DE29902762U1 - Spacers for display modules - Google Patents
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Die Erfindung betrifft einen Abstandhalter zur Verbindung eines Anzeigemoduls mit einer Elektronikplatine, wobei das Anzeigemodul in Reihen angeordnete Kontaktstifte zur elektrischen Ansteuerung von Anzeigesegmenten umfaßt.The invention relates to a spacer for connecting a display module to an electronic board, wherein the display module comprises contact pins arranged in rows for electrically controlling display segments.
Anzeigemodule werden in vielfältiger Art zur Visualisierung von Zuständen in elektrischen Geräten eingesetzt. Die Anzahl an Segmenten eines Anzeigemoduls und somit an entsprechenden elektrischen Kontakten, die üblicherweise als Kontaktstifte in Reihen von der Anzeigefläche eines Anzeigemoduls abstehen, bestimmt sich aus Anzahl und Art der darzustellenden Zustände und kann zum Teil recht groß sein. Um die Anzeigefläche anzusteuern, sind die Kontaktstifte über Stecker oder Lötpunkte mit einer Ansteuerung verbunden. Werden dieDisplay modules are used in a variety of ways to visualize states in electrical devices. The number of segments of a display module and thus of corresponding electrical contacts, which usually protrude in rows from the display surface of a display module as contact pins, is determined by the number and type of states to be displayed and can sometimes be quite large. In order to control the display surface, the contact pins are connected to a control via plugs or soldering points. If the
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Kontaktstifte angelötet, so ist es üblich, die Kontaktstifte zuerst durch Durchkontaktierungen in der Elektronikplatine hindurchzustecken und auf der dem Anzeigemodul abgewandten Seite der Elektronikplatine zu löten. Insbesondere für das Löten im Lötbad ist ein derartiger Aufbau günstig. In vielen Fällen ist die Länge der Kontaktstifte derart bemessen, daß der Körper des Anzeigemoduls und damit die Anzeigefläche in einer von der Elektronikplatine entfernten Ebene liegen können. Dies ist beispielsweise erforderlich, wenn aufragende Bauelemente, wie Taster, Schalter oder dergleichen, in einer Ebene mit der Anzeigefläche liegen sollen. Abstandhalter erfüllen dabei verschiedene Aufgaben. Sie ermöglichen, daß zum einen ein Anzeigemodul ohne die Gefahr des Verkippens verlötet werden kann und zum anderen die Verbindung zwischen einem Anzeigemodul und einer Elektronikplatine eine erhöhte mechanische Stabilität aufweist. Da Anzeigemodule oftmals kundenspezifisch angefertigt werden, sind auch Abstandhalter, falls diese eingesetzt werden, keine Standardteile. Meist werden jedoch relativ einfache Kunststoffteile, wie z.B. Säulen, Rohre, Quader usw., als Abstandhalter eingesetzt. Der Werkstoff Kunststoff hat dabei den Vorteil, sowohl kostengünstig zu sein als auch die Gefahr von ungewollten Kurzschlüssen zu vermeiden.If contact pins are soldered, it is usual to first insert the contact pins through through-holes in the electronic board and solder them on the side of the electronic board facing away from the display module. This type of structure is particularly advantageous for soldering in a solder bath. In many cases, the length of the contact pins is such that the body of the display module and thus the display surface can lie in a plane that is remote from the electronic board. This is necessary, for example, if protruding components, such as buttons, switches or the like, are to lie in the same plane as the display surface. Spacers fulfill various tasks. On the one hand, they enable a display module to be soldered without the risk of tipping over and, on the other hand, the connection between a display module and an electronic board has increased mechanical stability. Since display modules are often made to customer specifications, spacers, if they are used, are not standard parts. However, relatively simple plastic parts, such as columns, pipes, blocks, etc., are usually used as spacers. The advantage of plastic as a material is that it is both cost-effective and avoids the risk of unwanted short circuits.
Ein gemeinsames Problem der bekannten Anzeigemodule ist die Montage, da alle Kontaktstifte zu diesem Zweck durch die Elektronikplatine geführt werden müssen. Insbesondere bei einer großen Anzahl an Kontaktstiften des Anzeigemoduls entstehen leicht Probleme, wenn das Anzeigemodul beispielsweise beim Einsetzen verkippt wird, das Anzeigemodul nicht exakt über den zugeordneten Durchkontaktierungen positioniert ist und/oder nur ein einziger Kontaktstift in geringem Maße schräg steht. Dies kann zu Beschädigungen der Kontaktstifte führen, die das Anzeigemodul unbrauchbar machen.A common problem with known display modules is assembly, as all contact pins must be guided through the electronic board for this purpose. Particularly with a large number of contact pins on the display module, problems can easily arise if, for example, the display module is tilted when being inserted, the display module is not positioned exactly over the assigned vias and/or only a single contact pin is slightly slanted. This can lead to damage to the contact pins, which renders the display module unusable.
In vielen Fällen ist eine Hinterleuchtung der Anzeigemodule vorgesehen, die ein besseres Ablesen der Anzeigefläche, insbesondere bei Dunkelheit, ermöglicht. Hinterleuchtungsmodule sind auf dem Markt sowohl in Standardgrößen als auch in kundenspezifischen Größen erhältlich.In many cases, the display modules are backlit, which allows for better readability of the display surface, especially in the dark. Backlit modules are available on the market in both standard and customized sizes.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den gattungsgemäßen Abstandhalter derart weiterzuentwickeln, daß eine einfache sowie verläßliche Verbindung eines Anzeigemodul mit einer Elektronikplatine ermöglicht, um vor allem die Montage zu vereinfachen und Beschädi-The object of the present invention is to further develop the generic spacer in such a way that a simple and reliable connection of a display module with an electronic board is possible, in order to simplify assembly and prevent damage.
&Bgr;····
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gungen der Kontaktstifte des Anzeigemoduls während des Zusammenbaus zu vermeiden.to avoid damage to the contact pins of the display module during assembly.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Abstandhalter für jeden Kontaktstift des Anzeigemoduls jeweils ein Loch umfaßt, sich die Löcher von der dem Anzeigemodul zugewandten Oberseite des Abstandhalters zu der der Elektronikplatine zugewandten Unterseite der Abstandhaltung erstrecken, die Löcher kurzer als die Kontaktstifte sind, und die dem Anzeigemodul zugewandten Öffnungen der Löcher trichterförmig aufgeweitet sind.This object is achieved according to the invention in that the spacer comprises a hole for each contact pin of the display module, the holes extend from the top of the spacer facing the display module to the bottom of the spacer facing the electronic board, the holes are shorter than the contact pins, and the openings of the holes facing the display module are widened in a funnel shape.
Dabei ist bevorzugt, daß der Abstandhalter im wesentlichen aus Kunststoff ausgebildet ist. Auch wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß der Abstandhalter einteilig ausgebildet ist.It is preferred that the spacer is made essentially of plastic. The invention also proposes that the spacer is made in one piece.
Nach der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß die Löcher des Abstandhalters im Querschnitt im wesentlichen rund sind.According to the invention, it can also be provided that the holes of the spacer are essentially round in cross section.
Dabei kann vorgesehen sein, daß der Durchmesser jedes Lochs des Abstandhalters, außer im trichterförmigen Bereich, kleiner als der der zugeordneten Durchkontaktierung in der Elektronikplatine ist.It can be provided that the diameter of each hole of the spacer, except in the funnel-shaped area, is smaller than that of the associated through-hole in the electronic board.
Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Löcher des Abstandhalters asymmetrisch bezüglich Drehungen parallel zur Anzeigefläche des Anzeigemoduls angeordnet sind.Furthermore, it is proposed according to the invention that the holes of the spacer are arranged asymmetrically with respect to rotations parallel to the display surface of the display module.
Ferner wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Unterseite des Abstandhalters eine Ausnehmung zur Aufnahme von Ansteuerungselektronik für das Anzeigenmodul, insbesondere eines integrierten Schaltkreises (IC-Integrated Circuit), zwischen dem Abstandhalter und der Elektronikplatine aufweist.Furthermore, it is proposed according to the invention that the underside of the spacer has a recess for accommodating control electronics for the display module, in particular an integrated circuit (IC), between the spacer and the electronic board.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandhalter als Hinterleuchtungsmodul für das Anzeigemodul ausgebildet ist.A preferred embodiment of the invention is characterized in that the spacer is designed as a backlight module for the display module.
Dabei kann vorgesehen sein, daß der Abstandhalter auf seiner der Elektronikplatine züge-It can be provided that the spacer on its side facing the electronic board
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wandten Unterseite Stifte besitzt, die in Ausnehmungen in der Elektronikplatine zur Sicherung gegen ein Verdrehen des Abstandhalters greifen.has pins on the underside that engage in recesses in the electronic board to prevent the spacer from twisting.
Ferner wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Abstandhalter zumindest ein LED (Light Emitting Diode) Element zum Hinterleuchten des Anzeigemoduls, das insbesondere ein LCD - (Liquid Crystal Display) Element umfaßt, aufweist.Furthermore, it is proposed according to the invention that the spacer has at least one LED (Light Emitting Diode) element for backlighting the display module, which in particular comprises an LCD (Liquid Crystal Display) element.
Schließlich kann gemäß der Erfindung auch vorgeschlagen sein, daß die dem Anzeigemodul zugewandte Oberseite des Abstandhalters als Streuscheibe ausgebildet ist, und zumindest ein LED-Element unterhalb der Streuscheibe angeordnet ist.Finally, according to the invention, it can also be proposed that the top side of the spacer facing the display module is designed as a diffuser and at least one LED element is arranged below the diffuser.
Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß ein Abstandhalter gleichzeitig verschiedene Aufgaben, wie Sicherung der Lage eines Anzeigemoduls, Montagehilfe für das Einfuhren von Kontaktstifte eines Anzeigemoduls in eine Elektronikplatte, Schutz der Kontaktstifte, Erhöhung der Stabilität einer Einheit aus einem Anzeigemodul und einer Elektronikplatte und gegebenenfalls Hinterleuchtung des Anzeigemoduls, erfüllt indem er Löcher, die den Kontaktstiften des Anzeigenmoduls zugeordnet sind, aufweist, deren dem Anzeigemodul zugewandten Öffnungen trichterförmig aufgeweitet sind, und gegebenenfalls der Körper des Abstandhalters als Hinterleuchtungsmodul im wesentlichen einteilig ausgebildet ist.The invention is therefore based on the surprising finding that a spacer simultaneously fulfills various tasks, such as securing the position of a display module, assembly aid for inserting contact pins of a display module into an electronic board, protecting the contact pins, increasing the stability of a unit consisting of a display module and an electronic board and, if necessary, backlighting the display module, by having holes that are assigned to the contact pins of the display module, the openings of which facing the display module are widened in a funnel shape, and, if necessary, the body of the spacer is designed as a backlighting module essentially in one piece.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert wird. Dabei zeigt:Further features and advantages of the invention emerge from the following description, in which an embodiment of the invention is explained in detail using a schematic drawing. It shows:
Figur 1 Eine bevorzugte perspektivische Explosionsansicht einer AusführungsformFigure 1 A preferred perspective exploded view of an embodiment
eines Abstandhalters gemäß der Erfindung zusammen mit einem Anzeigemodul und einer Elektronikplatine;a spacer according to the invention together with a display module and an electronic board;
Figur 2 eine Querschnittsansicht des Abstandhalters gemäß Figur 1; undFigure 2 is a cross-sectional view of the spacer according to Figure 1; and
Figur 3 eine Draufsicht auf den Abstandhalter gemäß Figur 1.Figure 3 is a plan view of the spacer according to Figure 1.
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Die Figur 1 zeigt eine räumliche Anordnung aus einem Abstandhalter 10 zwischen einem Anzeigemodul 12 und einer Elektronikplatine 14. Das Anzeigemodul 12 besitzt in zwei Reihen angeordnete Kontaktstifte 16 zur elektrischen Ansteuerung von Anzeigesegmenten 28, 28', 28" zwecks Visualisierung von Zuständen oder Eingaben, von denen beispielhaft vier 7-Segment-Anzeigen 28, zwei 14-Segment-Anzeigen 28'und zwei Pfeile 28"als Sinnbilder dargestellt sind. Die einzelnen Anzeigesegmente 28, 28', 28" werden mittels elektrischer Signale an den Kontaktstiften 16 gesteuert. Zu diesem Zweck sind die Kontaktstifte 16 durch Durchkontaktierungen 26 der Elektronikplatine 14 zu stecken und von der Unterseite her zu verlöten.Figure 1 shows a spatial arrangement of a spacer 10 between a display module 12 and an electronic board 14. The display module 12 has contact pins 16 arranged in two rows for electrically controlling display segments 28, 28', 28" for the purpose of visualizing states or inputs, of which four 7-segment displays 28, two 14-segment displays 28' and two arrows 28" are shown as symbols by way of example. The individual display segments 28, 28', 28" are controlled by means of electrical signals on the contact pins 16. For this purpose, the contact pins 16 are to be inserted through the through-contacts 26 of the electronic board 14 and soldered from the underside.
Bei der Montage wird zuerst der Abstandhalter 10 auf die Elektronikplatine 14 aufgesetzt, wobei Stifte 22 auf der Unterseite des Abstandhalters 10 in Ausnehmungen 24 in der Elektronikplatine 14 greifen, so daß die Stifte 22 eine Führung beim Zusammenfügen und eine Sicherung gegen Verdrehen des Abstandhalters 10 bieten. Nachdem der Abstandhalter 10 mit der Elektronikplatine 14 verbunden ist, kann das Anzeigemodul 12 sehr einfach montiert werden, da - wie in Figur 2 und Figur 3 zu erkennen ist - den Kontaktstiften 16 des Anzeigemoduls Löcher 18 zugeordnet sind und die dem Anzeigemodul 12 zugewandten Öffnungen der Löcher 18 trichterförmig aufgeweitet sind, also in Form von Trichtern 34 ausgebildet sind. Die Trichter 34 stellen dabei Führungen für die Kontaktstifte 16 dar, die in geringem Maße sogar schräg stehenden Kontaktstiften 16 ohne präzise Ausrichtung des Anzeigemoduls 12 relativ zu dem Abstandhalter 10, also mit großer Toleranz, ermöglichen, in die Löcher 18 zu gleiten. Da der Abstandhalter 10 schon zu der Elektronikplatine 14 ausgerichtet ist, und die Länge der Löcher 18 geringer als die Länge der Kontaktstifte 16 gewählt ist, werden die Kontaktstifte 16 nach Durchgleiten der Löcher 18 auch durch die Durchkontaktierungen 26 geführt.During assembly, the spacer 10 is first placed on the electronic board 14, whereby pins 22 on the underside of the spacer 10 engage in recesses 24 in the electronic board 14, so that the pins 22 provide guidance during assembly and protection against twisting of the spacer 10. After the spacer 10 is connected to the electronic board 14, the display module 12 can be installed very easily, since - as can be seen in Figure 2 and Figure 3 - the contact pins 16 of the display module are assigned holes 18 and the openings of the holes 18 facing the display module 12 are widened in a funnel shape, i.e. are designed in the form of funnels 34. The funnels 34 represent guides for the contact pins 16, which to a small extent even allow slanted contact pins 16 to slide into the holes 18 without precise alignment of the display module 12 relative to the spacer 10, i.e. with a large tolerance. Since the spacer 10 is already aligned with the electronic board 14 and the length of the holes 18 is selected to be less than the length of the contact pins 16, the contact pins 16 are also guided through the vias 26 after sliding through the holes 18.
Die Unterseite des Abstandhalters 10 besitzt eine Ausnehmung 20, die Platz für eine nicht dargestellte Ansteuerungselektronik des Anzeigemoduls 12 insbesondere in Form eines integrierten Schaltkreises (IC Integrated Circuit) auf der Elektronikplatine 14 bietet. Die Ansteuerungselektronik ist ebenso wie andere Bauteile der Übersicht zuliebe nicht auf der Elektronikplatine 14 dargestellt.The underside of the spacer 10 has a recess 20, which provides space for a control electronics (not shown) of the display module 12, in particular in the form of an integrated circuit (IC Integrated Circuit) on the electronic board 14. The control electronics, like other components, are not shown on the electronic board 14 for the sake of clarity.
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Der Abstandhalter 10 stellt gleichzeitig ein Hinterleuchtungsmodul für das Anzeigemodul 12 dar, dessen Leuchtfläche 32 das Anzeigemodul 12 von hinten erhellt. Besonders günstig ist es daher, wenn der Abstandhalter 10 als LED - (Light Emitting Diode) Hinterleuchtungsmodul für ein LCD - (Liquid Crystal Display) Anzeigemodul 12 ausgebildet ist. Dabei kann, wie im Stand der Technik üblich, die dem LCD- Modul 12 zugewandte Leuchtfläche 32 von einer Streuscheibe gebildet und LED-Elemente innerhalb eines darunterliegenden Hohlraums angeordnet sein. Zur Ansteuerung des Hinterleuchtungsmoduls besitzt der Abstandhalter 10 zwei Kontaktstifte 30, die beim Aufsetzen des Abstandhalters 10 auf die Elektronikplatine 14 mit Kontakten zur Ansteuerung der Leuchtfläche 32 verbunden werden.The spacer 10 simultaneously represents a backlight module for the display module 12, whose luminous surface 32 illuminates the display module 12 from behind. It is therefore particularly advantageous if the spacer 10 is designed as an LED (light emitting diode) backlight module for an LCD (liquid crystal display) display module 12. As is usual in the prior art, the luminous surface 32 facing the LCD module 12 can be formed by a diffuser and LED elements can be arranged within a cavity underneath. To control the backlight module, the spacer 10 has two contact pins 30, which are connected to contacts for controlling the luminous surface 32 when the spacer 10 is placed on the electronic board 14.
Im wesentlichen ist der Abstandhalter 10 aus Kunststoff gefertigt, um eine hohe Freiheit bei der Formgebung des Bauteils bei gleichzeitig niedrigen Kosten zu ermöglichen.Essentially, the spacer 10 is made of plastic in order to allow a high degree of freedom in shaping the component while at the same time keeping costs low.
Da der Abstandhalter 10 einteilig ausgebildet ist, sind besonders wenig Arbeitsschritte bei der Montage notwendig. Dadurch können die Kosten für die Fertigung niedrig gehalten werden.Since the spacer 10 is made from one piece, very few work steps are required during assembly. This means that production costs can be kept low.
Die Löcher 18 des Abstandhalters 10 besitzen im wesentlichen eine runde Form, die einfach zu fertigen ist und eine möglichst reibungslose Führung ermöglicht.The holes 18 of the spacer 10 have a substantially round shape, which is easy to manufacture and enables the smoothest possible guidance.
In einer besonders vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der Durchmesser der Löcher 18 des Abstandhalters 10 kleiner als der Durchmesser der Löcher der Durchkontaktierungen 26 in der Elektronikplatine 14. Dadurch ist sichergestellt, daß auch unter Berücksichtigung der unvermeidlichen Toleranzen bei der Ausrichtung des Abstandhalters 10 auf der Elektronikplatine 14 die Kontaktstifte 16 beim Durchstecken durch die Elektronikplatine 14 nicht an den Rändern der Durchkontaktierungen 26 hängenbleiben können.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the diameter of the holes 18 of the spacer 10 is smaller than the diameter of the holes of the through-contacts 26 in the electronic board 14. This ensures that, even taking into account the unavoidable tolerances in the alignment of the spacer 10 on the electronic board 14, the contact pins 16 cannot get caught on the edges of the through-contacts 26 when pushing through the electronic board 14.
Eine ebenso günstige Ausführungsform sieht vor, daß die Löcher 18 des Abstandhalters 10 asymmetrisch bezüglich Drehungen parallel zur Anzeigefläche des Anzeigemoduls 12 angeordnet sind. Dies ermöglicht eine verdrehsichere Montage des Anzeigemoduls 12, da dieses bei versehentlich um 180° verdrehter Montage deutlich über die Ränder des Abstandhalters 10 übersteht und somit als Fehler auffällt. Zusätzliche mechanische Anschläge können sicherstellen, daß das Anzeigemodul 12 in der gedrehten Position nicht vollständig in den Abstand-An equally favorable embodiment provides that the holes 18 of the spacer 10 are arranged asymmetrically with respect to rotations parallel to the display surface of the display module 12. This enables the display module 12 to be mounted in a way that prevents it from twisting, since if it is accidentally rotated by 180°, it will protrude significantly beyond the edges of the spacer 10 and thus be noticed as a fault. Additional mechanical stops can ensure that the display module 12 does not completely slide into the spacer in the rotated position.
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halter 10 eingesetzt werden kann.holder 10 can be inserted.
Der Abstandhalter nach der Erfindung ermöglicht somit eine verbesserte Montage eines Anzeigemoduls und integriert auf geringem Bauraum eine Hintergrundbeleuchtung. Da die Kontaktstifte des Anzeigemoduls im wesentlichen von dem Abstandhalter umgeben sind, bietet der Abstandhalter zusätzlichen mechanischen und elektrischen Schutz für das Anzeigemodul. Auch für Anzeigemodule mit sehr langen Kontaktstiften wird damit ein sehr stabiler Aufbau ermöglicht.The spacer according to the invention thus enables improved assembly of a display module and integrates a background lighting in a small installation space. Since the contact pins of the display module are essentially surrounded by the spacer, the spacer offers additional mechanical and electrical protection for the display module. This also enables a very stable structure for display modules with very long contact pins.
Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung sowie den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.The features of the invention disclosed in the above description, the drawings and the claims can be essential both individually and in any combination for the realization of the invention in its various embodiments.
BOEHMERT & BOEHMERTBOEHMERT & BOEHMERT
Claims (11)
DIPU-INC. ALBERT BOEHMERT, PA (1902-199!)
WILHELM J. H. STAHLBERC, RA. Bm.
DR.-1NG. WALTER HOORMANN, PA·, Bianca
DIPL-PHYS. DR. HEINZ CODDAR. PA·, Manchen
DR.-ING. ROLAND LIESEGANG. PA·, Manchen
WOLF-DIETER KUNTZE, RA. Brems». Alicaae
DIPL.-PHYS. ROBERT MÜNZHUBER, Pa (1933-1992)
DR. LUDWIG KOUKER, RA, Brauen
DR. (CHEM.) ANDREAS WINKLER. PA·, Bremen
MICHAELA HUTH-DIERIG, EA, MCttchen
DIPU-PHYS. DR. MARION TÖNHARDT, PA·, DuaeUorf
DR. ANDREAS EBERT-WEIDENFELLER, RA. Bremen
DIPU-INO. EVA LIESEGANG, PA·, München80297 Munich DR.-ING. KARL BOEHMERT, PA (18».|973)
DIPU-INC. ALBERT BOEHMERT, PA (1902-199!)
WILHELM JH STAHLBERC, RA. Bm.
DR.-1NG. WALTER HOORMANN, PA·, Bianca
DIPL-PHYS. DR. HEINZ CODDAR. PA·, Manchen
DR.-ING. ROLAND LIESEGANG. PA·, Manchen
WOLF-DIETER KUNTZE, RA. Brems». Alicaae
DIPL.-PHYS. ROBERT MÜNZHUBER, Pa (1933-1992)
DR. LUDWIG KOUKER, RA, Brauen
DR. (CHEM.) ANDREAS WINKLER. PA·, Bremen
MICHAELA HUTH-DIERIG, EA, MCttchen
DIPU-PHYS. DR. MARION TÖNHARDT, PA·, DuaeUorf
DR. ANDREAS EBERT-WEIDENFELLER, LAWYER Bremen
DIPU-INO. EVA LIESEGANG, PA·, Munich
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1999
- 1999-02-16 DE DE29902762U patent/DE29902762U1/en not_active Expired - Lifetime
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