DE102017001845A1 - Schmelzspinnvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schmelzspinnvorrichtung zur Herstellung von synthetischen Fäden mit einer Mehrzahl von Spinnpositionen. Jede der Spinnpositionen weist eine Spinndüseneinrichtung, eine Kühleinrichtung, eine Galetteneinrichtung und eine Aufwickeleinrichtung auf. Zum Anlegen der Fäden in den Spinnpositionen ist ein Bedienungsautomat vorgesehen, der zum Anlegen der Fäden jeden der Spinnpositionen zuführbar ist. Um eine sichere Führung und exakte Positionierung beim Anlegen der Fäden zu erhalten, ist erfindungsgemäß der Bedienungsautomat in den Spinnpositionen jeweils durch zumindest ein lösbares Stützlager an der Aufwickeleinrichtung gehalten.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schmelzspinnvorrichtung zur Herstellung von synthetischen Fäden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Herstellung von synthetischen Fäden erfolgt durch derartige Schmelzspinnvorrichtungen, die eine Vielzahl von Spinnpositionen aufweisen. Die Spinnpositionen sind hierbei nebeneinander zu einer Maschinenlängsfront aufgestellt. Jede der Spinnpositionen verfügt über eine Spinndüseneinrichtung mit mehreren Spinndüsen zum Extrudieren mehrerer Fäden. Die Fäden einer Spinnposition werden als Fadenschar gemeinsam von den Spinndüsen abgezogen und am Ende des Prozesses in mehreren Wickelstellen einer Aufwickeleinrichtung parallel zu Spulen aufgewickelt. Die Aufwickeleinrichtungen der Spinnpositionen sind jeweils mit zwei an einem Spulrevolver gehaltenen Spulspindeln ausgestattet, so dass die Fäden in den Spinnpositionen kontinuierlich hergestellt werden können. Nur bei einem Prozessbeginn oder bei einer Prozessunterbrechung ist es erforderlich, dass die Fadenschar der Spinnposition durch Hilfseinrichtungen geführt und beispielsweise an der Galetteneinrichtung und der Aufwickeleinrichtung angelegt wird. Derartige Hilfseinrichtungen werden bevorzugt durch Bedienungsautomaten gebildet, die entlang der Maschinenlängsfront beweglich geführt sind und wahlweise einem der Spinnpositionen zum Anlegen der Fäden zuführbar ist. Eine derartige Schmelzspinnvorrichtung ist beispielsweise in der EP 0 010 772 offenbart.
  • Bei der bekannten Schmelzspinnvorrichtung ist der Bedienungsautomat verfahrbar ausgebildet und über einen Wagen in Bodenschienen geführt. Die Bodenschienen verlaufen parallel vor den Stirnenden der Aufwickeleinrichtungen entlang der Maschinenlängsseite, so dass der Bedienungsautomat jeder der Spinnpositionen zuführbar ist. Hierbei besteht jedoch das Problem, dass die Hilfseinrichtungen zum Abtransport der Vollspulen und der Bedienungsautomat sich auf gleicher Ebene bewegen müssen, so dass Kollisionen unumgänglich sind.
  • Um derartige Kollisionen zwischen den Transporteinrichtungen und den Bedienungsautomaten zu vermeiden, ist beispielsweise aus der US 5,192,032 ein Bedienungsautomat bekannt, welcher in einer Hängebahn oberhalb einer Vielzahl von Aufwickeleinrichtungen geführt ist. Hierbei ist es jedoch erforderlich, dass der Bedienungsautomat höhenverstellbar an der Hängebahn geführt ist. Bei größeren Höhenunterschieden stellen sich doch in der Führung des Bedienungsautomaten ungewünschte Elastizitäten ein, die eine stabile Positionierung und damit eine zielgerichtete Führung der Fäden unmöglich macht.
  • Es ist nun Aufgabe der Erfindung, eine Schmelzspinnvorrichtung zur Herstellung von synthetischen Fäden der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass einerseits an jeder der Spinnpositionen eine definierte Fadenführung beim Anlegen der Fäden möglich ist und andererseits das Abräumen und Transportieren der erzeugten Spulen nicht behindert wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Bedienungsautomat in den Spinnpositionen jeweils durch zumindest ein lösbares Stützlager an der Aufwickeleinrichtung gehalten ist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der Unteransprüche definiert.
  • Die Erfindung besitzt den besonderen Vorteil, dass sämtliche an dem Bedienungsautomat anfallenden Stützkräfte durch ein Maschinengestell der Aufwickeleinrichtung aufgenommen werden können. Desweiteren ist besonders vorteilhaft, dass der Bedienungsautomat an jeder der Aufwickeleinrichtungen eine definierte Position innerhalb der Spinnposition erhält, die das Führen und Anlegen der Fadenschar innerhalb der Spinnposition mit hoher Genauigkeit begünstigt. So können Lageabweichungen in der Aufstellung der Aufwickeleinrichtungen vorteilhaft eliminiert werden. Der Bedienungsautomat erhält durch das Stützlager an der Aufwickeleinrichtung eine definierte Lage innerhalb der Spinnposition, die als Nullpunkt eines Koordinatensystems den Bewegungsablauf am Bedienungsautomaten bestimmt.
  • Um möglichst eine schnelle und sichere Anbindung des Bedienungsautomaten an der Aufwickeleinrichtung zu erhalten, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher das lösbare Stützlager als eine Steckverbindung ausgeführt ist, wobei der Bedienungsautomat ein Steckmittel und die Aufwickeleinrichtung ein Aufnahmemittel aufweisen, die sich vorteilhaft selbst mit der Aufwickeleinrichtung verbinden.
  • Das Steckmittel am Bedienungsautomaten ist bevorzugt durch einen Dorn und das Aufnahmemittel der Aufwickeleinrichtung bevorzugt durch ein Trägerohr gebildet. Damit lässt sich durch eine einfache Linearbewegung die Verbindung und dann das Stützlager zwischen dem Bedienungsautomaten und der Aufwickeleinrichtung realisieren.
  • Um während einer Bedienung der Spinnposition einen sicheren Halt des Bedienungsautomaten zu gewährleisten, ist dem Steckmittel an dem Stützlager zumindest ein Sperrmittel zur Arretierung des Bedienungsautomaten an der Aufwickeleinrichtung zugeordnet. Derartige Sperrmittel können beispielsweise durch Drehriegel gebildet sein, die mit einem Haltebolzen an der Aufwickeleinrichtung zusammenwirken.
  • Zur Aufnahme größerer Stützkräfte ist desweiteren vorgesehen, dass das Trägerrohr an einer Stirnseite der Aufwickeleinrichtung an einem Maschinengestell angeordnet ist. Somit besteht auch die Möglichkeit, dass der Bedienungsautomat neben dem Anlegen der Fäden auch das Abnehmen von Spulen bedienen kann.
  • Das Trägerrohr ist bevorzugt an einer Einstecköffnung mit einem V-förmigen Einlasskragen ausgebildet, um eine möglichst enge Zentrierung zwischen dem Trägerrohr und dem Dorn des Bedienungsautomaten zu erhalten.
  • Grundsätzlich ist es dabei möglich, dass der Bedienungsautomat zur Energieversorgung mit einer flexiblen Energiekette gekoppelt ist. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Weiterbildung der Erfindung, bei welcher der Bedienungsautomat zur Energieversorgung in einer der Spinnpositionen mit einer lösbaren Energiekuppelvorrichtung verbunden ist, die im Bereich des Stützlagers an der Aufwickeleinrichtung ausgebildet ist. So lässt sich gleichzeitig eine bedarfsgerechte Energieversorgung gewährleisten.
  • Der Bedienungsautomat wird dabei bevorzugt höhenverstellbar an einer Hängebahn geführt, die sich oberhalb der Aufwickeleinrichtungen parallel zu einer Maschinenlängsseite erstreckt. Somit wird der Herstellungsprozess der Spinnpositionen nicht gestört.
  • Zur Ausführung der Bedienungstätigkeiten in der Spinnposition beispielsweise nach einer Prozessunterbrechung ist der Bedienungsautomat bevorzugt mit einem steuerbaren Roboterarm ausgeführt, der an einer über der Stützlager gehaltenen Trägerplatte angeordnet ist. Somit können sehr individuelle Führungen der Fäden zum Anlegen an Galetten und Wickelstellen der Aufwickeleinrichtung ausgeführt werden.
  • Zur Führung der Fäden weist der Bedienungsautomat hierzu einen beweglichen Sauginjektor auf, der durch den Roboterarm zum Anlegen einer Fadenschar in der Galetteneinrichtung und der Aufwickeleinrichtung führbar ist.
  • Die erfindungsgemäße Schmelzspinnvorrichtung ist daher besonders geeignet, um eine voll automatisierte Herstellung von Fäden zu ermöglichen. Der Bedienungsaufwand für einen Operator wird erheblich reduziert und im wesentlichen durch Kontrollfunktion bestimmt.
  • Die erfindungsgemäße Schmelzspinnvorrichtung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
  • Es stellen dar:
    • 1 schematisch eine Vorderansicht einer Mehrzahl von Spinnpositionen der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung
    • 2 schematisch eine Seitenansicht einer der Spinnpositionen der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung
    • 3 schematisch eine Ansicht des Bedienungsautomaten der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung nach 1 und 2
    • 4 schematisch eine Seitenansicht einer der Spinnpositionen beim Anlegen der Fäden
    • 5 schematisch eine Querschnittsansicht einer Stützlagerung des Ausführungsbeispiels der Schmelzspinnvorrichtung aus 1 und 2
  • In den 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung mit mehreren Spinnpositionen in einer Vorderansicht und in einer Seitenansicht dargestellt. Die nachfolgende Beschreibung gilt für beide Figuren, insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist.
  • Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung weist eine Mehrzahl von Spinnpositionen 1.1 bis 1.7 auf, die in einer reihenförmigen Anordnung nebeneinander aufgestellt sind und eine Maschinenlängsseite bilden. Die Anzahl der in 1 dargestellten Spinnpositionen sind nur beispielhaft. Grundsätzlich enthalten derartige Schmelzspinnvorrichtungen eine Vielzahl von gleichartigen Spinnpositionen.
  • Die in 1 und 2 dargestellten Spinnpositionen 1.1 bis 1.7 sind ihrem Aufbau identisch ausgeführt. Am Beispiel der in 2 in einer Seitenansicht dargestellten Spinnposition 1.1 werden die Einrichtungen nachfolgend näher beschrieben.
  • Jede der Spinnpositionen 1.1 bis 1.7 weist eine Spinndüseneinrichtung 2 auf. Die Spinndüseneinrichtung 2 umfasst einen Spinnbalken 2.2, der an seiner Unterseite mehrere Spinndüsen 2.1 trägt. Die Spinndüsen 2.1 sind mit einer Spinnpumpe 2.3 gekoppelt, die vorzugsweise als Mehrfachpumpe ausgebildet ist und für jede Spinndüse 2.1 einen separaten Schmelzestrom erzeugt. Die Spinnpumpe 2.3 ist über einen Schmelzezulauf 2.4 mit einer hier nicht näher dargestellten Schmelzequelle beispielsweise einem Extruder verbunden.
  • Unterhalb der Spinndüseneinrichtung 2 ist eine Kühleinrichtung 3 angeordnet, die in diesem Ausführungsbeispiel durch einen Kühlschacht 3.1 innerhalb einer Blaskammer 3.3 gebildet ist. Dem Kühlschacht 3.1 folgt in Fadenlaufrichtung ein Fallschacht 3.2.
  • Unterhalb des Fallschachtes 3.2 ist eine Sammeleinrichtung 4 vorgesehen, die mehrere Fadenführer 4.1 aufweist, um die pro Spinndüse 2.1 extrudierten Filamente zu einem Faden zusammenzuführen. In diesem Ausführungsbeispiel erzeugt die Spinndüseneinrichtung 2 vier Fäden. Die Anzahl der Fäden ist beispielhaft. So können derartige Spinndüseneinrichtungen 2 pro Spinnposition bis zu 32 Fäden erzeugen.
  • Der Sammeleinrichtung 4 ist eine Präparationseinrichtung 5 zugeordnet, durch welche die Fäden einer Fadenschar 8 benetzt werden. Die Fäden werden als eine Fadenschar 8 durch eine Galetteneinrichtung 6 abgezogen und einer Aufwickeleinrichtung 7 zugeführt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Galetteneinrichtung 6 durch zwei angetriebene Galetten 6.1 gebildet.
  • Die Aufwickeleinrichtung 7 weist pro Faden der Fadenschar 8 jeweils eine Wickelstelle 7.5 auf. Die Wickelstellen 7.5 erstrecken sich entlang einer Spulspindel 7.1, die auskragend an einem Spulrevolver 7.2 gehalten ist. Der Spulrevolver 7.2 trägt zwei Spulspindeln 7.1, die abwechselnd in einen Wickelbereich und einen Wechselbereich geführt werden.
  • Jeder der Wickelstellen 7.5 ist zur Aufteilung und Separierung der Fadenschar 8 jeweils eine von mehreren Umlenkröllchen 7.6 zugeordnet, die der Galetteneinrichtung 6 unmittelbar nachgeordnet sind. Zum Wickeln und Verlegen der Fäden zu Spulen weist jede Wickelstelle 7.5 eine Changiereinheit 7.3 auf. Die Changiereinheiten 7.3 wirken mit einer Andrückwalze 7.4 zusammen, die parallel zu den Spulspindeln 7.1 angeordnet ist und beim Wickelnd der Fäden an der Oberfläche der Spulen 14 anliegt.
  • In den 1 und 2 sind die Spinnpositionen 1.1 bis 1.7 in ihrer normalen Betriebssituation dargestellt, in welcher in jeder Spinnposition 1.1 bis 1.7 eine aus mehreren Fäden bestehende Fadenschar 8 extrudiert, abgezogen und kontinuierlich zu Spulen 14 gewickelt wird.
  • Um die Spinnpositionen 1.1 bis 1.7 bei einer Prozessunterbrechung oder bei einem Neustart bedienen zu können, ist ein Bedienungsautomat 9 vorgesehen. In den 1 und 2 ist der Bedienungsautomat 9 in einer Warteposition dargestellt. Hierzu ist der Bedienungsautomat 9 über eine Seilzugeinrichtung 13 an einer Hängebahneinrichtung 12 höhenverstellbar gehalten. Zur Erläuterung des Bedienungsautomaten 9 wird nachfolgend zusätzlich zu der 3 Bezug genommen.
  • In 3 ist eine Ansicht des Bedienungsautomaten 9 dargestellt. Der Bedienungsautomat 9 weist einen steuerbaren Roboterarm 9.1 auf, der an einer Trägerplatte 9.3 gehalten ist. Neben dem Roboterarm 9.1 weist der Bedienungsautomat 9 einen Sauginjektor 9.2 auf, der über eine Abfallleitung 9.5 mit einem Garnbehälter 9.4 verbunden ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Garnbehälter 9.4 an der Trägerplatte 9.3 gehalten.
  • Die Trägerplatte 9.3 weist an gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils eine Umlenkrolle 13.1 der Seilzugeinrichtung 13 auf. Hierüber lässt sich die Trägerplatte 9.3 in ihrer Höhe durch die Seilzugeinrichtung 13 verstellen.
  • Wie insbesondere aus der Darstellung in 2 hervorgeht, weist die Trägerplatte 9.3 an einer den Stirnenden der Aufwickeleinrichtung 7 zugewandten Seite einen Dorn 10.2 auf. Der Dorn 10.2 ist Teil eines Stützlagers 10, das sich als Steckverbindung an den Stirnseiten der Aufwickeleinrichtungen 7 befindet.
  • Wie aus den Darstellungen in 1 und 2 hervorgeht, weist jede der Aufwickeleinrichtungen 7 am Stirnende ein Trägerrohr 10.1 auf, das in einem Maschinengestell 7.7 integriert ist. Das Trägerrohr 10.1 weist eine Einstecköffnung 10.4 auf, die durch einen V-förmigen Kragen 10.3 ummantelt ist.
  • Für den Fall, dass in einer der Spinnpositionen 1.1 bis 1.7 eine Bedienung zum Anlegen der Fäden erforderlich wird, lässt sich der Bedienungsautomat 9 in die jeweilige Spinnposition führen und durch die Seilzugeinrichtung 13 auf eine definierte Arbeitshöhe bringen, um den Dorn 10.2 selbsttätig in das Trägerrohr 10.1 zu führen. Damit ist das Stützlager 10 gebildet, mit welchem der Bedienungsautomat 9 sich am Maschinengestell 7.7 der Aufwickeleinrichtung 7 abstützt. Diese Situation ist in 4 dargestellt.
  • In 4 ist schematisch die Seitenansicht der Spinnposition 1.1 gezeigt, in welcher der Bedienungsautomat 9 über das Stützlager 10 mit der Aufwickeleinrichtung 7 verbunden ist. Zur Sicherung der Position des Bedienungsautomaten 9 an der Aufwickeleinrichtung 7 ist desweiteren ein Sperrmittel 15 vorgesehen, das durch einen Haltebolzen 15.1 am Maschinengestell 7.7 der Aufwickeleinrichtung 7 und durch einen verstellbaren Drehriegel 15.2 an der Unterseite der Trägerplatte 9.3 gebildet wird. Insoweit lässt sich die Position des Bedienungsautomaten 9 an der Stirnseite der Aufwickeleinrichtung 7 fixieren.
  • Bei der in 4 dargestellten Betriebssituation wird die Fadenschar 8 über den Sauginjektor 9.2 des Bedienungsautomaten 9 geführt. Der Sauinjektor 9.2 wird hierzu durch den Roboterarm 9.1 gehalten. Die zur Steuerung und Bewegung des Roboterarmes 9.1 erforderliche Energie sowie die für den Sauginjektor 9.2 erforderliche Druckluft lassen sich hierbei über eine Energiekette zuführen. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Energieversorgung über eine Energiekuppelvorrichtung an der Aufwickeleinrichtung 7 vorzunehmen. Hierzu ist in 5 ein Ausführungsbeispiel einer möglichen Energiekuppelvorrichtung 11 dargestellt.
  • In 5 ist eine Querschnittsansicht des Stützlagers 10 am stirnseitigen Ende einer Aufwickeleinrichtung 7 dargestellt. Das Stützlager 10 wird durch das im Maschinengestell 7.7 der Aufwickeleinrichtung 7 integrierte Trägerrohr 10.1 und den an der Trägerplatte 9.3 gehaltenen Dorn 10.2 gebildet. Innerhalb des Dorns 10.2 ist die Energiekuppelvorrichtung 11 ausgebildet, bei jeweils ein Druckluftanschluss 11.1 und ein Energieanschluss 11.2 als Steckverbindung ausgeführt sind. So lässt sich über die Aufwickeleinrichtung 7 die erforderliche Energieversorgung des Bedienungsautomaten 9 ausführen.
  • Das in den 1 bis 5 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung ist in der Ausbildung des Bedienungsautomaten 9 und der zum Anlegen und Führen der Fäden genutzten Hilfseinrichtung beispielhaft. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, dass beispielsweise jeder Spinnposition ein separater Sauginjektor 9.2 zugeordnet ist, der dann bei Bedarf durch einen Roboterarm des Bedienungsautomaten übernommen und genutzt wird. Ebenso ist die Führung des Bedienungsautomaten 9 an einer Hängebahneinrichtung beispielhaft. Grundsätzlich kann der Bedienungsautomat auch fahrbar ausgeführt sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 0010772 [0002]
    • US 5192032 [0004]

Claims (10)

  1. Schmelzspinnvorrichtung zur Herstellung von synthetischen Fäden mit einer Mehrzahl von Spinnpositionen (1.1 - 1.7), die jeweils eine Spinndüseneinrichtung (2), eine Kühleinrichtung (3), eine Galetteneinrichtung (6) und eine Aufwickeleinrichtung (7) aufweisen, und mit einem Bedienungsautomaten (9), der jedem der Spinnpositionen (1.1 - 1.7) zum Anlegen der Fäden zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienungsautomat (9) in den Spinnpositionen (1.1 - 1.7) jeweils durch zumindest ein lösbares Stützlager (10) an der Aufwickeleinrichtung (7) gehalten ist.
  2. Schmelzspinnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützlager (10) als eine Steckverbindung (10.1, 10.2) ausgeführt ist, wobei der Bedienungsautomat (9) ein Steckmittel (10.2) und die Aufwickeleinrichtung (7) ein Aufnahmemittel (10.1) aufweisen.
  3. Schmelzspinnvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckmittel am Bedienungsautomaten (9) durch einen Dorn (10.2) und das Aufnahmemittel der Aufwickeleinrichtung (7) durch ein Trägerrohr (10.1) gebildet sind.
  4. Schmelzspinnvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Steckmittel (10.2) an dem Stützlager (10) zumindest ein Sperrmittel (15) zur Arretierung des Bedienungsautomat (9) an der Aufwickeleinrichtung (7) zugeordnet ist.
  5. Schmelzspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerrohr (10.1) an einer Stirnseite der Aufwickeleinrichtung (7) an einem Maschinengestell (7.7) angeordnet ist.
  6. Schmelzspinnvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerrohr (10.1) an einer Einstecköffnung (10.4) einen V-förmigen Einlasskragen (10.3) aufweist, der in die Einstecköffnung (10.4) mündet.
  7. Schmelzspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienungsautomat (9) zur Energieversorgung in einer der Spinnpositionen (1.1 - 1.7) mit einer lösbaren Energiekuppelvorrichtung (11) verbunden ist, die im Bereich des Stützlagers (10) an der Aufwickeleinrichtung (7) ausgebildet ist.
  8. Schmelzspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienungsautomat (9) höhenverstellbar an einer Hängebahneinrichtung (12) geführt ist, die sich oberhalb der Aufwickeleinrichtungen (7) parallel zu einer Maschinenlängsseite erstreckt.
  9. Schmelzspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienungsautomat (9) einen steuerbaren Roboterarm (9.1) aufweist, der an einer über das Stützlager (10) gehaltenen Trägerplatte (9.3) angeordnet ist.
  10. Schmelzspinnvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienungsautomat (9) einen beweglichen Sauginjektor (9.2) aufweist, welcher durch den Roboterarm (9.1) zum Anlagen einer Fadenschar in der Galetteneinrichtung (6) und der Aufwickeleinrichtung (7) führbar ist.
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