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EP0915486B1 - Datenübertragungskabel - Google Patents

Datenübertragungskabel Download PDF

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Publication number
EP0915486B1
EP0915486B1 EP98120905A EP98120905A EP0915486B1 EP 0915486 B1 EP0915486 B1 EP 0915486B1 EP 98120905 A EP98120905 A EP 98120905A EP 98120905 A EP98120905 A EP 98120905A EP 0915486 B1 EP0915486 B1 EP 0915486B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
screen
data transmission
section
transmission cable
pairs
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP98120905A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0915486A1 (de
Inventor
Andreas Wassmuth
Martin Backmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Draka Comteq Germany GmbH and Co KG
Original Assignee
Draka Multimedia Cable GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Draka Multimedia Cable GmbH filed Critical Draka Multimedia Cable GmbH
Priority to DK98120905T priority Critical patent/DK0915486T3/da
Publication of EP0915486A1 publication Critical patent/EP0915486A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0915486B1 publication Critical patent/EP0915486B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00Communication cables or conductors
    • H01B11/02Cables with twisted pairs or quads
    • H01B11/06Cables with twisted pairs or quads with means for reducing effects of electromagnetic or electrostatic disturbances, e.g. screens
    • H01B11/08Screens specially adapted for reducing cross-talk
    • H01B11/085Screens specially adapted for reducing cross-talk composed of longitudinal tape conductors

Definitions

  • the present invention relates to a data transmission cable consisting of at least n pairs, where n is an even multiple of 1, out of every two insulated Leitem, with a made of electrically conductive material Shielding of the conductor pairs as well as an outer cable sheath, wherein the electrical shielding the cable cross section at least in two Schirmungssektore divided, and in each Schirmungssektor a conductor pair runs, so that the two Conductor pairs are shielded against each other and to the outside.
  • Data transmission cables typically consist of four pairs of two stranded ones insulated copper conductors or strands. These cables are mainly used in Communication networks, the optimized transmission characteristics, in particular a defined characteristic impedance and low coupling resistance, a low Damping and low crosstalk demand. To these properties too reach, the individual pairs of conductors are each with a shield of one Surrounded by metal foil or the like. This single shield of conductor pairs requires a high production cost, so that such data transmission cable are relatively expensive.
  • a generic, initially described data transmission cable is from the EP-A-0 257 855.
  • this known data transmission cable is the Shielding of the individual conductor pairs one common to all conductor pairs Shielding used, the shield itself again from at least two separated Operaabprocessungen is formed, of which the partial shield meandering between the individual conductor pairs and the other Partial shield encloses all pairs of conductors in a circle. This results in a relative high production costs.
  • the present invention is based on the object, starting from the Initially described data transmission cable to improve this so that the manufacturing costs can be reduced without the Transmission characteristics, in particular in a transmission range from 1 to 100 MHz or 1 to 600 MHz compared to single-shielded cables Conductor pairs deteriorated.
  • this is achieved in that two or four pairs of conductors are arranged symmetrically to each other in the cable cross-section, and that the Shield consists of two independent partial shields, each of which Partial shielding is associated with two conductor pairs, so that four shielding sectors are formed.
  • the cable cross-section by means of the shield in sectors divided, in which the conductor pairs against each other and essentially to the outside shielded.
  • inventive arrangement of the shield is further allows the application or introduction of the shield in the Cable through the stranding and / or the longitudinal deformation of the conductor pairs he follows. This is a cost-effective production in a continuous Manufacturing process allows.
  • An illustrated in Fig. 1 inventive data transmission cable has four pairs 1 out of each two isolated, stranded copper conductors 2 or strands.
  • These copper conductors or strands can be a conductor coating For example, from tin.
  • the effective one The diameter of these copper conductors or strands is in particular 0.4 to 0.66 mm.
  • the copper conductors or strands preferably have an insulation 3 made of a thermoplastic Plastic, in particular polyethylene, cell polyethylene, Foam Skin Polyethylene, Skin Foam Skin Polyethylene, Polypropylene or cell polypropylene, FEP or cell FEP.
  • the Wall thickness of the insulation 3 is preferably in the range of about 0.15 to 0.7 mm.
  • the stranding of the pairs 1 can in a so-called helix stranding or from a SZ stranding (alternating, right-left stranding).
  • SZ stranding of the pairs may preferably the distance of the reversal points of the stranding so dimensioned be that corresponding to the distance of the reversal points Transmission frequency above the defined upper frequency limit.
  • the use of the SZ stranding for the transmission pairs is in an inventive Type of transmission cable possible.
  • An inventive data transmission cable is for a maximum transmission frequency of 100 or 600 MHz, in particular 100 or 350 MHz suitable.
  • an inventive Transmission cable on a cable sheath 4 the consists of conventional thermoplastic cladding materials. Special EMC protection measures can be applied by applying Metal foils and / or braided shields below the Cable sheath additionally be provided, but not is shown.
  • the construction described above is in all embodiments of the data transmission cable according to the invention together. However, not only can as shown, four pairs 1 should be provided, but one According to the invention data transmission cable can also only have two pairs of stranded conductor according to FIG. 6. There may be any n pairs, where n is one even multiple of 1
  • an electrical shield 5 is within the cable cross-section formed an electrical shield 5.
  • each of the Schirmungssektoren 6 to 9 is a Pair of conductors 1, so that the pairs of conductors against each other and after are shielded outside.
  • the shield 5 is shown in FIG Embodiment of two independent Partial shields 11, 12 in the cross section of the cable Seen the shape of a mirrored "S", its beginning and end End are disproportionately pronounced.
  • FIG. 2 In the alternative embodiment of FIG. 2 have the two partial shields 11, 12 in cross section the shape of the number "6".
  • One of the pairs of conductors 1 is within the round Section 13 and a pair of wires is outside this Section 13 of the arcuate end portion 14 includes arranged.
  • the partial shieldings 11, 12 rotationally symmetrical within the cable cross-section arranged.
  • FIG. 3 differs from the embodiment 2, characterized in that the round portion 13 of the Partial shield 11, 12 is completely closed, so that the end portion of the round portion with the arcuate portion Section 14 is contacted.
  • FIG. 4 a data transmission cable according to the invention differs from that shown in FIG. 3 in that the round sections 13 of the two partial shields 11, 12th run within the cable cross-section so that they touch each other in the cable center.
  • an adhesion of the two partial shields 11, 12th respectively.
  • the shield 5 and the partial shields 11, 12 exist preferably made of metal foils, in particular aluminum foils or plastic-laminated aluminum foils.
  • the metal layer thickness is preferably some 10 microns, for example 20 to 60 microns when using Aluminum.
  • Fig. 5 is an alternative embodiment of the partial shields 11, 12 shown.
  • the partial shields 11, 12 in cross-section of the data transmission cable seen the shape of the number "8".
  • the conductor pairs are located each in the two round sections 15 of Partial shields 11, 12.
  • FIG. 5 may be based on the training in Fig. 3 also be designed such that approximately in the cable center, the two partial shields 11, 12 in Transition region between the two round sections 15 each partial shield are glued together.
  • the present invention is not limited to those shown Embodiments limited, but includes each in Meaning of the invention equivalent design.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Communication Cables (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Datenübertragungskabel, bestehend aus mindestens n-Paaren, wobei n ein gradzahliges Vielfaches von 1 ist, aus jeweils zwei isolierten Leitem, mit einer aus elektrisch leitendem Material bestehenden Abschirmung der Leiterpaare sowie aus einem äußeren Kabelmantel, wobei die elektrische Abschirmung den Kabelquerschnitt zumindest in zwei Schirmungssektore unterteilt, und in jedem Schirmungssektor ein Leiterpaar verläuft, so dass die beiden Leiterpaare gegeneinander und nach außen geschirmt sind.
Datenübertragungskabel bestehen typischerweise aus vier Paaren aus zwei verseilten isolierten Kupferleitern oder -litzen. Diese Kabel dienen vornehmlich dem Einsatz in Kommunikationsnetzen, die optimierte Übertragungseigenschaften, insbesondere einen definierten Wellenwiderstand und niedrigen Kopplungswiderstand, eine geringe Dämpfung sowie ein geringes Nebensprechen verlangen. Um diese Eigenschaften zu erreichen, sind die einzelnen Leiterpaare jeweils mit einer Abschirmung aus einer Metallfolie oder dergleichen umgeben. Diese Einzelabschirmung der Leiterpaare bedingt einen hohen Herstellungsaufwand, so dass derartige Datenübertragungskabel relativ teuer sind.
Ein gattungsgemäßes, eingangs beschriebenes Datenübertragungskabel ist aus der EP-A-0 257 855 bekannt. Bei diesem bekannten Datenübertragungskabel wird zur Abschirmung der einzelnen Leiterpaare eine für alle Leiterpaare gemeinsame Abschirmung verwendet, wobei die Abschirmung selber wieder aus mindestens zwei getrennten Teilabschirmungen gebildet wird, wovon die eine Teilabschirmung mäanderartig zwischen den einzelnen Leiterpaaren verläuft und die andere Teilabschirmung alle Leiterpaare kreisförmig umschließt. Hieraus ergibt sich ein relativ hoher Herstellungsaufwand.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ausgehend von dem eingangs beschriebenen Datenübertragungskabel, dieses derart zu verbessem, dass die Herstellungskosten gesenkt werden können, ohne dass sich die Übertragungseigenschaften, insbesondere in einem Übertragungsbereich von 1 bis 100 MHz oder 1 bis 600 MHz gegenüber den Kabeln mit einzelgeschirmten Leiterpaaren verschlechtert.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass zwei oder vier Leiterpaare symmetrisch zueinander im Kabelquerschnitt angeordnet sind, und dass die Abschirmung aus zwei unabhängigen Teilabschirmungen besteht, von denen jede Teilabschirmung zwei Leiterpaaren zugeordnet ist, so dass vier Schirmungssektoren ausgebildet sind.
Gemäß der Erfindung wird der Kabelquerschnitt mittels der Abschirmung in Sektoren unterteilt, in denen die Leiterpaare gegeneinander und im Wesentlichen nach außen abgeschirmt verlaufen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Abschirmung wird weiterhin ermöglicht, dass das Aufbringen bzw. Einbringen der Abschirmung in das Kabel durch die Verseilung und/oder die längsverlaufende Umformung der Leiterpaare erfolgt. Hierdurch wird eine kostengünstige Herstellung in einem kontinuierlichen Herstellungsprozess ermöglicht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten und werden an Hand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1
einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Datenübertragungskabel,
Fig. 2
einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Übertragungskabels,
Fig. 3
einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform des Übertragungskabels gemäß Fig. 2,
Fig. 4
einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform des Übertragungskabels gemäß Fig. 3,
Fig. 5
einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Übertragungskabels,
Fig. 6
einen Querschnitt durch die Ausführungsform des Übertragungskabels gemäß Fig. 1 in der Anwendung für zwei Übertragungspaare.
In den einzelnen Figuren 1 bis 6 sind gleiche Teile mit denselben Bezugsziffern versehen.
Ein in Fig. 1 dargestelltes erfindungsgemäßes Datenübertragungskabel weist vier Paare 1 aus jeweils zwei isolierten, verseilten Kupferleitern 2 oder -litzen auf. Optional können diese Kupferleiter oder -litzen eine Leiterbeschichtung beispielsweise aus Zinn aufweisen. Der effektive Durchmesser dieser Kupferleiter oder -litzen beträgt insbesondere 0,4 bis 0,66 mm. Die Kupferleiter oder -litzen besitzen vorzugsweise eine Isolation 3 aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere Polyethylen, Zell-Polyethylen, Foam-Skin-Polyethylen, Skin-Foam-Skin-Polyethylen, Polypropylen oder Zell-Polypropylen, FEP oder Zell-FEP. Die Wanddicke der Isolation 3 liegt vorzugsweise im Bereich von ca. 0,15 bis 0,7 mm. Das Einzeichnen der Kennzeichnung für Leiter 2 und Isolation 3 wird nur exemplarisch bei allen Figuren einmalig durchgeführt. Die Verseilung der Paare 1 kann in einer sogenannten Helix-Verseilung oder aus einer SZ-Verseilung (alternierende, rechts-links Verseilung) bestehen. Bei einer SZ-Verseilung der Paare kann vorzugsweise der Abstand der Umkehrpunkte der Verseilrichtung so dimensioniert sein, daß die dem Abstand der Umkehrpunkte korrespondierende Übertragungsfrequenz über der definierten oberen Frequenzgrenze liegt. Der Einsatz der SZ-Verseilung für die Übertragungspaare ist bei einer erfindungsgemäßen Bauart des Übertragungskabels möglich. Im Gegensatz zu Konstruktionen, bei denen sich die Paare nicht in Sektoren der Abschirmung befinden, lassen sich die Parallelstellen in den Paaren und der Abstand der Parallelstellen in mehreren Paaren zueinander so kontrollieren, daß die Einhaltung der Nebensprech- und Wellenwiderstandsforderungen gewährleistet wird. Ein erfindungsgemäßes Datenübertragungskabel ist für eine maximale Übertragungsfrequenz von 100 oder 600 MHz, insbesondere von 100 oder 350 MHz geeignet. Als äußeren mechanischen Schutz weist ein erfindungsgemäßes Übertragungskabel einen Kabelmantel 4 auf, der aus üblicheh thermoplastischen Mantelmaterialien besteht. Besondere EMV-Schutzmaßnahmen können durch Aufbringen von Metallfolien und/oder Schirmgeflechten unterhalb des Kabelmantels zusätzlich vorgesehen werden, was jedoch nicht dargestellt ist. Der vorstehend beschriebene Aufbau ist in allen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Datenübertragungskabels gemeinsam. Es können jedoch nicht nur, wie dargestellt, vier Paare 1 vorgesehen sein, sondern ein erfindungsgemäßes Datenübertragungskabel kann auch lediglich zwei Paare verseilter Leiter gemäß Fig. 6 aufweisen. Es können beliebige n-Paare vorhanden sein, wobei n ein gradzahliges Vielfaches von 1 ist.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist innerhalb des Kabelquerschnittes eine elektrische Abschirmung 5 ausgebildet. Hierdurch ist der Kabelquerschnitt im dargestellten Ausführungsbeispiel in vier Schirmungssektoren 6 bis 9 unterteilt. In jedem der Schirmungssektoren 6 bis 9 verläuft ein Leiterpaar 1, so daß die Leiterpaare gegeneinander und nach außen abgeschirmt sind. Die Abschirmung 5 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei voneinander unabhängigen Teilabschirmungen 11, 12 im Querschnitt des Kabels gesehen die Form eines gespiegelten "S", dessen Anfang und Ende überproportional ausgeprägt sind.
In der alternativen Ausführung gemäß Fig. 2 besitzen die beiden Teilabschirmungen 11, 12 im Querschnitt die Form der zahl "6". Eines der Leiterpaare 1 ist innerhalb des runden Abschnittes 13 und ein Leiterpaar ist außerhalb dieses Abschnittes 13 von dem bogenförmigen Endabschnitt 14 umfaßt angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bei einer Ausbildung von vier Leiterpaaren sind die Teilabschirmungen 11, 12 innerhalb des Kabelquerschnittes drehsymmetrisch angeordnet.
Die Ausbildung eines erfindungsgemäßen Datenübertragungskabels gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 2 dadurch, daß der runde Abschnitt 13 der Teilabschirmung 11, 12 vollständig geschlossen ist, so daß der Endbereich des runden Abschnittes mit dem bogenförmigen Abschnitt 14 kontaktiert ist. Die Ausbildung gemäß Fig. 4 eines erfindungsgemäßen Datenübertragungskabels unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig. 3 dadurch, daß die runden Abschnitte 13 der beiden Teilabschirmungen 11, 12 derart innerhalb des Kabelquerschnittes verlaufen, daß sie sich etwa im Kabelzentrum berühren. Hier kann erfindungsgemäß eine Verklebung der beiden Teilabschirmungen 11, 12 erfolgen.
Die Abschirmung 5 bzw. die Teilabschirmungen 11, 12 bestehen vorzugsweise aus Metallfolien, insbesondere AluminiumFolien oder aus mit Kunststoff kaschierten AluminiumFolien. Die Metallschichtdicke beträgt vorzugsweise einige 10 µm, beispielsweise 20 bis 60 µm bei Verwendung von Aluminium.
In Fig. 5 ist eine alternative Ausführungsform der Teilabschirmungen 11, 12 dargestellt. Hierbei besitzen die Teilabschirmungen 11, 12 im Querschnitt des Datenübertragungskabels gesehen die Form der Zahl "8". Die Leiterpaare befinden sich jeweils in den beiden runden Abschnitten 15 der Teilabschirmungen 11, 12.
Wie sich aus den vorstehenden Figuren 1 bis 5 ergibt, sind jeweils bei einem aus vier Paaren bestehenden erfindungsgemäßen Datenübertragungskabel jeweils zwei Teilabschirmungen 11, 12 vorhanden, so daß insgesamt über den Kabelquerschnitt gesehen vier Schirmungssektoren ausgebildet sind. Die Ausbildung gemäß Fig. 5 kann in Anlehnung an die Ausbildung in Fig. 3 auch derart weiter gestaltet sein, daß etwa im Kabelzentrum die beiden Teilabschirmungen 11, 12 im Übergangsbereich zwischen den beiden runden Abschnitten 15 jeder Teilabschirmung miteinander verklebt sind.
Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Datenübertragskabels, wie im Vorstehenden beschrieben, kann derart erfolgen, daß das Aufbringen der Teilabschirmungen 11, 12 zusammen mit der Verseilung der Leiterpaare 1 und/oder der längslaufenden Umformung der Leiterpaare 1 erfolgt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt jede im Sinne der Erfindung gleichwirkende Ausgestaltung.

Claims (10)

  1. Datenübertragungskabel, bestehend aus mindestens n-Paaren, wobei n ein gradzahliges Vielfaches von 1 ist, aus jeweils zwei isolierten Leitern, mit einer aus elektrisch leitendem Material bestehenden Abschirmung (5) der Leiterpaare (1) sowie aus einem äußeren Kabelmantel (4), wobei die elektrische Abschirmung (5) den Kabelquerschnitt zumindest in zwei Schirmungssektore unterteilt, und in jedem Schirmungssektor ein Leiterpaar (1) verläuft, so dass die beiden Leiterpaare (1) gegeneinander und nach außen abgeschirmt sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder vier Leiterpaare (1) symmetrisch zueinander im Kabelquerschnitt angeordnet sind, und dass die Abschirmung aus zwei unabhängigen Teilabschirmungen (11, 12) besteht, von denen jede Teilabschirmung (11, 12) zwei Leiterpaaren (1) zugeordnet ist, so dass vier Schirmungssektoren (6, 7, 8, 9) ausgebildet sind.
  2. Datenübertragungskabel nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Abschirmung (5) bzw. die Teilabschirmungen (11, 12) die Form des Buchstabens "S" ausbildet/en.
  3. Datenübertragungskabel nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Abschirmung (5) bzw. Teilabschirmungen (11, 12) im Querschnitt des Kabels gesehen die Form der Zahl "6" ausbildet/en, wobei ein Leiterpaar (1) innerhalb des runden Abschnittes (13) und ein Leiterpaar außerhalb dieses Abschnittes (13) von dem bogenförmigen Abschnitt (14) umfasst angeordnet ist
  4. Datenübertragungskabel nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwei im Querschnitt gesehen als die Zahl "6" geformte Teilabschirmungen (11, 12) vorgesehen sind, wobei die beiden Teilabschirmungen (11, 12) zueinander drehsymmetrisch angeordnet sind und jede Teilabschinnung jeweils zwei um 90 ° zueinander versetzten Leiterpaaren (1) zugeordnet ist.
  5. Datenübertragungskabel nach Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass der runde Abschnitt (13) der Teilabschirmung (11, 12) in sich geschlossen ist.
  6. Datenübertragungskabel nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet,dass die beiden Teilabschirmungen (11, 12) im Bereich des runden Abschnittes (13) miteinander verbunden, insbesondere verklebt sind.
  7. Datenübertragungskabel nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung (5) bzw. die Teilabschirmung (11, 12) im Querschnitt des Kabels gesehen die Form der Zahl "8" besitzt bzw. besitzen und die Leiterpaare (1) jeweils innerhalb der beiden runden Abschnitte (15) verlaufen.
  8. Datenübertragungskabel nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwei die Form der Zahl "8" aufweisende Teilabschirmungen innerhalb des Kabelquerschnittes drehsymmetrisch angeordnet sind und in den runden Abschnitten (15) jeder Teilabschirmung jeweils um 90 ° versetzte Leiterpaare (1) verlaufen.
  9. Datenübertragungskabel nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung (5) oder die Teilabschirmung (11, 12; 17,18) aus Metallfolien, insbesondere Aluminiumfolien bzw. kunststoffkaschierten Aluminiumfolien besteht.
  10. Datenübertragungskabel nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterpaare (1) helixförmigoder SZ-artig verseilt sind.
EP98120905A 1997-11-08 1998-11-04 Datenübertragungskabel Expired - Lifetime EP0915486B1 (de)

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DE29719866U 1997-11-08

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Publication Number Publication Date
EP0915486A1 EP0915486A1 (de) 1999-05-12
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DK (1) DK0915486T3 (de)
ES (1) ES2232908T3 (de)

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