DE102018207372A1 - Adapterstück zur kraftschlüssigen Verbindung eines Dämpferrohrs und eines Luftfederkolbens, Luftfederdämpfersystem und Verfahren zur Herstellung eines Luftfederdämpfersystems - Google Patents

Adapterstück zur kraftschlüssigen Verbindung eines Dämpferrohrs und eines Luftfederkolbens, Luftfederdämpfersystem und Verfahren zur Herstellung eines Luftfederdämpfersystems Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Adapterstück zur kraftschlüssigen Verbindung eines Dämpferrohrs und eines Luftfederkolbens, wobei das Adapterstück einen Federbereich umfasst.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Adapterstück zur kraftschlüssigen Verbindung eines Dämpferrohrs und eines Luftfederkolbens. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Luftfederdämpfersystem, umfassend ein Dämpferrohr und einen Luftfederkolben, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Luftfederdämpfersystems.
  • Luftfederdämpfer kommen bei Federung und im Zuge der Dämpfung von Schwingungen/Stößen, die auf Fahrzeuge einwirken, zum Einsatz und zeichnen sich unter anderem durch eine hohe Flexibilität der Einstellung der Vorspannung aus. Somit kann beispielsweise mithilfe einer Luftfederung die Höhe des Fahrzeugkörpers verstellt bzw. eingestellt werden.
  • Aus dem Stand der Technik sind Anordnungen bekannt, bei denen der Abrollkolben bzw. Luftfederkolben direkt am Dämpferohr fixiert wird, beispielsweise durch Schweißen. Dabei werden die Komponenten jedoch irreversibel und kostspielig verbunden. Ferner haben aus dem Stand der Technik bekannte Luftfederdämpfersysteme unter anderem den Nachteil, dass keine genügende Sicherheit zur Unterdrückung von relativen Drehungen von Dämpferrohr und Luftfeder gegeben ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Luftfederdämpfersystem, umfassend ein Dämpferrohr und einen Luftfederkolben, bereitzustellen, welches unkompliziert und schnell herstellbar ist und/oder Drehbewegungen zwischen Dämpferrohr und Luftfederkolben vorteilhaft unterbinden kann.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Adapterstück zur kraftschlüssigen Verbindung eines Dämpferrohrs und eines Luftfederkolbens, wobei das Adapterstück einen Federbereich umfasst.
  • Hierdurch ist es erfindungsgemäß möglich, dass mithilfe eines (elastischen) Federbereichs eines Adapterstücks eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Dämpferrohr einerseits und dem Luftfederkolben einer Luftfederung andererseits herstellbar ist. Somit kann bevorzugt auf andere Verbindungsverfahren, beispielsweise ein Verschweißen des Dämpferrohrs und des Luftfederkolbens, verzichtet werden, was eine kosteneffiziente und materialschonende Herstellung ermöglicht. Gleichzeitig können durch das erfindungsgemäße Adapterelement relative Drehbewegungen zwischen Dämpferrohr und Luftfederkolben besonders vorteilhaft verhindert werden. Es ist bevorzugt, dass das Adapterstück ungerichtet verbaut werden kanr (also mit beliebigem Drehwinkel um eine Haupterstreckungsachse des Dämpferrohrs). Ferner kann es sich bei dem Adapterelement um eine Spannhülse handeln.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Adapterstück einen ersten Ringbereich und einen zweiten Ringbereich umfasst, wobei der Federbereich zwischen dem ersten Ringbereich und dem zweiten Ringbereich angeordnet ist. Hierdurch ist es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, dass der Federbereich bezüglich einer Haupterstreckungsachse des Dämpferohrs zwischen einem ersten Ringbereich und einem zweiten Ringbereich angeordnet ist. Somit kann ein kompaktes Adapterstück bereitgestellt werden. Generell sind auch andere geometrische Ausführungsformen des Adapterstücks denkbar.
  • Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass das Adapterstück ein Loch, insbesondere ein zentriertes Loch aufweist, welches zur Aufnahme eines Dämpferrohrs ausgebildet ist.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Luftfederdämpfersystem, umfassend ein Dämpferrohr und einen Luftfederkolben, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftfederdämpfersystem ein Adapterstück nach einem der vorherigen Ansprüche umfasst, wobei mithilfe des Federbereichs eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Luftfederkolben und dem Dämpferrohr ausgebildet ist.
  • Hierbei ist es erfindungsgemäß insbesondere vorgesehen, dass sowohl zwischen dem Adapterstück (bzw. dem Federbereich des Adapterstücks) und dem Dämpferrohr eine kraftschlüssige Verbindung ausgebildet ist also auch zwischen dem Adapterstück (bzw. dem Federbereich des Adapterstücks) und dem Luftfederkolben. Auf diese Weise ist insgesamt zwischen Luftfederkolben und Dämpferrohr eine kraftschlüssige Verbindung ausgebildet.
  • Die obigen Ausführungsformen und Vorteile eines erfindungsgemäßen Adapterstücks sind ebenso auf das erfindungsgemäße Luftfederdämpfersystem, umfassend ein Dämpferrohr und einen Luftfederkolben, anwendbar.
  • Insbesondere ist es erfindungsgemäß möglich, dass das Adapterstück in radiale Richtung (also senkrecht zu einer Haupterstreckungsachse des Dämpferohrs) zwischen dem Dämpferrohr und dem Luftfederkolben angeordnet ist. Die kraftschlüssige Verbindung zwischen Dämpferohr und Adapterstück (mithilfe des Federbereichs) entsteht bevorzugt erst durch die Montage des Luftfederdämpfersystems, umfassend Dämpferrohr, Adapterstück und Luftfederkolben, und erst dadurch, dass der Luftfederkolben über das Adapterstück und den Federbereich geschoben wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Dämpferrohr eine Ausbuchtung aufweist, wobei auf der Ausbuchtung ein Stützelement angeordnet ist, wobei das Adapterstück auf dem Stützelement aufliegt. Die Ausbuchtung ist dabei insbesondere als nach außen gewölbter Bereich vorgesehen. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, dass ein Stützelement, beispielsweise in Form eines Stützrings, mit einem mittigen/zentrierten Loch zur Aufnahme des Dämpferrohrs verwendet wird, wobei das Stützelement zur Fixierung des Adapterelements beiträgt. Im montierten Zustand des Luftfederdämpfersystems kann das Stützelement zwischen (bezüglich der Haupterstreckungsachse des Dämpferrohrs) der Ausbuchtung und dem Adapterelement angeordnet sein. Die Ausbuchtung ist dabei zumindest an der Außenwandung des Dämpferrohrs ausgebildet.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Außenwandung des Dämpferrohrs und eine Innenwandung des Adapterstücks mit einer Spielpassung ausgeführt sind, insbesondere bezogen auf einen nicht montierten Zustand des Luftfederdämpfersystems. Hierdurch ist es möglich, dass die kraftschlüssige Verbindung zwischen Dämpferohr und Adapterstück (mithilfe des Federbereichs) erst durch die Montage entsteht, insbesondere erst dadurch, dass der Luftfederkolben über das Adapterstück und den Federbereich geschoben wird. Vorher kann das Adapterstück durch die Spielpassung zwischen Adapterstück und Dämpferrohr besonders einfach auf das Dämpferrohr aufgebracht werden, was eine besonders effiziente, schnelle und einfache Herstellung ermöglicht.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Adapterstück als von dem Dämpferrohr und dem Luftfederkolben separates Bauteil ausgebildet ist. Dies gilt insbesondere auch für einen montierten Zustand des Luftfederdämpfersystems, so dass während der Herstellung des Systems keine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Dämpferrohr, dem Adapterstück und dem Luftfederkolben hergestellt wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der Federbereich entlang einer radialen Achse des Dämpferrohrs elastisch ausgebildet ist. Hierdurch kann das Adapterstück besonders vorteilhaft zur kraftschlüssigen Verbindung zwischen Dämpferrohr und Luftfederkolben verwendet werden, wobei die kraftschlüssige Verbindung erst durch ein Zusammenfügen der Komponenten, insbesondere ein Aufschieben des Luftfederkolbens auf das Adapterstück (und das Dämpferrohr), entsteht. Generell ist es denkbar, dass der Federbereich eine oder mehrere elastische Materialkomponenten aufweist. Ebenso ist es denkbar, dass der Federbereich gänzlich (und nicht nur entlang einer radialen Achse) elastisch ausgebildet ist.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Luftfederdämpfersystems nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei in einem ersten Schritt, während einer relativen Montagebewegung des Dämpferrohrs und des Luftfederkolbens von einem nicht montierten Zustand in einen montierten Zustand, der Federbereich des Adapterstücks zusammengedrückt wird.
  • Hierdurch ist es erfindungsgemäß möglich, ein besonders effizientes und kostensparendes Verfahren zur Herstellung eines Luftfederdämpfersystems zu erzielen. Gleichzeitig ist es möglich, relative Drehbewegungen zwischen Dämpferrohr und Luftfederkolben im montierten Zustand des Luftfederdämpfersystems zu unterbinden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass mithilfe des Zusammendrückens des Federbereichs im ersten Schritt eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Dämpferrohr und dem Luftfederkolben ausgebildet wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Dämpferrohr und der Luftfederkolben im ersten Schritt während der relativen Montagebewegung entlang einer Haupterstreckungsachse des Dämpferrohrs relativ zueinander bewegt werden. Im Zuge dessen kann der Luftfederkolben über das Adapterstück und insbesondere über den Federbereich geschoben/gedrückt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Adapterstück vor dem ersten Schritt auf einer Ausbuchtung des Dämpferrohrs oder auf einem auf einer Ausbuchtung des Dämpferrohrs angeordnetem Stützelement oder auf einem mit dem Dämpferrohr stoffschlüssig verbundenen Stützelement angeordnet wird, wobei das Adapterstück im ersten Schritt während der relativen Montagebewegung relativ zum Luftfederkolben bewegt wird und insbesondere relativ zum Dämpferrohr im Wesentlichen feststehend ist. Es ist beispielsweise denkbar, dass ein Federteller mit dem Dämpferrohr verschweißt ist. Auch andere Befestigungsformen kommen in Betracht.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Innenwandung des Adapterstücks und eine Außenwandung des Dämpferohrs vor dem ersten Schritt mit einer Spielpassung ausgebildet sind. Die Innenwandung des Adapterstücks bezieht sich hierbei auf die in Richtung Dämpferrohr zeigende Wandung des Adapterstücks und die Außenwandung des Dämpferohrs bezieht sich hierbei auf die in Richtung des Adapterstücks zeigende Wandung des Dämpferrohrs (oder zumindest auf einen Teilbereich davon).
  • Für das erfindungsgemäße Luftfederdämpfersystem sowie das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Luftfederdämpfersystems können die Merkmale, Ausgestaltungen und Vorteile Anwendung finden, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Adapterstück oder im Zusammenhang mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Adapterstücks beschrieben worden sind.
  • Für die erfindungsgemäße Adapterstück können die Merkmale, Ausgestaltungen und Vorteile Anwendung finden, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Luftfederdämpfersystem oder dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Luftfederdämpfersystems oder im Zusammenhang mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftfederdämpfersystems oder einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Luftfederdämpfersystems beschrieben worden sind.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den Erfindungsgedanken nicht einschränken.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Adapterstücks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Adapterstücks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Luftfederdämpfersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während einer Montagebewegung.
    • 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Luftfederdämpfersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem montierten Zustand.
    • 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Luftfederdämpfersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem montierten Zustand.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In 1 ist eine schematische Darstellung eines Adapterstücks 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Adapterstück 1 umfasst dabei in der dargestellten Ausführungsform einen elastischen Federbereich 2, der insgesamt vier Teilbereichen 2' bzw. Federelemente 2' umfasst (von denen drei durch die gewählte perspektivische Darstellung in 1 sichtbar sind). Auch eine andere Anzahl an Teilbereichen 2' bzw. Druckpads ist alternativ denkbar. Der Federbereich 2 (bzw. dessen Teilbereiche 2') ist durch eine Normalkraft, die radial in Richtung Zentrum des Adapterstücks 1 wirkt, zusammendrückbar. In der dargestellten Ausführungsform umfassen die Teilbereiche 2' jeweils zwei Vertiefungen oder Löcher und sind als Druckpads ausgebildet. Die Vertiefungen dienen vornehmlich der Materialersparnis und der Ausprägung gleicher Wandstärken. Auch andere Geometrien für die Teilbereiche 2' sind alternativ vorstellbar. Radial innenliegend befindet sich eine Innenwandung 5 des Adapterstücks 1. Am oberen Ende des Adapterstücks 1 ist ein erster Ringbereich 3 ausgebildet und am unteren Ende des Adapterstücks 1 ein zweiter Ringbereich 4. Der Federbereich 2 befindet sich zwischen diesen beiden Ringbereichen 3, 4. Das Adapterstück 1 umfasst eine im Wesentlichen ringförmig ausgebildete Grundfläche und ein zentrales Loch, in das ein Dämpferrohr 10 eingeführt werden kann. Dadurch kann das Adapterstück 1 als Zwischenstück für eine kraftschlüssige Verbindung zwischen einem Dämpferrohr 10 und einem Luftfederkolben 20, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, verwendet werden. Durch seine Bauweise ist das Adapterstück 1 vorteilhafterweise ungerichtet verbaubar. In 2 ist eine weitere schematische Darstellung der in 1 gezeigten Ausführungsform eines Adapterstücks 1 dargestellt.
  • In 3 ist eine schematische Darstellung eines Luftfederdämpfersystems, umfassend ein Dämpferrohr 10, einen Luftfederkolben 20 und ein Adapterstück 1, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während einer Montagebewegung gezeigt. Entsprechend zeigt 3 das Luftfederdämpfersystem während eines ersten Schritts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Während des ersten Schritts wird dabei ein Dämpferrohr 10 in eine Aufnahme eines Luftfederkolbens 20 geschoben. Im Bereich einer Ausbuchtung 11, die sich ringförmig um des Dämpferrohr 10 erstreckt, ist das Dämpferrohr 10 aufgeweitet. Auf der Ausbuchtung 11 ist ein Stützelement 30 in Form einer Scheibe mit einem zentralen Loch angeordnet. Durch die Ausbuchtung 11 kann sich die Scheibe relativ zum Dämpferrohr 10 nicht nach unten bewegen. Auf dem Stützelement 30 ist ein Adapterstück 1 angeordnet. Das Adapterstück 1 umfasst dabei die im Zuge der 1 und 2 beschriebenen Merkmale und somit unter anderem den Federbereich 2. In einem nicht montierten Zustand (also vor dem in 3 dargestellten ersten Schritt und vor der Montagebewegung) sind das Adapterelement 1 und das Dämpferrohr 10 mit einer Spielpassung ausgebildet, so dass das Adapterstück 1 leicht auf das Dämpferrohr 10 geschoben werden kann. Oberhalb des Adapterstücks 1 ist zur Abdichtung ein O-Ring 6 angeordnet. Während der in 3 dargestellten Montagebewegung entlang einer Haupterstreckungsachse 100 des Dämpferohrs 10 werden nun das Dämpferrohr 10, das Adapterstück 1 sowie das Stützelement 30 und der O-Ring 6 relativ zum Luftfederkolben 30 bewegt, insbesondere derart, dass der Luftfederkolben 20 über die Anordnung, umfassend Dämpferrohr 10, Adapterstück 1, Stützelement 30 und O-Ring 6, geschoben wird. Entsprechend wird der Luftfederkolben 20 dabei in der in 3 dargestellten Ausführungsform nach unten bewegt und/oder die Anordnung, umfassend Dämpferrohr 10, Adapterstück 1, Stützelement 30 und O-Ring 6, nach oben bewegt. Dabei drückt der Luftfederkolben 30 den Federbereich 2 des Adapterstücks 1 zusammen und gegen die Außenwandung 12 des Dämpferrohrs 10. Auf diese Weise entsteht eine radiale Kraft entlang der radialen Achse 200, mithilfe derer eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Dämpferrohr 10, Adapterstück 1 und Luftfederkolben 20 hergestellt wird, die auch Drehbewegungen zwischen Dämpferrohr 10 und Luftfederkolben 20 verhindert.
  • In den 4 und 5 ist die in 3 gezeigte Ausführungsform eines Luftfederdämpfersystems, umfassend ein Dämpferrohr 10, einen Luftfederkolben 20 und ein Adapterstück 1, in einem montierten Zustand (also nach dem ersten Schritt) gezeigt. Der Luftfederkolben 20 ist dabei komplett über das Adapterstück 1 geschoben und grenzt an das Stützelement 30. Der Federbereich 2 des Adapterstücks 1 ist somit zusammengedrückt und stellt die kraftschlüssige Verbindung zwischen Dämpferrohr 10 und Luftfederkolben 20 her. Innerhalb des Dämpferrohrs 10 sind beispielsweise, wie dargestellt, eine Schraubenfeder und ein Federteller angeordnet.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Adapterstück
    2
    Federbereich
    2'
    Teilbereich
    3
    erster Ringbereich
    4
    zweiter Ringbereich
    5
    Innenwandung
    6
    O-Ring
    10
    Dämpferrohr
    11
    Ausbuchtung
    12
    Außenwandung
    20
    Luftfederkolben
    30
    Stützelement
    100
    Haupterstreckungsachse
    200
    radiale Achse

Claims (12)

  1. Adapterstück (1) zur kraftschlüssigen Verbindung eines Dämpferrohrs (10) und eines Luftfederkolbens (20), wobei das Adapterstück (1) einen Federbereich (2) umfasst.
  2. Adapterstück (1) nach Anspruch 1, wobei das Adapterstück einen ersten Ringbereich (3) und einen zweiten Ringbereich (4) umfasst, wobei der Federbereich (2) zwischen dem ersten Ringbereich (3) und dem zweiten Ringbereich (4) angeordnet ist.
  3. Luftfederdämpfersystem, umfassend ein Dämpferrohr (10) und einen Luftfederkolben (20), dadurch gekennzeichnet, dass das Luftfederdämpfersystem ein Adapterstück (1) nach einem der vorherigen Ansprüche umfasst, wobei mithilfe des Federbereichs (2) eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Luftfederkolben (20) und dem Dämpferrohr (10) ausgebildet ist.
  4. Luftfederdämpfersystem nach Anspruch 3, wobei das Dämpferrohr (10) eine Ausbuchtung (11) aufweist, wobei auf der Ausbuchtung (11) ein Stützelement (30) angeordnet ist, wobei das Adapterstück (1) auf dem Stützelement (30) aufliegt.
  5. Luftfederdämpfersystem nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei eine Außenwandung (12) des Dämpferrohrs (10) und eine Innenwandung (5) des Adapterstücks (1) mit einer Spielpassung ausgeführt sind, insbesondere bezogen auf einen nicht montierten Zustand des Luftfederdämpfersystems.
  6. Luftfederdämpfersystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Adapterstück (1) als von dem Dämpferrohr (10) und dem Luftfederkolben (20) separates Bauteil ausgebildet ist.
  7. Luftfederdämpfersystem nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der Federbereich (2) entlang einer radialen Achse (200) des Dämpferrohrs (10) elastisch ausgebildet ist.
  8. Verfahren zur Herstellung eines Luftfederdämpfersystems nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei in einem ersten Schritt, während einer relativen Montagebewegung des Dämpferrohrs (10) und des Luftfederkolbens (20) von einem nicht montierten Zustand in einen montierten Zustand, der Federbereich (2) des Adapterstücks (1) zusammengedrückt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei mithilfe des Zusammendrückens des Federbereichs (2) im ersten Schritt eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Dämpferrohr (10) und dem Luftfederkolben (20) ausgebildet wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei das Dämpferrohr (10) und der Luftfederkolben (20) im ersten Schritt während der relativen Montagebewegung entlang einer Haupterstreckungsachse (100) des Dämpferrohrs (10) relativ zueinander bewegt werden.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Adapterstück (1) vor dem ersten Schritt auf einer Ausbuchtung (11) des Dämpferrohrs (10) oder auf einem auf einer Ausbuchtung (11) des Dämpferrohrs angeordnetem Stützelement (30) oder auf einem mit dem Dämpferrohr (30) stoffschlüssig verbundenen Stützelement (30) angeordnet wird, wobei das Adapterstück (1) im ersten Schritt während der relativen Montagebewegung relativ zum Luftfederkolben (20) bewegt wird und insbesondere relativ zum Dämpferrohr (10) im Wesentlichen feststehend ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei eine Innenwandung (5) des Adapterstücks (1) und eine Außenwandung (12) des Dämpferohrs (10) vor dem ersten Schritt mit einer Spielpassung ausgebildet sind.
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