DE3588191T2 - Magneto-optisches Wiedergabegerät - Google Patents
Magneto-optisches WiedergabegerätInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft ein magnetooptisches Wiedergabegerät, wie es zur Verwendung mit einem magnetooptischen Speicherelement eingesetzt wird, auf dem von Vorgängen zum Aufzeichnen, Lesen- und -Löschen von Information mindestens einer magnetooptisch ausgeführt werden kann.
- In jüngerer Zeit erzielten optische Speicherelemente, mit denen das Aufzeichnen, Lesen und Löschen von Information auf optische Weise möglich ist, für verschiedene Anwendungen als Speicher hoher Dichte und mit großem Speichervermögen Aufmerksamkeit. Es erfolgten viele Untersuchungen, insbesondere hinsichtlich eines optischen Plattenspeichers mit plattenförmigem Aufzeichnungselement, das einen schnelleren Zugriff als ein Bandelement erlaubt.
- Da die Informationsaufzeichnungseinheit eines optischen Speicherelements ungefähr 1 umφ beträgt, ist es wesentlich, für den Informations-Lese- oder -Löschvorgang einen Lichtstrahl an einer vorbestimmten Position zu plazieren; zu diesem Zweck wurden verschiedene Regelungstechniken verwendet, da es schwierig ist, die Strahlposition alleine abhängig von der mechanischen Genauigkeit einzustellen.
- Z. B. wird bei einem optischen Plattenspeicher eine Fokusregelung dazu verwendet, eine Flächenbewegung der Platte (d. h. eine Bewegung im wesentlichen rechtwinklig zur Oberfläche der Platte) zu kompensieren, und eine Spurregelung wird dazu verwendet, eine Kernbewegung (d. h. eine Bewegung im wesentlichen parallel zur Ebene der Platte) zu kompensieren. Wenn die letztere Regelung in einem nur lesbaren optischen Speicher verwendet wird, wird die Strahlposition unter Bezugnahme auf bereits aufgezeichnete Vertiefungen (normalerweise im PMMA- oder Polycarbonat-Substrat ausgebildete Aussparungen) eingestellt. Bei einem optischen Speicher vom Typ mit zusätzlicher Aufzeichnungsmöglichkeit (als Add-on-Speicher bezeichnet) oder vom löschbaren Typ werden jedoch normalerweise Führungsspurgräben und Adressensignalvertiefungen, die die Positionen der Gräben anzeigen, im Substrat ausgebildet.
- Nun wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 der Aufbau herkömmlicher Führungsspurgräben beschrieben, wie sie bei einem optischen Speicher vom Add-on-Speichertyp verwendet werden.
- Fig. 1 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht einer herkömmlichen optischen Speicherplatte in einem Schnitt entlang der konzentrischen oder spiralförmigen, in der Platte ausgebildeten Führungsspurgräben.
- In Fig. 1 bezeichnet 1 ein PMMA- oder Glassubstrat mit einer Dicke von 1 - 1,5 mm, und 2 ist eine photoempfindliche Harzschicht (10 um - 100 um dicke 2P-Schicht) mit darin ausgebildeten Führungsgräben 3 zum Speichern von Information. 4 bezeichnet Adressensignalvertiefungen, die die Positionen der Führungsspurgräben 3 repräsentieren. Die Tiefe der Vertiefungen 4 beträgt normalerweise λ/4n (λ ist die Wellenlänge des abspielenden Laserstrahls, und n ist der Brechungsindex der 2P-Schicht), so dass Adressensignale optimal wiedergegeben werden. Die Tiefe der Führungsgräben 3 beträgt λ/8n, um die Speicherung von sovielen Spurführungssignalen wie möglich zu erlauben.
- Zusätzlich zum obigen 2P-Verfahren ist es auch üblich, die Führungsgräben 3 und die Vertiefungen 4 einstückig mit der Aufzeichnungsplatte aus PMMA oder Polycarbonatharz auszubilden. Bei jedem Verfahren kann jedoch Feuchtigkeit in der Harzschicht, auf der das Aufzeichnungsmedium angebracht wird, das Aufzeichnungsmedium erreichen und beeinträchtigen.
- Um das obige Problem zu überwinden, hat der Erfinder ein Verfahren zum unmittelbaren Ausbilden von Gräben in einem Glassubstrat angegeben.
- Ein Beispiel eines derartigen Verfahrens ist im US-Patent US-A-4,544,443 "Method for Manufacturing an Optical Memory Element", eingereicht am 3. Mai 1984 von Kenji OHTA, Junji HIROKANE, Hirojuki KATAYAMA, Akira TAKAHASHI und Hideyoshi YAMAOKA mit Rechtsübergang auf dieselbe Rechtsnachfolgerin, wie in der vorliegenden Anmeldung, beschrieben. Die entsprechende europäische Patentanmeldung wurde am 10. Mai 1984 eingereicht, und sie erhielt die Anmeldenummer 84303176.6/Veröffentlichungsnummer EP-A-0,126,594. Diese ebenfalls anhängige europäische Patentanmeldung wurde am 28. November 198 4 veröffentlicht, und sie enthält Stand der Technik gemäß Artikel 54(3) EPÜ. Die entsprechende kanadische Patentanmeldung wurde am 8. Mai 1984 eingereicht, und es wurde ihr die Anmeldenummer 453,843 zugeordnet.
- Gemäß der Offenbarung der ebenfalls anhängigen Anmeldung wird ein Resistfilm auf einem Glassubstrat angeordnet, und auf den Resistfilm wird ein Laserstrahl gestrahlt, um in ihm ein Muster von Führungsgräben und Adressensignalvertiefungen auszubilden. Das so ausgebildete Muster wird entwickelt, und dann wird das Führungsgrabenmuster des entwickelten Resistfilms unmittelbar durch einen Vorgang mit reaktivem Ionenätzen auf dem Glassubstrat hergestellt. Bei diesem Verfahren ist es jedoch schwierig, die Führungsgräben 3 und die Adressensignalvertiefungen 4 mit verschiedenen Tiefen auszubilden, da ihre Tiefe durch die Zeit bestimmt ist, während der das Glassubstrat beim Vorgang des reaktiven Ionenätzens einem Plasma ausgesetzt ist. Demgemäß müssen die Konfigurationen der Führungsgräben und der Adressensignalvertiefungen unter Berücksichtigung des ausgegebenen Adressensignals, des Spurführungs-Ausgangssignals oder des Auslesesignals zum Lesen dieser Ausgangssignale bestimmt werden.
- Das Dokument EP-A3-0 100 995 beschreibt eine optische Platte mit einer speziellen Anordnung von in ihrer Oberfläche ausgebildeten Adressenvertiefungen und Spurführungsgräben. Daten werden dadurch aufgezeichnet, dass Informationsvertiefungen unter Verwendung eines Laserstrahls in die reflektierende Metall-Aufzeichnungsschicht geschmolzen werden. Diese Daten werden dadurch ausgelesen, dass Lichtintensitätsschwankungen des an der Platte reflektierten Lichts, die durch die Informationsvertiefungen hervorgerufen werden, erfasst werden.
- Das Dokument EP-A1-0 099 085 offenbart eine optische Platte, bei der, erneut, Information durch Ausbilden von Vertiefungen unter Verwendung eines Laserstrahls in einer auf einem transparenten Substrat angeordneten, Licht reflektierenden Schicht aufgezeichnet wird. An der Unterseite einer Spurführung werden Adressensignalvertiefungen ausgebildet. Es ist ein Vervielfältigungsverfahren zum Herstellen des Substrats aus einem transparenten Kunststoff unter Verwendung einer Masterplatte offenbart, die mit Aussparungen versehen ist, die die Spurführung und die Adressensignalvertiefungen definieren.
- Gemäß einer ersten Erscheinungsform der Erfindung ist folgendes geschaffen: ein magnetooptisches Wiedergabegerät zur Verwendung mit einem magnetooptischen Speicherelement mit einem Substrat und einer rechtwinklig magnetisierten Aufzeichnungsschicht, wobei dieses Substrat Spurführungsgräben und Adressensignalvertiefungen aufweist, wobei die Breite der Spurführungsgrä ben größer als diejenige der Adressensignalvertiefungen ist und die magnetooptische Aufzeichnungsschicht eine Dicke aufweist, die beim Aufzeichnen oder Abspielen unverändert bleibt, gekennzeichnet durch:
- eine Adresseninformation-Ausleseeinrichtung zum Erfassen einer Änderung der Intensität eines an den Adressensignalvertiefungen reflektierten Lichtstrahls; und eine Dateninformation-Ausleseeinrichtung zum Erfassen einer Änderung von Eigenschaften des magnetischen Polarisationswinkels in der magnetooptischen Aufzeichnungsschicht, die auf den Spurführungsgräben ausgebildet ist, die breiter als die Adressensignalvertiefungen sind, um ein Informationssignal mit verbessertem T/R-Verhältnis zu erhalten, um dadurch die Auslesequalität sowohl von Dateninformation als auch Adresseninformation zu optimieren.
- Bevorzugte Merkmale sind in Unteransprüchen 2 bis 15 enthalten.
- Um die Erfindung besser verständlich zu machen, erfolgt unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft eine detaillierte Beschreibung einer Ausführungsform derselben.
- Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch den Schnittaufbau einer bekannten optischen Speicherplatte zeigt;
- Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht, die Führungsgräben und Adressensignalvertiefungen zeigt, die die Adressen der Führungsgräben bei einem erfindungsgemäßen optischen Speicherelement repräsentieren;
- Fig. 3 ist eine teilvergrößerte Ansicht der optischen Speicherelementplatte von Fig. 2 im Schnitt entlang den Führungsgräben;
- Fig. 4 ist eine schematische Zeichnung, die den Aufbau des Aufnehmers für eine magnetooptische Platte zeigt;
- Fig. 5 ist eine teilvergrößerte Schnittansicht einer erfindungsgemäßen magnetooptischen Platte;
- Fig. 6 zeigt die Beziehung zwischen dem S/R-Verhältnis und der Spurbreite;
- Fig. 7(A) und 7(B) zeigen Schwankungen des Adressensignals entsprechend der Spurbreite;
- Fig. 8(A) und 8(B) zeigen die Beziehung zwischen dem Aufzeichnungssignal oder Adressensignalvertiefungen und dem Strahldurchmesser;
- Fig. 9 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen optischen Speicherelements; und
- Fig. 10 zeigt ein Beispiel elektrischer Eingangssignale zum Herstellen des erfindungsgemäßen optischen Speicherelements.
- In den Figuren ist 11 ein Substrat aus z. B. Glas. 12 sind im Substrat 11 ausgebildete Führungsgräben, und 13 sind Adressensignalvertiefungen, die die Nummern der Führungsgräben 12 repräsentieren. Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, ist die Vertiefungsbreite t&sub1; der Vertiefungen 13 schmaler als die Grabenbreite t&sub2; der Führungsgräben 12 ausgebildet.
- Fig. 4 ist eine schematische Zeichnung des Aufbaus eines optischen Systems für eine magnetooptische Platte, mit dem gespeicherte Information umgeschrieben werden kann. 11 ist ein Glassubstrat, 15 ist ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, 16 ist eine Objektivlinse, 17 ist eine Reflexionslinse, 18 ist ein Strahlteiler, 19 ist ein Strahlform-Einstellprisma, 20 ist eine Kollimatorlinse, 21 ist ein Halbleiterlaser, 22 ist ein Strahlteiler, 23 ist eine Linse, 24 ist eine Zylinderlinse, 25 ist eine Quadranten-pin- Photodiode, 26 ist eine λ/2-Filterplatte, 27 ist eine Linse, 28 ist ein ablenkender Strahlteiler und 29 sowie 30 sind Avalanchephotodioden.
- In Fig. 4 wird ein Spurführungssignal von der Quadranten-pin-Photodiode 25 durch ein Gegentaktverfahren erhalten, und ein Adressensignal wird dadurch erhalten, dass die Ausgangssignale der zwei Avalanchephotodioden 29 und 30 aufsummiert werden. Ein Informationssignal wird durch das Differenzerfassungsverfahren erhalten, d. h. durch Subtraktion der Ausgangssignale der Avalanchephotodioden 29 und 30. Die NA der Objektivlinse 16 beträgt 0,6, und der Strahl ist an der Position 1/e² auf ungefähr 1,1 um verringert.
- Fig. 5 ist eine teilvergrößerte Ansicht der magnetooptischen Platte, im Schnitt entlang den Spurführungsgräben 12, von der Platteninformation durch das in Fig. 4 dargestellte optische System abgespielt wird. Auf das Glassubstrat 11 mit den darin ausgebildeten Führungsgräben sind eine AlN- Schicht 31, GbTbFe 32, eine AlN-Schicht 33 und eine AlNi-Schicht 34 auflaminiert.
- Fig. 6 zeigt das T/R-Verhältnis, das als Funktion der Spurbreite t&sub2; aufgetragen ist, wobei auf der magnetooptischen Platte (in Fig. 5 dargestellt), deren Führungsgraben(Spur)tiefe 70 nm beträgt, ein Signal von 1 MHz aufgezeichnet wird oder das von ihr abgespielt wird.
- Fig. 7(A) zeigt den Signalverlauf eines abgespielten Adressensignals betreffend die magnetooptische Platte, wie für die Messung von Fig. 6 verwendet, mit einer Spurbreite von 0,75 um, und Fig. 7(B) zeigt den entsprechenden Spurverlauf für eine Spurbreite von 0,48 um.
- Wie es aus Fig. 6 ersichtlich ist, führen breitere Spurbreiten zu einem besseren T/R-Verhältnis beim Informationssignal. Dies ist aus den folgenden zwei Tatsachen leicht verständlich: erstens hängt die T/R-Qualität von der Beziehung zwischen dem Strahldurchmesser 36 und der Breite t&sub3; der Signalvertiefungen 35 ab, wie dies in Fig. 8(A) dargestellt ist; idealerweise sollten die Signalvertiefungen 35 breiter als der Strahldurchmesser 36 sein, wie es in Fig. 8(B) dargestellt ist. Zweitens ist die Vertiefungsbreite in einer magnetooptischen Platte mit darin vorhandenen Führungsspuren durch die Breite t&sub2; der Führungsspuren 12 begrenzt.
- Ferner ist es auch aus den Fig. 7(A) und 7(B) erkennbar, dass eine kleinere Breite t&sub1; der Adressensignalvertiefungen ein besseres Ergebnis liefert. Wenn eine größere Vertiefungsbreite t&sub1; gewählt wird, d. h., wenn z. B. die Signalvertiefungen 35 in Fig. 8(B) als Adressensignalvertiefungen betrachtet werden, tritt der Strahl 36, der in das Zentrum einer Vertiefung 35 fällt, vollständig in die Vertiefung 35 ein, was zu einem Zustand führt, als wäre keine Vertiefung vorhanden. Im Ergebnis nimmt die Menge des zum Detektor zurückkehrenden Lichts zu. Daher ist das Signal im Zentrum hoch, wie es in Fig. 7(A) dargestellt ist.
- Aus der obigen Beschreibung ist deutlich zu erkennen, dass bei einer magnetooptischen Aufzeichnungsplatte mit Führungsspurgräben 12 mit einer Tiefe von ungefähr λ/8n (65-70 nm) sowie Adressensignalvertiefungen 13 das Ergebnis um so besser ist, je größer die Breite t&sub2; der Führungsspurgräben 12 ist und je geringer die Breite t&sub1; der Adressensignalvertiefungen 13, wie in Fig. 2 dargestellt, ist.
- Bei einem optischen Speicherelement mit dem vorstehend angegebenen Aufbau, bei dem ein in Fig. 4 dargestellter optischer Kopf zusammen mit einer Platte verwendet wird, wie sie in den Fig. 2, 3 und 5 dargestellt ist, wird ein ausreichendes Spurführungssignal bei einer Spurbreite t&sub2; von 1 um oder weniger erhalten.
- Wie oben beschrieben, ist es eines der Merkmale des erfindungsgemäßen optischen Speicherelements, dass dort, wo die Adressensignalvertiefungen so tief wie ein Führungsspurgraben sind, wie in Fig. 2 dargestellt, die Breite der Adressensignalvertiefungen kleiner und diejenige des Führungsspurgrabens größer gemacht ist.
- Nun werden nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 9 Herstellschritte für eine bei der Erfindung verwendete Glasplatte beschrieben.
- Es wird ein Resistfilm 37 auf ein Glassubstrat 11 aufgetragen, der keinen Sauerstoff und keine Feuchtigkeit durchlässt.
- Auf den auf dem Glassubstrat 11 angeordneten Resistfilm 37 wird über Lichtmodulatoren 39 und 40, einen Spiegel 41 und eine Kondensorlinse 42 ein Argon(Ar)-Laserstrahl 38 so aufgestrahlt, dass Linien der Breite t&sub2; für die Führungsspurgräben 12 (in Fig. 2 dargestellt) des optischen Speicherelements als auch dazwischenliegende Linien der Breite t&sub1; (siehe Fig. 9) für die Adressensignalvertiefungen 13 geschrieben werden. Die erforderlichen Breiten für die Führungsspurgräben 12 und die Adressensignalvertiefungen 13 werden dadurch erhalten, dass die Laserleistung beim Schreiben der Linien für die Führungsspurgräben 12 größer gemacht wird als beim Schreiben der Zwischenlinien für die Adressensignalvertiefungen 13.
- Genauer gesagt, werden die Lichtmodulatoren 39 und 40 im Lichtpfad des Laser(z. B. Ar)strahls 38 positioniert, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist. Einer der Lichtmodulatoren wird zum Modulieren von Adressensignalen verwendet, während der andere dazu verwendet wird, die Laserleistung etwas zu verringern, wenn die Linien für die Adressensignalvertiefungen geschrieben werden. Anstatt die obigen zwei Modulatoren zu verwenden, kann ein Modulator verwendet werden, durch den die Modulation linear abhängig vom Eingangssignal geändert wird. In diesem Fall wird die Höhe 43 (Fig. 10) der Eingangsleistung zum Aufzeichnen der Adressensignalvertiefungen kleiner gemacht als die Höhe 44 der Eingangsleistung zum Aufzeichnen der Spurfüh rungsgräben.
- Der Resistfilm 37 mit den darauf befindlichen Linien und Zwischenlinien wird entwickelt, um in ihm Gräben und Vertiefungen auszubilden.
- Mit dem Glassubstrat 11, das mit dem Resistfilm 37 mit dem in ihm ausgebildeten Gräben beschichtet ist, wird in einer Ätzgasatmosphäre wie CF&sub4; oder CHF&sub3; ein Sputtervorgang (reaktives Ionenätzen) ausgeführt, um die Gräben 12 und die Vertiefungen 13 im Glassubstrat 11 auszubilden.
- Der entwickelte Resistfilm 37 wird unter Verwendung eines Lösungsmittels wie Aceton oder durch einen Sputtervorgang in O&sub2;-Atmosphäre vom Glassubstrat 11 entfernt. Im Ergebnis sind im Glassubstrat 11 Spurführungsgräben 12 der Breite t&sub2; und Adressensignalvertiefungen 13 der Breite t&sub1; ausgebildet.
- Auf diese Weise werden die Spurführungsgräben 12 und die Adressensignalvertiefungen 13 mit den in Fig. 2 dargestellten Konfigurationen im Glassubstrat 11 hergestellt.
Claims (15)
1. Magnetooptisches Wiedergabegerät zur Verwendung mit einem
magnetooptischen Speicherelement mit einem Substrat (12) und einer rechtwinklig
magnetisierten Aufzeichnungsschicht (15), wobei dieses Substrat
Spurführungsgräben (12) und Adressensignalvertiefungen (13) aufweist, wobei die Breite der
Spurführungsgräben größer als diejenige der Adressensignalvertiefungen ist
und die magnetooptische Aufzeichnungsschicht (15) eine Dicke aufweist, die
beim Aufzeichnen oder Abspielen unverändert bleibt, gekennzeichnet durch:
eine Adresseninformation-Ausleseeinrichtung zum Erfassen einer Änderung
der Intensität eines an den Adressensignalvertiefungen reflektierten
Lichtstrahls; und eine Dateninformation-Ausleseeinrichtung zum Erfassen einer
Änderung von Eigenschaften des magnetischen Polarisationswinkels in der
magnetooptischen Aufzeichnungsschicht, die auf den Spurführungsgräben
ausgebildet ist, die breiter als die Adressensignalvertiefungen sind, um ein
Informationssignal mit verbessertem T/R-Verhältnis zu erhalten, um dadurch
die Auslesequalität sowohl von Dateninformation als auch
Adresseninformation zu optimieren.
2. Magnetooptisches Wiedergabegerät nach Anspruch 1, bei dem die
Dateninformation-Ausleseeinrichtung so ausgebildet ist, dass sie Differenzen
zwischen magnetooptischen Rotationswinkeln entsprechend
Magnetisierungsrichtungen der auf den Spurführungsgräben angeordneten Schicht mit
rechtwinkliger Magnetisierung erfasst.
3. Magnetooptisches Wiedergabegerät nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei
dem die Adressensignalinformation-Ausleseeinrichtung so ausgebildet ist,
dass sie die Abweichung der Intensität des an einer
Adressensignalvertiefung reflektierten Lichtstrahls erfasst.
4. Magnetooptisches Wiedergabesystem mit einem magnetooptischen
Wiedergabegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das magnetooptische
Speicherelement ein Substrat (11) und eine rechtwinklig magnetisierte
magnetooptische Aufzeichnungsschicht (15) umfasst, wobei das Substrat über
Spurführungsgräben (12) und Adressensignalvertiefungen (13) verfügt, wobei
die Breite der Spurführungsgräben größer als diejenige der
Adressensignalvertiefungen ist, und wobei die magnetooptische Aufzeichnungsschicht (15)
eine Dicke aufweist, die während des Aufzeichnens oder Abspielens
unverändert bleibt.
5. Magnetooptisches Wiedergabesystem nach Anspruch 4, bei dem die Tiefe
der Adressensignalvertiefungen (13) im wesentlichen der Tiefe der
Spurführungsgräben (12) entspricht.
6. Magnetooptisches Wiedergabesystem nach Anspruch 5, bei dem die Tiefe
der Adressensignalvertiefungen und der Spurführungsgräben ungefähr 70 nm
entspricht.
7. Magnetooptisches Wiedergabesystem nach Anspruch 6, bei dem die Breite
der Spurführungsgräben (12) ungefähr 1,0 um oder weniger beträgt.
8. Magnetooptisches Wiedergabesystem nach Anspruch 7, bei dem die Breite
der Spurführungsgräben (12) im Bereich von 0,75 um bis 1,0 um liegt.
9. Magnetooptisches Wiedergabesystem nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
bei dem das Substrat (11) ein Glassubstrat ist.
10. Magnetooptisches Wiedergabesystem nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
bei dem das Substrat (11) ein Harzsubstrat ist.
11. Magnetooptisches Wiedergabesystem nach einem der Ansprüche 4 bis 10,
bei dem die magnetooptische Aufzeichnungsschicht (15) eine
Legierungsschicht (32) aus einem Seltenerdelement und einem Übergangsmetall enthält.
12. Magnetooptisches Wiedergabesystem nach Anspruch 11, bei dem die
magnetooptische Aufzeichnungsschicht (15) eine GdTbFe-Legierungsschicht (32)
enthält.
13. Magnetooptisches Wiedergabesystem nach Anspruch 12, bei dem die
magnetooptische Aufzeichnungsschicht (15) eine erste AlN-Schicht (31), eine
GdTbFe-Schicht (32), eine zweite AlN-Schicht (33) und eine AlNi-Schicht
(34) aufweist, die auf das Substrat (11) auflaminiert sind.
14. Magnetooptisches Wiedergabesystem nach einem der Ansprüche 4 bis 13,
bei dem mindestens eine der Adressensignalvertiefungen (13) zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Spurführungsgräben (12) in Umfangsrichtung vorhanden
ist.
15. Magnetooptisches Wiedergabesystem nach einem der Ansprüche 4 bis 13,
bei dem mindestens eine der Adressensignalvertiefungen (13) in der
Längsrichtung der Spurführungsgräben (12) mit diesen ausgerichtet ist.
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