DE1288124B - Vertikalablenkschaltung für Fernsehempfänger - Google Patents
Vertikalablenkschaltung für FernsehempfängerInfo
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Description
1 2
Die Erfindung betrifft eine Vertikalablenkschaltung zeit nach Sperren der Entladeschaltung in den Intefür
Fernsehempfänger mit einem Transistorverstär- grationskondensator fließt, bis der Hilfstransistor in
ker, der während der Hinlaufzeit der Sägezahnablenk- den Sperrzustand gesteuert wird. Hierdurch wird der
schwingung durchlässig und während der Rücklauf- Integrationskondensator bei der Einleitung des Hinzeit
gesperrt ist, dessen Ausgang mit der Vertikal- 5 laufs der Sägezahnschwingung wesentlich schneller
ablenkspule verbunden ist und an dessen Eingang aufgeladen als während der übrigen Hinlaufzeit, so
ein Integrationskondensator liegt, welcher während daß die Ablenkung des Elektronenstrahls bereits am
der Hinlaufzeit aus einer Spannungsquelle aufgeladen obersten Bildrand linear erfolgt und eine unerwird,
und mit einer den Kondensator periodisch von wünschte Zusammendrängung dieses Bildteiles verder
Spannungsquelle abschaltenden schnell entladen- io mieden wird,
den Entladeschaltung. Bei einer Ablenkschaltung mit einem Transistor-
den Entladeschaltung. Bei einer Ablenkschaltung mit einem Transistor-
Es sind Vertikalablenkschaltungen bekannt, die verstärker, der mindestens einen Transistor enthält,
nach dem Prinzip des Miller-Integrators arbeiten und welcher zum Leiten eine bestimmte Eingangsspan-
einen sägezahnförmigen Strom für die Ablenkspule nung benötigt, ist insbesondere der Hilfstransistor so
der Kathodenstrahlröhre liefern. Hierbei wird die 15 bemessen, daß sein Strom den Integrationskonden-
Form des Ablenkstromes von einer mit Hilfe des sator zu Beginn der Hinlaufzeit auf die vorbestimmte
Integrationskondensators erzeugten Sägezahnspan- Eingangsspannung auflädt.
nung bestimmt; dieser Kondensator liegt in einem Die Steuerung des Hilfstransistors kann zweck-Gegenkopplungszweig
eines Transistorverstärkers mäßigerweise durch den Transistorverstärker erfolhoher
Verstärkung. Der Kondensator wird periodisch ao gen. Wenn der Transistorverstärker mindestens zwei
zu Beginn der Rücklaufzeit der Sägezahnschwingung hintereinandergeschaltete Transistoren enthält, deren
über einen Schalter entladen. Führt man diesem erster mit seiner Basis den Verstärkereingang bildet
Schalter den beim Absinken des die Ablenkspule und mit seinem Kollektor an die Basis des zweiten
durchfließenden Stromes entstehenden Rücklauf- gekoppelt ist, während der Emitter des zweiten Tranimpuls
zu, dann wird die Ablenkschaltung selbst- 25 sistors an einen zwischen der Ladespannungsquelle
schwingend. Diese Schwingung läßt sich durch die und einem Bezugspotential liegenden Spannungsteiler
Vertikalsynchronisierimpulse des Fernsehempfängers angeschlossen ist, kann hierzu die Basis des Hilfssynchronisieren.
transistors an den Emitter des zweiten Verstärker-
Bei derartigen Ablenkschaltungen ist für den Be- transistors geschaltet sein.
ginn der Hinlaufperiode an der Ablenkspule eine 30 Insbesondere für die Ablenkung von Weitwinkelendliche
Spannung erforderlich, welche den Verstär- röhren lassen sich Miller-Integratoren nicht unker
durchlässig macht. Wird diese endliche Spannung, mittelbar verwenden, sondern der Sägezahnstrom
was normalerweise der Fall ist, erst nach Ablauf einer muß S-förmig vorverzerrt werden, damit das Bildkleinen Verzögerungszeit, welche durch die normale raster in senkrechter Richtung linear wird. Zu diesem
Aufladung des Integrationskondensators bedingt ist, 35 Zweck wird bei der erfindungsgemäßen Ablenkschalzur
Verfügung gestellt, so erscheint das auf der Bild- tung dem Eingang des Verstärkers eine Korrekturröhre
wiedergegebene Bild am oberen Rand zusam- spannung zugeführt, die aus der an der Ablenkspule
mengedrängt. entstehenden Spannung nach Durchlauf einer Begren-
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaf- zer- und Integrationsschaltung gebildet wird und die
fung einer Vertikalablenkschaltung, bei der diese Ver- 40 gewünschte S-Form des Ausgangsstroms während
zerrung des oberen Bildteiles vermieden wird und des Hinlaufes bewirkt.
eine hohe Linearität der Ablenkung erreicht wird. Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeich-Hierzu
sieht die Erfindung einen besonderen zusatz- nung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispieles
liehen Ladekreis für den Integrationskondensator der Erfindung näher erläutert,
vor, mit Hilfe dessen dieser Kondensator zu Beginn 45 In der Zeichnung ist stark vereinfacht ein Fernsehder Hinlaufzeit der Sägezahnschwingung schneller empfänger dargestellt, der einen Empfangsteil 12 entauf die vorbestimmte Spannung aufgeladen wird, hält, an dessen Ausgangsklemmen P1, P2 Horizontalweiche zum Öffnen des Verstärkers erforderlich ist, bzw. Vertikalsynchronisationsimpulse auftreten und so daß die Ablenkung des Elektronenstrahls der Bild- an dessen Ausgangsklemme L ein Videosignal liegt. röhre auch am Anfang schon linear erfolgt. 50 Die Klemme P1 ist mit einer Horizontalablenkschal-
vor, mit Hilfe dessen dieser Kondensator zu Beginn 45 In der Zeichnung ist stark vereinfacht ein Fernsehder Hinlaufzeit der Sägezahnschwingung schneller empfänger dargestellt, der einen Empfangsteil 12 entauf die vorbestimmte Spannung aufgeladen wird, hält, an dessen Ausgangsklemmen P1, P2 Horizontalweiche zum Öffnen des Verstärkers erforderlich ist, bzw. Vertikalsynchronisationsimpulse auftreten und so daß die Ablenkung des Elektronenstrahls der Bild- an dessen Ausgangsklemme L ein Videosignal liegt. röhre auch am Anfang schon linear erfolgt. 50 Die Klemme P1 ist mit einer Horizontalablenkschal-
Zwar sind Vertikalablenkschaltungen bekannt, bei tung 14 verbunden, die einen sägezahnförmigen Ho-
denen vom Ausgang des Ablenkverstärkers ein Rück- rizontalablenkstrom an eine Horizontalablenkspule
führungskreis zu seinem Eingang vorgesehen ist, je- 18 einer Bildröhre 10 liefert, der außerdem die Vi-
doch dient dort der Rückführungskreis nicht zum deosignale von der Klemme L zugeführt sind. Die
schnelleren anfänglichen Aufladen des Integrations- 55 Klemme P2 ist mit einer genauer dargestellten Ver-
kondensators, sondern zu einer Stabilisierung der tikalablenkschaltung 16 gekoppelt.
Sägezahnamplitude bzw. zu einer in anderer Weise Die Vertikalablenkschaltung 16 liefert einen im
gewünschten Korrektur des Verlaufs der Sägezahn- wesentlichen sägezahnförmigen Strom an eine Ab-
schwingung. lenkspule 20, die in Reihe mit einem Stromabgreif -
Die Aufgabe der Erfindung wird bei einer Vertikal- 60 widerstand 22 an eine Sekundärwicklung 24 & eines
ablenkschaltung der eingangs erwähnten Art dadurch Vertikalablenktransformators 24 angeschlossen ist.
gelöst, daß zwischen die Spannungsquelle und Das Fließen des gewünschten sägezahnförmigen Stro-
den Integrationskondensator die Kollektor-Emitter- mes in der Wicklung 20, die während des relativ
Strecke eines Hilfstransistors geschaltet ist, der mit niederfrequenten Hinlaufteiles des Vertikalablenk-
Hilfe einer gesteuerten Vorspannungsquelle derart 65 zyklus praktisch als reeller Widerstand wirkt, wird
vorgespannt ist, daß er während der Rücklaufzeit durch eine sägezahnförmige Spannung an einer Pri-
leitet, wobei sein Strom durch die Entladeschaltung märwicklung 24 a des Transformators 24 gesteuert.
fließt, während sein Strom zu Beginn der Hinlauf- Während des relativ raschen, hochfrequenten Rück-
laufteiles des Vertikalablenkzyklus verhält sich die
Vertikalablenkspule 20 im wesentlichen wie eine Induktivität, und die an der Spule 20 auftretende Rücklaufspannung
hat die Form eines ungefähr dreieckförmigen Impulses. Die periodische impuls- und sägezahnförmige
Spannung am Transformator 24 wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung
durch eine auf dem Prinzip des Miller-Integrators arbeitende Transistorschaltung erzeugt.
Die Miller-Integrator-Schaltung enthält Transistoren 26, 28, 30, die hintereinandergeschaltet sind und
einen Verstärker mit hohem Verstärkungsgrad bilden. Der Ausgang des Verstärkers ist über einen
Gegenkopplungszweig, der einen Kondensator 32 enthält, mit dem Verstärkereingang gekoppelt.
Der Transistor 26 ist ein npn-Transistor mit einer Basiselektrode 26 b, einer Kollektorelektrode 26 c und
einer Emitterelektrode 26 e. Die Emitterelektrode 26 e des Transistors 26 ist mit Masse verbunden, während
die Kollektorelektrode 26 c über einen Widerstand 34 mit einer Betriebsspannungsquelle B+ verbunden ist.
Die Kollektorelektrode 26 c ist außerdem mit der Basiselektrode 28 b des pnp-Transistors 28 direkt verbunden.
Die Kollektorelektrode 28 c des Transistors 28 ist über einen Kollektorwiderstand 36 mit Masse
verbunden, während die Emitterelektrode 28 e an den Verbindungspunkt zwischen zwei Widerständen 38,
40 angeschlossen ist, die einen Spannungsteiler bilden, der an die Betriebsspannungsquelle B + angeschlossen
ist. Die Kollektorelektrode 28 c ist mit der Basiselektrode 30 b eines npn-Ausgangstransistors
verbunden. Die Emitterelektrode 3Oe des Ausgangstransistors
30 ist über einen relativ kleinen Anlaufwiderstand 42 mit Masse verbunden, während die
Kollektorelektrode 30 c über die Primärwicklung 24 a und eine Entkopplungsschaltung, die einen
Widerstand 44 und einen Kondensator 46 enthält, mit B + verbunden ist.
Der Kondensator 32 (»Sägezahnkondensator«) wird abwechselnd aufgeladen und entladen, um die gewünschte
sägezahnförmige Schwingung zu erzeugen. Der Hauptauf ladeweg verläuft von B+ (z.B. +65V)
über einen Widerstand 48, einen veränderlichen Amplitudeneinstellwiderstand
50 und dem Stromabgreif-"widerstand 22, während der Entladeweg über eine
Vertikaloszillatorstufe 52 und den Stromabgreif-•widerstand 22 verläuft. Zur Kompensation des Einflusses
von Änderungen der Bildhelligkeit auf die Ladestromversorgung kann der Verbindungspunkt
der Widerstände 48, 50 mit dem nicht dargestellten Helligkeitseinsteller des Empfängers verbunden werden.
Außerdem ist mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 48, 50 eine stabilisierte Spannungsquelle,
die aus einer an eine Spannungsquelle niedriger Spannung (z. B. +18 V) angeschlossenen Reihenschaltung
aus einem Widerstand 72 und einer Zenerdiode 74 besteht, über einen Widerstand 76 verbunden, um bei
Schwankungen der Betriebsspannungsquelle B + Änderungen der Bildgröße zu verhindern. Bei der vorliegenden
Vertikalablenkschaltung ist gemäß der Erfindung eine Hilfsladeschaltung für den Sägezahnkondensator
32 vorgesehen, die diesen vor dem Beginn der Vertikalablenkung auflädt und einen Transistor
54 mit Basiselektrode 54 b, Kollektorelektrode 54 c und Emitterelektrode 54 e enthält. Die Emitterelektrode
54 e und die Kollektorelektrode 54 c sind über die Widerstände 34 und 22 in einem Kreis mit
der Betriebsspannungsquelle B+ und dem Sägezahnkondensator 32 geschaltet. Der aus den Widerständen
38 und 40 bestehende Spannungsteiler liefert eine Vorspannung für die Basiselektrode 54 & des Transistors
54 und gleichzeitig die Spannung für die Emitterelektrode 28 e des Transistors 28.
Zwischen die Vertikalablenkspule 20 und den durch die Basiselektrode 26 b des Transistors 26 gebildeten
Verstärkereinganges ist außerdem eine S-Formungsschaltung gekoppelt, die einen Widerstand
80, eine Begrenzungsdiode 56, ein erstes ÄC-Integrationsglied 58, ein zweites ÄC-Integrationsglied
60 und einen Kopplungswiderstand 62 enthält.
Zwischen dem Ausgangstransistor 30 und dem Oszillator 52 sind drei zusätzliche Rückkopplungswege
vorgesehen, um die Schaltung selbstschwingend zu machen. Zwischen die Ablenkspule 20 und die Basiselektrode
52 b ist nämlich mittels eines Kondensators 70 ein Integrationsglied 66 geschaltet, um der Basiselektrode
52 b des Oszillatortransistors 52 periodisch einen Auslöseimpuls zuzuführen, der den Transistor
52 auftastet, um den Rücklauf einzuleiten und auftastet, um den Hinlauf zu ermöglichen. Mit der Basiselektrode
52 b ist eine Rückkopplungswicklung 24 c des Transformators 24 über einen als Einfangregler
dienenden veränderlichen Widerstand 64 gekoppelt, um in Verbindung mit dem Kondensator 70 eine
Schwingung zu erzeugen, die die Spannungsänderung an der Basis 52 b gegen Ende des Hinlaufes erhöht
und dadurch die Frequenzstabilität und Störungsunempfindlichkeit der Schaltung verbessert. Schließlich
wird die am Widerstand 42 (in der Praxis etwa 1 Ohm) abfallende Spannung über die Wicklung 24 c
und den Widerstand 64 auf die Basiselektrode 52 b gekoppelt, um beim Einschalten des Empfängers ein
sicheres Anschwingen der Schaltung zu gewährleisten.
Die den Transistor 52 enthaltende Oszillatorstufe wird durch Vertikalsynchronisationsimpulse synchronisiert,
die der Basiselektrode 52b von der Klemme P9 über einen Widerstand 68 und den Kondensator
70 zugeführt werden.
Die beschriebene Vertikalablenkschaltung arbeitet folgendermaßen: Der Oszillatortransistor 52 bewirkt
abwechselnd eine Verbindung des Sägezahnkondensators 32 mit einer einen im wesentlichen konstanten
Strom liefernden Ladestromquelle und dann das Abschalten dieser Stromquelle und das Entladen des
Kondensators 32.
Während des Hinlaufteiles jedes .Vertikalablenkzyklus
werden die Transistoren 52 und 54 gesperrt gehalten, während die' Transistoren 26, 28, 30 des
Verstärkers in den leitenden Zustand vorgespannt sind. Zwischen B + , oder genauer gesagt, zwischen
dem Anschlußpunkt der Kompensationsschaltung an der Verbindung der Widerstände 48, 50, und Masse
wird ein Ladekreis für den Kondensator 32 gebildet. Der Ladekreis enthält die Reihenschaltung aus dem
zur Amplitudeneinstellung dienenden Widerstand 50, dem Kondensator 32 und dem Widerstand 22 (die
Wicklungen 20 und 24 b, die dem Widerstand 22 parallel liegen, können vernachlässigt werden). Der
Ladestromkreis liefert einen im wesentlichen konstanten Strom an die Verbindung zwischen dem Kondensator
32 und der Basiselektrode 26 b. Die Spannung am Verbindungspunkt der Widerstände 48, 50
ist nämlich wegen der Zenerdiode 74 praktisch konstant, und die Spannung der Basis 26 & des Transistors
26 ist ebenfalls im wesentlichen konstant (z. B. 0,7 V), während der Transistor 26 leitet. Die resultie-
rende konstante Spannung an dem zur Rasteramplitudeneinstellung dienenden veränderlichen Widerstand
50 liefert also den gewünschten konstanten Ladestrom, der während des Hinlaufes am Kondensator
32 eine linear ansteigende Spannung erzeugt. Gleichzeitig liefert der Stromabgreifwiderstand 22
eine Bezugsspannung am Kondensator 32, die dem Strom in der Ablenkspule 20 entspricht. Wenn man
für einen Augenblick die S-Formungsschaltung 54 bis 32 vernachlässigt und wenn die Spannung am Widerstand
22 (Strom in der Spule 20) sich linear ändert, so liefert die stromkonstante Quelle (Widerstand 50)
einen Strom, wie er erforderlich ist, um die Spannung am Kondensator 32 linear ansteigen und damit der
Spannung am Widerstand 22 folgen zu lassen. Wenn jedoch der Strom in der Spule 20 von der gewünschten
Linearität abweicht und sich die Spannung am Widerstand 22 in gleicher Weise ändert, ändert sich
auch der Strom, der für den Kondensator 32 erforderlich ist, um der Spannung am Widerstand 22 folgen
zu können. Da dem Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 32 und der Bassiselektrode 26 b ein im
wesentlichen konstanter Strom zugeführt wird, wird die Differenz des Stromes, der vom Kondensator gefordert
wird, von der Basiselektrode 26 & des Transistors 26 aufgenommen. Dieser relativ kleine Fehlerstrom
wird dann durch die Transistoren 26, 28, 30 verstärkt und bewirkt die für einen linearen Ablenkstrom
erforderliche Korrektur des der Ablenkspule 20 zugeführten Stromes. Der Verstärkungsgrad des
die Transistoren 26, 28, 30 enthaltenden Verstärkers wird so gewählt, daß schon relativ kleine Abweichungen
von der gewünschten Ausgangsschwingung die erforderliche Korrektur ergeben.
Die Eigenschaft einer Miller-Integrator-Schaltung, daß für eine nennenswerte Änderung des Ausgangssignals
eine nur sehr kleine Änderung des Eingangssignals ausreicht, wird hier für den Betrieb S-Formungsschaltung
nutzbar gemacht. Dem durch die Basiselektrode 26 b gebildeten Eingang des hochverstärkenden
Verstärkers wird nämlich ein im wesentlichen parabolischer Strom über die Bauelemente 54
bis 62 zugeführt, um den an sich linearen Ablenkstrom in der Ablenkspule 20 in der gewünschten
Weise zu verzerren. In der Praxis ist daher die Spannung am Widerstand 22 S-förmig und nicht linear,
wenn eine Weitwinkel-Bildröhre 10 verwendet wird. Der gewünschte parabelförmige Strom wird durch
doppelte Integration eines Teiles der an der Transformatorwicklung
24 b auftretenden Spannung durch die Integrationsglieder 58, 60 bewirkt. Diese Spannung,
die aus einem S-förmigen Hinlaufteil und einem relativ großen, dreieckförmigen Rücklaufimpuls besteht,
würde wegen des Rücklaufimpulses an sich keine parabelförmige Schwingung liefern. Aus diesem
Grunde ist die Begrenzerdiode 56 vorgesehen, die einen wesentlichen Teil des störenden Rücklaufimpulses
beseitigt.
In der Nähe des Endes des Hinlaufteiles jedes Ablenkzyklus
nähert sich die Spannung an der Basis 52 b des Oszillatortransistors 52 dem erforderlichen
Einschaltpegel. Der Rücklaufteil jedes Ablenkzyklus beginnt, wenn dem Oszillatortransistor ein Vertikalsynchronimpuls
zugeführt wird, der diesen Transistor leiten läßt. Die Basis 26 & des Transistors 26 wird
dann auf eine Spannung gebracht, die unterhalb derjenigen liegt, bei der der Transistor 26 leiten kann,
so daß die Transistoren 26, 28, 30 gesperrt werden.
Der Strom in der Ablenkwicklung 20 beginnt dann abzufallen, und gleichzeitig entsteht, wie erwähnt, ein
Spannungsimpuls an der Ablenkspule 20. Wenn der Oszillatortransistor 52 leitet, besteht ein Entladekreis
für den Kondensator 32, der in Reihe den Oszillatortransistor 52, den Kondensator 32 und den Widerstand
22 umfaßt. Beim Sperren des Transistors 26 wird außerdem der Transistor 54 aufgetastet, dessen
Emitter-Kollektor-Strom dann anfänglich durch den
ίο Oszillatortransistor 52 fließt. Der Kondensator 32
entlädt sich über den Transistor 52 relativ rasch auf praktisch Null Volt. Der spitze Spannungsimpuls an
der Ablenkwicklung 20 beginnt dann abzufallen, und etwas später, was durch die Zeitkonstante des Integrationsgliedes
66 bestimmt wird, sinkt dann auch die Spannung an der Basiselektrode 52 b ab. Der Oszillatortransistor
52 wird dabei in Sperrichtung ausgesteuert. Zu diesem Zeitpunkt liefert der Transistor
54 dann seinen Strom, der vorher durch den Oszillatortransistor
52 geflossen war, an den Kondensator 32, so daß dieser aufgeladen wird. Der Kondensator
32 wird durch diesen Strom rasch auf eine Spannung aufgeladen, die so bemessen und gepolt ist, daß der
Transistor 26 zu leiten beginnen kann. Wenn die Basis-Emitter-Spannung des Transistors 26 den Einschaltwert
(z. B. +0,7 V) erreicht, beginnen die Transistoren 26, 28, 30 alle wieder zu leiten, wodurch der
Transistor 54 wieder gesperrt wird. Es beginnt dann der Hinlaufteil des nächsten Ablenkzyklus.
Es sei darauf hingewiesen, daß es zwar üblich ist, in Fernsehempfängern einen Einsteller für die vertikale
Linearität vorzusehen, daß jedoch bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kein solcher Einsteller
erforderlich ist. Die aus dem Miller-Integrator bestehende Grundschaltung liefert nämlich in Verbindung
mit dem beschriebenen Hilfsladekreis einen außergewöhnlich linearen Ablenkstrom.
Claims (3)
1. Vertikalablenkschaltung für Fernsehempfänger mit einem Transistorverstärker, der während
der Hinlaufzeit der Sägezahnablenkschwingung durchlässig und während der Rücklaufzeit gesperrt
ist, dessen Ausgang mit derVertikalablenkspule verbunden ist und an dessen Eingang ein
Integrationskondensator liegt, welcher während der Hinlaufzeit aus einer Spannungsquelle aufgeladen
wird, und mit einer den Kondensator periodisch von der Spannungsquelle abschaltenden
und schnell entladenden Entladeschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die
Spannungsquelle (B+) und den Integrationskondensator (32) die Kollektor-Emitter-Strecke eines
Hilfstransistors (54) geschaltet ist, der mit Hilfe einer gesteuerten Vorspannungsquelle (B + , 38,
40) derart vorgespannt ist, daß er während der Rücklaufzeit leitet, wobei sein Strom durch die
Entladeschaltung (52) fließt, während sein Strom zu Beginn der Hinlaufzeit nach Sperren der Entladeschaltung
(52) in den Integrationskondensator (32) fließt, bis der Hilfstransistor (54) in den
Sperrzustand gesteuert wird.
2. Vertikalablenkschaltung nach Anspruch 1, bei welcher der Transistorverstärker mindestens
einen Transistor enthält, der zum Leiten eine vorbestimmte Eingangsspannung benötigt, dadurch
gekennzeichnet, daß der Hilfstransistor (54) so bemessen ist, daß sein Strom den Integrations-
kondensator (32) zu Beginn der Hinlaufzeit auf die vorbestimmte Eingangsspannung auflädt.
3. Vertikalablenkschaltung nach Anspruch 1, bei der der Transistorverstärker mindestens zwei
hintereinandergeschaltete Transistoren enthält, deren erster mit seiner Basis den Verstärkereingang
bildet und mit seinem Kollektor an die
Basis des zweiten gekoppelt ist, während der Emitter des zweiten Transistors an einen zwischen
der Ladespannungsquelle und einem Bezugspotential liegenden Spannungsteiler angeschlossen
ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (54 b) des Hilfstransistors (54) an den Emitter (28 e) des
zweiten Verstärkertransistors (28) geschaltet ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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