 2 are in their outermost position.
  • FIG. 5 shows a more detailed illustration of the intermediate position of FIG. 3.
  • the longitudinal section running through the longitudinal axis AA marked in FIG. 5 is shown in FIG. 6.
  • the extremely flat design of the locking mechanism can be clearly seen there.
  • the height of the locking mechanism is approximately 4 mm.
  • Below the locking mechanism there is still a cover 12, which has already been included in the height of 4 mm.
  • the chip card 10 is inserted and pushed back over the driver 14 of the ejector 1. Subsequently, when the pin 5 enters the first section of the link guide 6, the insertion of the chip card causes a rotation of the gear wheel 3 in the counterclockwise direction and thereby a displacement of the locking slide 2 inwards, whereby the end sections 11 of the locking slide 2 slide in front of the chip card 10 , so that it is locked in the inserted position and cannot be removed manually. A read or write process can then begin between the device, of which the chip card holder is part, and the chip of the chip card.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Chipkartenaufnahme mit einem Auswerfer (1) und mindestens einem mit diesem gekoppelten Verriegelungsarm (2). Sie ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung des mindestens einen Verriegelungsarms (2) ein Zahnrad (3) vorgesehen ist, das in einen zahnstangenförmigen Abschnitt (4) der Verriegelungsarme (2) eingreift, wobei der Antrieb des Zahnrades (3) über eine Nase (5) des Auswerfers (1) erfolgt, die in einer an dem Zahnrad (3) vorgesehene Kulissenführung (6) eingreift.

Description

Beschreibung
Chipkartenaufnahme mit einem Auswerfer und mindestens einem mit diesem gekoppelten Verriegelungsarm
Chipkartenaufnahmen dieser Art werden in solchen Fällen eingesetzt, wenn eine Chipkarte für einen Lese- oder Schreibvorgang in einem Gerät aufgenommen werden soll und es aufgrund des Charakters der Daten verhindert werden muß, daß die Chip- karte während des Schreib- oder Lesevorganges aus dem Gerät entfernt wird.
Solche Fälle sind beispielsweise gegeben, wenn Geldtransaktionen, beispielsweise bei dem Einsatz als Geldkarte, vorgenom- men werden oder bei digitalen Fahrtenschreibern, bei denen zur Identifizierung des Fahrers bzw. der Speicherung von fah- rer- und fahrzeugspezifischen Daten Chipkarten verwendet werden. Da Fahrtenschreiber in der Regel in gesetzlich vorgeschriebenen Fällen eingesetzt werden, liegen besonders hohe Sicherheitsanforderungen bezüglich der Manipulationssicherheit vor, damit die Beweiskraft der aufgezeichneten Daten sichergestellt ist. Am Beginn einer Fahrt wird die Chipkarte in den digitalen Fahrtenschreiber eingesteckt und in der eingesteckten Position verriegelt. Die Chipkarte darf nur bei ent- sprechender Ansteuerung des Geräts von diesem automatisch ausgeworfen werden.
Die genannten Chipkartenaufnahmen arbeiten vorzugsweise in einer halbautomatischen Betriebsweise, d. h. die Chipkarte wird manuell eingeschoben und durch diesen Einschubvorgang wird die Verriegelung aktiviert. Das Entriegeln und Auswerfen der Karte erfolgt dagegen automatisch, gesteuert von dem Gerät .
Wesentliche Maßnahmen zur Herstellung der Manipulationssicherheit ist das Vorsehen eines geeigneten Verriegelungsmechanismus. Bisher erfolgte diese Verriegelung über eine Ku- lissenführung, die zwei Verriegelungsschieber betätigt. Diese Mechanik ist in einer sehr geringen Bauhöhe untergebracht . Als Führungselernente für die Querbewegung werden in die Schieber zwei gehärtete Stifte eingenietet, welche in Nuten laufen. Ein weiterer gehärteter Stift ist auf der gegenüberliegenden Seite eingenietet und mit diesem erfolgt die An- steuerung für die Querbewegung über die Kulissen. Diese Ausführung nach dem Stand der Technik weist eine Reihe von Problemen auf. Aufgrund der Führung von zwei Stiften in Nuten be- steht selbst bei geringen Toleranzen ein großer Kippwinkel, z. B. bei einem Achsabstand von 10 mm und 0 , 1 mm Luft ergibt sich ein Winkelspiel von 8°. Im Betrieb ergibt sich das Problem, daß die eingenieteten Stifte teilweise relativ hohe Kräfte aufnehmen und die Einpreßtiefe des Zylinders sehr ge- ring ist, zumal hier noch eine Vertiefung für das Versenken der Vernietung abgezogen werden muß. Daher können sich bei längerem Betrieb die Stifte lockern.
Bei der Herstellung hat es sich als kostensteigernd erwiesen, daß die gehärteten Stifte nicht alle auf einer Seite angeordnet sind. Dadurch muß das Teil zweimal bearbeitet werden, wodurch sich die Fertigungskosten erhöhen. Da eine sehr geringe Bauhöhe für die Mechanik angestrebt wird und die Teile Rela- ti bewegungen zueinander ausführen und sich dabei nicht ver- haken dürfen, müssen die Vernietungen versenkt sein. Auch dies führt zu erhöhten Kosten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Chipkartenaufnahme anzugeben, bei der die Verriegelung manipulationssicher ist und dabei kostengünstig ausgeführt werden kann. Dabei soll eine geringe Bauhöhe möglich sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Chipkartenaufnahme der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekenn- zeichnet ist, daß zur Steuerung des mindestens einen Verriegelungsarms ein Zahnrad vorgesehen ist, das in einen zahnstangenformigen Abschnitt der Verriegelungsarme eingreift, wobei der Antrieb des Zahnrades über eine Nase des Auswerfers erfolgt, die in eine an dem Zahnrad vorgesehene Kulissenführung eingreift .
Bezüglich der Funktion ist die erfindungsgemäße Chipkartenaufnahme vorteilhaft, da über die Kulissenführung das Zeit- verhalten der Verriegelung und des Auswerfens eingestellt werden kann. Außerdem bilden sich keine langen Toleranzketten über die Nieten in den Führungen. Die Verriegelungsarme kön- nen als Schieber ausgeführt und beliebig V-förmig angeordnet werden, wodurch sich beim Verschließen der Chipkartenaufnahme eine Relativbewegung der Verriegelungsschieber in dieselbe Richtung ergibt, in der auch die Karte eingesteckt wird, bzw. in die sie ausgeworfen wird. Die auftretenden Kräfte werden nun nicht mehr über die Nieten aufgefangen, sondern über ein solides Zahnrad und dessen Lagerstelle, so daß das Problem der Lockerung der Nieten nicht mehr auftreten kann.
Bezüglich der Herstellung ist vorteilhaft, daß nun nur noch ein einziger Niet notwendig ist. Darüber hinaus ist die
Einpreßlänge am Auswerfer wesentlich länger als bei den Nieten nach dem Stand der Technik. Die Verlängerung der Einpreßlänge kann durch die Zuhilfenahme von Tiefzügen am Blechteil ermöglicht werden, wobei diese Möglichkeit dadurch gegeben ist, daß bei der erfindungsgemäßen Gestaltung einer Chipkartenaufnahme die bewegten Teile nicht mehr übereinander gleiten und so Bauraum nach unten zur Verfügung steht . Da mehrere Nieten wegfallen, reduzieren sich auch die Fertigungskosten für das Zuführen der Nieten in die Bohrungen sowie das an- schließende Vernieten. Da die Teile nun nicht mehr übereinander gleiten, ergibt sich der Vorteil, daß die Stanzteile in Bezug auf eine Gradbildung beim Stanzen weniger kritisch sind. Umseitiges Vernieten ist ebenfalls nicht mehr erforderlich.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei- spiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine dreidimensionale Darstellung einer erfindungs- gemäßen Chipkartenaufnahme bei vollständig eingeschobener Chipkarte,
Figur 2 eine detaillierte Darstellung des Verriegelungsmechanismus der Chipkartenaufnahme von Figur 1,
Figur 3 die Chipkartenaufnahme von Figur 1 und 2 bei teilweise geöffneter Verriegelung,
Figur 4 die Chipkartenaufnahme der Figuren 1 und 3 bei aus- geworfener Chipkarte,
Figur 5 eine detaillierte Darstellung des Verriegelungsmechanismus im Betriebszustand von Figur 3 und
Figur 6 einen Längsschnitt durch den Verriegelungsmechanismus von Figur 5.
Die Figur 1 zeigt eine dreidimensionale Ansicht einer erfindungsgemäßen Chipkartenaufnahme. Im dargestellten Betriebszu- stand ist eine Chipkarte 10 in die Chipkartenaufnahme vollständig eingeführt. Es ist ein Auswerfer 1 vorgesehen, der über die beiden Mitnehmer 14 mit der Chipkarte 10 in Kontakt ist und über die beiden Mitnehmer 14 die Chipkarte 10 auswerfen kann. Der Auswerfer 1 wird durch einen Schieber 13, der in den Auswerfer 1 eingreift, betätigt. Der Schieber 13 wiederum wird über einen Antrieb betätigt, der jedoch nicht dargestellt ist und auch nicht Gegenstand der Erfindung ist.
Die eingeführte Chipkarten 10 ist über zwei Verriegelungs- Schieber 2 in der eingeschobenen Position verriegelt. Dazu sind an den Verriegelungsschiebern 2 Endabschnitte 11 vorgesehen, die im verriegelten Zustand vor die Chipkarte 10 ge- schoben sind und daher die Chipkarte 10 nicht mehr entnommen werden kann.
Der Antrieb der Verriegelungsschieber 2 erfolgt über ein Zahnrad 3, das zwei gezahnte Bereiche aufweist, die mit zahnstangenformigen Abschnitten 4 der Verriegelungsschieber 2 in Eingriff stehen. Über eine Drehung des Zahnrades 3 im Uhrzeigersinn werden die Verriegelungsschieber 2 nach außen geschoben, so daß die Überdeckung 11 der Verriegelungsschieber mit der Chipkarte 10 aufgehoben wird und die Chipkarte entnommen werden kann.
Der Antrieb des Zahnrades 3 erfolgt über einen Stift 5, der am vorderen Ende des Auswerfers 1 angeordnet ist, und der in eine Kulissenführung 6 eingreift, die an dem Zahnrad 3 gebildet ist. Das Zusammenwirken des Stifts 5 des Auswerfers 1 mit der Kulissenführung 6 ist in der Figur 2 im Detail dargestellt. Die Kulissenführung 6 weist zwei zueinander winkelige Abschnitte 8 und 9 auf, wobei sich der erste Abschnitt 8 quer zur Auswurfrichtung erstreckt, wenn die Chipkarte 10, wie im dargestellten Fall, eingeschoben ist. In einem Winkel von ca. 120° gegenüber dem ersten Abschnitt 8 erstreckt sich der zweite Kulissenabschnitt 9.
Der AuswurfVorgang läuft folgendermaßen ab. Der zentrale Aus- werfer 1, welcher in der Figur 2 gestrichelt dargestellt ist, und der eine Kraft von einem Auswurfgetriebe auf das Verriegelungssystem weiterleitet, greift mit dem Stift 5 in den ersten Abschnitt 8 der Kulissenführung 6 ein. Statt eines ein- genieteten Stifts, wie dargestellt, können auch andere Mittel eingesetzt werden, z. B. tiefgezogene Elemente an einem aus Blech gefertigten Auswerfer, angespritzte Kunststoffele ente usw.. Die sichelförmige, durch zwei Abschnitte gebildete Kulissenführung ermöglicht, daß zwei Arbeitsschritte durchge- führt werden. Bei einer Verschiebung des Auswerfers 1 in Auswurfrichtung übt der Stift 5 eine Kraft auf das Zahnrad 3 derart aus, daß dieses eine Drehbewegung ausführt. Die Zähne des Zahnrades 3 greifen in zahnstangenförmige Abschnitte 4 der Verriegelungsschieber 2 ein und verschieben diesen nach außen. Gleichzeitig mit der Öffnung der Verriegelung wird die Chipkarte 10 um eine kleine Wegstrecke nach außen befördert.
Da die Verriegelungsschieber 2 nur einen relativ kleinen Weg im Vergleich zum Auswurfweg der Chipkarte 10 bewältigen müssen, muß nach dem kompletten Öffnung der Verriegelung die Drehbewegung des Zahnrades 3 von der Auswurfbewegung entkop- pelt werden. Diese Entkopplung wird dadurch realisiert, daß die Bewegungsrichtung des Auswerfers 1 mit der Richtung des zweiten Abschnitts 9 der Kulissenführung 6 übereinstimmt, wenn die Verriegelung gelöst ist. Nachdem nämlich das Zahnrad 3 soweit gedreht ist, daß die Verriegelung geöffnet ist, liegt der zweite Abschnitt 9 der Kulissenführung 6 über einer Führungsnut 7, die in Auswurfrichtung verläuft und die sicherstellt, daß der Auswerfer 1 in Auswerfrichtung bewegt wird. 'Bei einer weiteren Auswurfbewegung des Auswerfers 1 wird daher keine Kraft mehr auf das Zahnrad 3 und die Verrie- gelungsschieber 2 ausgeübt, so daß diese in ihrer Position verbleiben und gleichzeitig ein Verrutschen der Verriegelungsschieber 2 nach innen verhindert ist .
In den Figuren 3 und 4 sind zwei Momentaufnahmen bei dem Aus- werfen einer Chipkarte 10 dargestellt. In der Figur 3 hat sich das Zahnrad 3 bereits teilweise gedreht und die Verriegelungsschieber 2 haben sich teilweise geöffnet. Die Position der Chipkarte 10 in der Chipkartenaufnahme hat sich minimal nach außen verschoben. In der Figur 4 ist die Chipkarte 10 bereits weitgehend ausgeworfen. Die Verriegelung ist vollständig geöffnet, d. h. die Verriegelungsschieber 2 sind in ihrer äußersten Position. Wie anhand der Position des Stifts 5 in der Kulissenführung 6 zu erkennen ist, steht noch ein weiterer Spielraum zum weiteren Auswerfen der Chipkarte 10 zur Verfügung, so daß die Chipkarte 10 von einem Benutzer gut gegriffen und herausgenommen werden kann. Die Figur 5 zeigt eine detailliertere Darstellung der Zwischenposition von Figur 3. Den durch die in der Figur 5 markierte Längsachse A-A verlaufenden Längsschnitt zeigt die Figur 6. Dort ist die extrem flache Bauweise des Verriegelungs- mechanismus gut zu erkennen. Im Vergleich zu der Dicke der Chipkarte 10 ergibt sich, daß die Höhe des Verriegelungsmechanismus ca. 4 mm beträgt. Unterhalb des Verriegelungsmechanismus befindet sich noch eine Abdeckung 12, die in die Höhe von 4 mm bereits eingerechnet ist.
Beim Einführen einer Chipkarte laufen die gleichen Schritte ab, jedoch in umgekehrter Reihenfolge. Zunächst wird die Chipkarte 10 eingeführt und dabei über die Mitnehmer 14 der Auswerfer 1 zurückgeschoben. Anschließend, wenn der Stift 5 in den ersten Abschnitt der Kulissenführung 6 eintritt, bewirkt das Einschieben der Chipkarte eine Drehbewegung des Zahnrades 3 im Gegenuhrzeigersinn und dadurch ein Verschieben der Verriegelungsschieber 2 nach innen, wodurch sich die Endabschnitte 11 der Verriegelungsschieber 2 vor die Chipkarte 10 schieben, so daß diese in der eingeschobenen Position verriegelt ist und nicht manuelle entnommen werden kann. Anschließend kann ein Lese- oder Schreibvorgang zwischen dem Gerät, dessen Teil die Chipkartenaufnahme ist, und dem Chip der Chipkarte beginnen.

Claims

Patentansprüche
1. Chipkartenaufnahme mit einem Auswerfer (1) und - mindestens einem mit diesem gekoppelten Verriegelungsarm (2) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Steuerung des mindestens einen Verriegelungsarms (2) ein Zahnrad (3) vorgesehen ist, das in einen zahn- stangenförmigen Abschnitt (4) der Verriegelungsarme (2) eingreift, wobei der Antrieb des Zahnrades (3) über eine Nase (5) des Auswerfers (1) erfolgt, die in eine an dem Zahnrad (3) vorgesehene Kulissenführung (6) eingreift .
2. Chipkartenaufnahme nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Nase ein an dem Auswerfer (1) angebrachter Stift
(5) ist, der sich durch die Kulissenführung (6) er- streckt und auf der anderen Seite der Kulissenführung
(6) in eine Führungsnut (7) hineinreicht, wobei die Führungsnut (7) in der Auswurfrichtung verläuft.
3. Chipkartenaufnahme nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Kulissenführung (6) zwei zueinander winkelige Abschnitte (8, 9) aufweist, wobei der erste Abschnitt (9) bei eingesteckter Chipkarte (10) im wesentlichen quer zur Auswurfrichtung verläuft und sich die Nase (5) durch den ersten Abschnitt (8) erstreckt, und wobei der zweite Abschnitt (9) bei ausgeworfener Chipkarte (10) in Auswurfrichtung verläuft und sich die Nase (5) durch den zweiten Abschnitt (9) erstreckt.
4. Chipkartenaufnahme nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Winkel zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt (8, 9) 120° bis 135° beträgt.
Chipkartenaufnahme nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Zahnrad (3) an den beiden bei eingesteckter Chipkarte (10) im wesentlichen quer zur Auswurfrichtung verlaufenden Bereichen Zähne aufweist, die jeweils einen Verriegelungsarm (2) betätigen.
Verwendung der Chipkartenaufnahme nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in einem digitalen Fahrtenschreiber.
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