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DE3221997A1 - Vorrichtung zum ueberwachen von gepanzerten raeumen, insbesondere von tresoren und kassenschraenken, und zum erzeugen eines alarmsignales, wenn ein einbruchversuch unternommen wird - Google Patents

Vorrichtung zum ueberwachen von gepanzerten raeumen, insbesondere von tresoren und kassenschraenken, und zum erzeugen eines alarmsignales, wenn ein einbruchversuch unternommen wird

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DE3221997A1
DE3221997A1 DE19823221997 DE3221997A DE3221997A1 DE 3221997 A1 DE3221997 A1 DE 3221997A1 DE 19823221997 DE19823221997 DE 19823221997 DE 3221997 A DE3221997 A DE 3221997A DE 3221997 A1 DE3221997 A1 DE 3221997A1
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Germany
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acoustic
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DE19823221997
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Walter 3053 Münchenbuchsee Enkerli
Werner Kormann
Heinz Pieren
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Securiton AG
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Securiton AG
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    • E05G1/10—Safes or strong-rooms for valuables with alarm, signal or indicator
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
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    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/16—Actuation by interference with mechanical vibrations in air or other fluid
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Description

SECURITON AG Zollikofen (Schweiz)
Vorrichtung zum Ueberwachen von gepanzerten Räumen, insbesondere von Tresoren und Kassenschränken, und zum Erzeugen eines Alarmsignalesf wenn ein Einbruchversuch unternommen wird
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ueberwachen von gepanzerten Räumen, insbesondere von Tresoren und Kassenschränken, und zum Erzeugen eines Alarmsignales, wenn ein Einbruchversuch unternommen wird, mit einem akustisch-elektrischen Wandler, an dessen Ausgang ein erster Signalpfad angeschlossen ist, welcher auf kurzzeitig auftretende Signale grosser Amplituden anspricht und eine Verstärkerstufe, einen ersten Schwellwertdetektor aufweist, und an dessen Ausgang ein zweiter Signalpfad angeschlossen ist, welcher auf länger anhaltende Signale mit bedeutend kleineren Amplituden anspricht als der erste Signalpfad und eine Verstärkerstufe sowie einen Schwellwertdetektor aufweist, wobei die beiden Signalpfade an eine gemeinsame Ausgangsstufe, zum Erzeugen des Alarmsignals, angeschlossen sind.
Es sind Vorrichtungen gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bekannt, welche insbesondere zum Erfassen von bei Einbruchversuchen durch Sägen, Feilen, Bohren oder Schweissen erzeugten Körperschwingungen des geschützten Objektes dienen. Die bekannten Vorrichtungen ermöglichen jedoch den bei einer mechanischen oder thermischen Bearbeitung von gepanzerten Räumen entstehenden Körperschall nur dann zu detektieren, wenn die eingestellte Empfindlichkeit der Vorrichtung genügend gross ist, so dass die Gefahr der Auslösung von Fehlalarmen, z.B. durch Umgebungseinflüsse besteht. Ferner wird in den bekannten Vorrichtungen kein Alarm bei Sabotageversuchen, sowohl durch Erhitzen als auch durch Einfrieren der Vorrichtung, ausgelöst. Auch sollen solche Vorrichtungen unempfindlich gegen alle möglichen Um-
gebungseinflüsse sein, wie z.B. magnetische und elektrische Felder, elektrische Störspannungen und Erdausgleichströme, mechanische Umgebungsgeräusche, Luftschall und ungewollte mechanische Schläge.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe eine Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 zu schaffen, welcher die obengenannten Nachteile nicht anhaften und die unempfindlich ist gegen die genannten Umgebungseinflüsse. Insbesondere eignet sich die erfindungsgemässe Vorrichtung für die Auswertung von durch thermische Bearbeitung mittels einer Sauerstofflanze erzeugten Signalen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschema der erfindungsgemässen Vorrichtung Fig. 2 ein Schaltschema der erfindungsgemässen Vorrichtung Fig. 3 einen akustisch-elektrischen Wandler im Schnitt.
Gemäss Fig. 1 wird das vom akustisch-elektrischen Wandler 1 erzeugte Signal einer Verstärkerstufe 2 eines ersten Schaltungspfades A und einer Verstärkerstufe 8 eines zweiten Schaltungspfades B zugeführt. Auf die Verstärkerstufe 2 folgt ein Schwellwertdetektor 3, während der Verstärkerstufe 8 ein Schwellwertdetektor 9 nachgeschaltet ist. Die Verstärkerstufen 2 und 8 und die Schwellwertdetektoren 3 und 9 sind so dimensioniert, dass der Schwellwertdetektor 3 erst auf ein mindestens hundertmal grösseres Wandlersignal anspricht als der Schwellwertdetektor 9. Beim Vorhandensein eines Signals am Ausgang des Schwellwertdetektors 3 steigt die Ausgangsspannung des nachgeschalteten Integrationsgliedes 4 rasch an bis zum Erreichen der Referenzspannung eines folgenden Schwellwertdetektors 5, welcher an .eine Torschaltung 6 angeschlossen ist, die ein Alarmrelais 7 ansteuert·
Beim Vorhandensein eines Signales am Ausgang des Schwellwertdetektors 9, wird dieses einem folgenden Impulsformer 10 zugeführt, welcher an ein.-Integrationsglied 11 angeschlossen ist, dessen Ausgangsspannung langsam steigt und die Ausgangsstufe 6, 7 ansteuert.
Der Signalpfad A dient somit zur Erkennung von kurzzeitig auftretenden Signalen grosser Amplituden, wie sie durch eine Sprengexplosion entstehen, während der Signalpfad B auf bedeutend kleinere Signalamplituden und langer anhaltende Signale anspricht, wie sie z.B.. durch Sägen, Feilen oder Bohren entstehen.
Ein Ueberwachungskreis C weist einen Temperaturmelder 12 auf, welcher an einen Eingang einer Torschaltung 13 angeschlossen ist. Der andere Eingang der Torschaltung 13 ist mit dem Ausgang des· akustisch - elektrischen Wandlers 1 verbunden. Der Ausgang der Torschaltung 13 ist an die Ausgangsstufe 6,7 angeschlossen. Der Ueberwachungskreis C dient zur thermischen Ueberwachung der Vorrichtung bei Erhitzen oder Einfrieren zwecks Sabotage und zur Ueberwachung der elektrischen Verbindung zwischen dem akustisch-elektrischen Wandler 1 und der Auswerteschaltung der Vorrichtung.
Die Fig. 2 zeigt ein Beispiel für das Schaltschema der erfindungsgemässen Vorrichtung, welches mit besonders geringem Aufwand an Schaltungsmitteln realisierbar ist. Der Signalpfad A weist im wesentlichen zwei RC-Glieder 14, 15 und 16, 17, einen Schwellwertdetektor 18 ein Integrationsglied 20, 21 und einen Schwellwertdetektor 22 auf.
Ein z.B. bei Explosion auftretendes Signal wird über eine frequenzselektive Stufe, gebildet durch zwei RC-Glieder 14, 15 und 16, 17, geleitet. Diese Stufe bildet ein Bandpass für die bei einer Explosion auftretenden Frequenzen. Das gefilterte Signal wird in einem Schwellwertdetektor 18 mit einer Referenzspannung Ul verglichen. Wenn die Signalspannung grosser als die Referenzspannung Ul ist, erscheint am Ausgang des Schwellwertdetektors
-A-
18 ein Rechtecksignal. Dieses wird mit einer an den Ausgang des Schwellwertdetektors 18 angeschlossenen Diode 19 gleichgerichtet und dem Integrationsglied, bestehend aus einem Widerstand 20 und einem Kondensator 21, zugeführt. Die Integrationszeitkonstante beträgt einige Millisekunden. Wenn die Ausgangsspannung des Integrationsgliedes 20, 21 grosser als die Referenzspannung U2 des Schwellwertdetektors 22 wird, gibt dieser ein Signal ab, das über eine Diode 23 die Ausgangsstufe, bestehend aus einem Schwellwertdetektor 24 mit einer Referenzspannung U3, einem Transistor 26 und einem Relais 25, ansteuert und einen Alarm auslöst.
Der Signalpfad B dient zur Auswertung von länger anhaltenden Signalen mit bedeutend kleineren Amplituden als der Signalpfad A, wie sie bei einer mechanischen oder thermischen Bearbeitung eines Tresors auftreten. Das vom akustisch-elektrischen Wandler 1 erzeugte elektrische Signal wird einer frequenzselektiven Verstärkerstufe, bestehend aus einem Verstärker 27 und einem Doppel T-Filter 28 bis 33 zugeführt. Das verstärkte Signal steuert über einen Widerstand 34 den Schwellwertdetektor 35 an. Wenn die Signalspannung grosser als die Referenzspannung U5 ist, erscheinen am Ausgang des Schwellwertdetektors 35 Rechtecksignale. Der nachfolgende Impulsformer weist einen Transistor 36, und einen Schwellwertdetektor 39 auf. Der Kollektor des Transistors 36 ist über einen Kondensator 3 7 und einen zu diesem parallel geschalteten Widerstand 38 an Erde gelegt. Ferner ist der Kollektor des Transistors 36 mit einem Eingang des Schwellwertdetektors 39 verbunden, an dessen anderem Eingang eine Referenzspannung Ü6 liegt. Der Ausgang des Schwellwertdetektors 3 9 ist über eine Diode 4 0 an ein Integrationsglied 41 bis 4 4 angeschlossen, welches über einen Widerstand 45 mit der Ausgangsstufe 24 bis 26 verbunden ist.
Die Funktion des Impulsformers 36 bis 39 wird z.B. im Zusammenhang mit der thermischen Bearbeitung des Tresors mittels einer Sauerstofflanze beschrieben, bei welcher Geräusche entstehen, die am Ausgang des akustisch-elektrischen Wandlers ein Signal
- β -•J.
verursachen, dessen Frequenz ungefähr 8 kHz und Amplitude 50(u.V beträgt und welches ungefähr alle 100 ms eine Spannungsspitze von 1 mV aufweist. Die Wiederholungsfrequenz der Spannungsspitzen beträgt somit einige Hertz. Um die Spannungsspitzen integrieren zu können, müssen diese in Rechteckimpulse umgewandelt werden, deren Impulsdauer genügend gross ist und die von einem nachgeschalteten Integrationsglied 41 bis 44 integriert werden. Das Signal wird dem Schwellwertdetektor 35 zugeführt, an dessen Ausgang periodisch eine Gruppe von Rechteckimpulsen erscheint, wobei die Dauer jedes Impulses 0,5 ms beträgt. Diese Impulse werden dem Impulsformer 36 bis 39, dessen RC-Glied 37, 38 eine Zeitkonstante von 60 ms aufweist, zugeführt und am Ausgang des Schwellwertdetektors 39 erscheinen Rechteckimpulse, wobei die Dauer jedes Impulses mindestens 50 ms ist. Diese Impulse werden über die Diode 40 dem Integrationsglied, welches einen Verstärker 44 und ein RC-Glied 41, 43 aufweist, zugeführt. Die Integrationszeit ist ungefähr 10 s und sie wird durch das RC-Glied 41, 43 bestimmt. Diese Integrationszeit entspricht einer annehmbaren Alarmverzögerung und einer optimalen Empfindlichkeit in Bezug auf Fehlalarme. Das RC-Glied 42, 43 hat eine Zeitkonstante von ungefähr 1 Minute. Wenn die Ausgangsimpulse des Schwellwertdetektors 39 während einer Dauer erscheinen die kleiner ist als 10 s, bewirkt das RC-Glied 42, 43, dass die Ingrationsspannung Null wird und ein eventueller Fehlalarm verhindert wird. Der Ausgang des Integrationsgliedes 41 bis 44 ist über den Widerstand 45 an die Ausgangsstufe 24 bis 26 angeschlossen, wobei die Integrationsspannung diese Ausgangsstufe ansteuert und einen Alarm auslöst.
Dadurch, dass die Spannungsspitzen des Signals anstelle des Mittelwertes der Signalspannung ausgewertet werden, kann die Empfindlichkeit der Vorrichtung derart klein gewählt werden, dass durch Umgebungseinflüsse ausgelöste Fehlalarme vermieden werden können.
Der Impulsformer 36 bis 3 9 und das Integrationsglied 41 bis 44
-JS-
•40·
können durch einen Zähler ersetzt werden, wobei der Zähler derart ausgebildet sein muss, dass er ein Signal abgibt, wenn er eine bestimmte Anzahl von Impulsen innerhalb einer bestimmten Zeit vom Schwellwertdetektor 35 erhält. Dieses Signal wird der Ausgangsstufe 24 bis 2 6 zugeführt und löst einen Alarm aus.
Der Ueberwachungskreis C weist Schaltelemente 46 bis 53 auf. Die zwei NTC-Widerstände 4 7 und 48 bilden zusammen mit den Widerständen 4 6 und 49 einen Temperaturfühler. Dieser gibt eine temperaturabhängige Gleichspannung ab, die über eine Diode 51 an einen Eingang eines Schwellwertdetektors 52 mit Referenzspannung U4 angelegt ist. Wenn die obere oder untere Grenztemperatur der Vorrichtung erreicht ist, erscheint am Ausgang des Schwellwertdetektors 52 ein Signal, welches über eine Diode der Ausgangsstufe 24 bis 26 zugeführt wird und einen Alarm auslöst.
Ferner wird der akustisch-elektrische Wandler 1 und die elektrische Verbindung zwischen diesem und der Auswerteschaltung 52, 24 bis 26 überwacht. Die an den Ausgang des Wandlers 1 angelegte Gleichspannung wird über einen Widerstand 5 0 dem Schwellwertdetektor 52 zugeführt und mit der Referenzspannung U4 verglichen. Bei einem Defekt des Wandlers 1, Kurzschluss oder Unterbruch der genannten Verbindung, erscheint am Ausgang des Schwellwertdetektors 52 ein Signal, welches über eine Diode 53 der Ausgangsstufe 24 bis 2 6 zugeführt wird und einen Alarm auslöst.
In der Ausgangsstufe 24 bis 26 steuert das Ausgangssignal des Schwellwertdetektors 24 den Transistor 26 an, welcher das Alarmrelais 25 betätigt. Dieses Relais ist in einem Ruhestromkreis geschaltet, so dass im Alarmfall das Relais stromlos wird und einen Alarm auslöst. Durch diesen Ruhestromkreis wird auch bei Betriebsspannungsausfall der Vorrichtung ein Alarm ausgelöst. Zur Uebertragung des Alarms steht ein potentialfreier Umschaltkontakt zur Verfügung.
•41«.
Der in Fig. 3 im Schnitt dargestellte akustisch-elektronische Wandler dient zur Aufnahme von mechanischen Schwingungen (Körperschall) , die bei Einbruchversuchen in gepanzerten Räumen entstehen und zur Umwandlung derselben in elektrische Signale. Dieser Wandler weist eine mit einem Gewindebolzen 61 versehene Schallaufnahmehülse 60 aus Stahl auf, welche auf einer nicht gezeigten Grundplatte aus Stahl, die einen Teil eines zweiteiligen Gehäuses der Vorrichtung bildet, mittels des Gewindebolzens 61 befestigt ist. Auf der Grundplatte ist eine Isolierplatte aus Glasepoxyd aufgeklebt, mittels welcher die Grundplatte auf dem zu überwachenden Bauwerk aufliegt und mit zwei Bolzen auf diesem befestigt ist.
In der Schallaufnahmehülse 60 ist ein Isolierrohr 62 und ein piezoelektrisches Element 63, z.B. aus Keramik angeordnet. Auf dem piezoelektrischen Element 63 ist eine Messingscheibe 64 montiert. Zwischen einem Anschlussplättchen 66 und der Messingscheibe 64 befindet sich eine Feder 65. Die Wirkung der Feder 65 und der Messingscheibe 64 ist, dass der piezoelektrische Effekt verstärkt wird. Die Verstärkung des piezoelektrischen Effekts verursacht eine wesentliche Verbesserung der Empfindlichkeit des akustisch-elektrischen Wandlers. Dadurch kann die elektrische Signalverstärkung in der Auswerteschaltung der Vorrichtung kleiner sein, was einen grösseren elektrischen Störabstand ergibt.
Gegen äussere Beeinflussung der Funktionen der Vorrichtung wurden folgende Massnahmen vorgesehen. Um eine gute elektrische und magnetische Abschirmung zu verwirklichen, wurde das zweiteilige Gehäuse der Vorrichtung aus Stahl hergestellt, so dass es zusätzlich einen wirksamen mechanischen Schütz der ganzen Vorrichtung bildet. Um Einstreuung magnetischer und elektrischer Störungen in den Eingangskreis der Auswerteschaltung der Vorrichtung zu verhindern, ist das Gehäuse mit dem Null-Potential dieser Schaltung galvanisch verbunden.

Claims (11)

SECÜRITON AG Zollikofen / BE (CH) Patentansprüche
1. Vorrichtung zum üeberwachen von gepanzerten Räumen, insbesondere von Tresoren und Kassenschränken, und zum Erzeugen eines Alarmsignals, wenn ein Einbruchversuch unternommen wird, mit einem akustisch-elektrischen Wandler (1), an dessen Ausgang zwei Signalpfade (A, B) angeschlossen sind, wobei der erste Signalpfad (A) auf-kurzzeitig auftretende Signale grosser Amplituden anspricht und eine Verstärkerstufe (2), einen ersten Schwellwertdetektor (3), ein Integrationsglied (4) und einen zweiten Schwellwertdetektor (5) aufweist, und der zweite Signalpfad (B) auf langer anhaltende Signale mit bedeutend kleineren Amplituden anspricht als der erste Signalpfad, und eine Verstärkerstufe (8) sowie einen Schwellwertdetektor (9) aufweist, und wobei die beiden Signalpfade an eine gemeinsame Ausgangsstufe (6, 7), zum Erzeugen des Alarmsignales angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Signalpfad (B) analoge (10, 11) oder digitale Mittel dem Schwellwertdetektor (9) nachgeschaltet sind, welche zur Auswertung von Signalspannungsspitzen dienen, die dem Schwellwertdetektor (9) zugeführt werden und einen bestimmten Wert überschreiten, und
dass der akustisch-elektrische Wandler (1) ein piezoelektrisches Element (63) aufweist, auf welchem zwecks Empfindlichkeitsverbesserung des Wandlers eine Messingscheibe (64) angeordnet ist, die mittels einer Feder (65) gegen das piezoelektrische Element angedrückt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die analogen Mittel durch einen Impulsformer (10) und ein Integrationsglied (11) gebildet sind.
_ nf _
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulsformer (10) derart beschaffen ist, dass er mehrere periodisch erscheinende Impulse, deren Dauer ungefähr 0,5 )is beträgt, in nicht periodisch erscheinende Impulse umwandelt, deren Dauer mindestens 5 0 ms beträgt, welche vom nachgeschalteten Integrationsglied (11) integriert werden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulsformer einen Transistor (36) und einen Schwellwertdetektor (39) aufweist, wobei der Kollektor des Transistors mit einem RC-Glied (37, 38), dessen Zeitkonstante 60 ms beträgt und einem Eingang des Schwellwertdetektors (39) des Impulsformers verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die digitalen Mittel durch einen Zähler gebildet sind, und
dass der Zähler derart ausgebildet ist, dass er ein Alarmsignal abgibt, wenn eine bestimmte Anzahl von Impulsen innerhalb einer bestimmten Zeit vom Schwellwertdetektor (9) dem Zähler zugeführt wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch einen an den akustisch-elektrischen Wandler (1) und an die Ausgangsstufe (6, 7) angeschlossenen Ueberwachungskreis (C) zur thermischen Ueberwachung der Vorrichtung bei Erhitzen oder Einfrieren und zur Ueberwachung der elektrischen Verbindung zwischen dem akustisch-elektrischen Wandler (1) und der Auswerteschaltung der Vorrichtung, welcher einen Temperaturmelder (12) aufweist, der einen Eingang einer Torschaltung (13) angeschlossen ist, deren anderen Eingang mit dem Ausgang des akustisch-elektrischen Wandlers (1) verbunden ist und deren Ausgang an die Ausgangsstufe (6,7) angeschlossen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass der Temperaturmelder durch einen ersten NTC-Widerstand (47), welcher in Reihe mit einem ohmischen Widerstand (46) geschaltet ist und durch einen zweiten NTC-Widerstand (48), welcher parallel zu einem ohmischen Widerstand (49) geschaltet ist, gebildet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Signalpfad (A) eine frequenzselektive Stufe aufweist, welche durch zwei RC-Glieder (14, 15) und (Ϊ6, 27) gebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass das Integrationsglied im zweiten Signalpfad (B) einen Verstärker (44) und ein erstes RC-Glied (41, 43) aufweist, wobei die Integrationszeit ungefähr 10 s beträgt, und dass das Integrationsglied ein zweites RC-Glied (42, 43) aufweist, dessen Zeitkonstante ungefähr 1 Minute beträgt, wobei das Ganze derart ausgebildet ist, dass wenn die Ausgangsimpulse des Impulsformers (36 bis 39) während einer Dauer erscheinen, die kleiner als 10 s ist, die Integrationsspannung Null wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein zweiteiliges Gehäuse aus Stahl aufweist, dass ein Teil des Gehäuses durch eine Grundplatte gebildet ist, und
dass der akustisch-elektrische Wandler auf der Grundplatte montiert ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
dass ein piezoelektrisches Element (64) des akustisch-elektrischen Wandlers in einer Schallaufnahmehülse (60) aus Stahl angeordnet ist, welche mit einem Gewindebolzen (61) versehen ist,
dass die Schallaufnahmehülse (60) auf der Grundplatte aus
_ AmA _
. If-
Stahl mittels des Gewindebolzens (61) befestigt ist,
dass auf der Grundplatte eine Isolierplatte aus Glasepoxyd aufgeklebt ist, die zur elektrischen Isolierung der Grundplatte vom zu überwachenden Bauwerk dient, und
dass das Gehäuse mit dem Null-Potential der elektrischen
Auswerteschaltung der Vorrichtung galvanisch verbunden ist.
DE19823221997 1982-06-11 1982-06-11 Vorrichtung zum ueberwachen von gepanzerten raeumen, insbesondere von tresoren und kassenschraenken, und zum erzeugen eines alarmsignales, wenn ein einbruchversuch unternommen wird Granted DE3221997A1 (de)

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