DE1679160A1 - Membrane pressure regulator for water heater - Google Patents

Membrane pressure regulator for water heater

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DE1679160A1 DE19671679160 DE1679160A DE1679160A1 DE 1679160 A1 DE1679160 A1 DE 1679160A1 DE 19671679160 DE19671679160 DE 19671679160 DE 1679160 A DE1679160 A DE 1679160A DE 1679160 A1 DE1679160 A1 DE 1679160A1
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Description

SAUIIIER DUVAL, Paris, FrankreichSAUIIIER DUVAL, Paris, France

Memfarandruckregier für DurchlauferhitzerMembrane pressure regulator for instantaneous water heaters

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Steuer- und Regelvorrichtung für die Zuführung vonGas zu einem Brenner eines Durchlauferhitzers oder eines Badeofens im Durchlauf.The invention "relates to a control and regulating device for the supply of gas to a burner of a continuous flow heater or a bath heater in a continuous flow.

Es soll erreicht werden, daß die Nutzleistung sich hierbei selbsttätig den Bedürfnissen des Benutzenden anpaßt. It should be achieved that the useful power automatically adapts itself to the needs of the user.

Bekanntlich besteht der Hauptnaohteil, der auoh die Vorbreitung von Durchlauferhitzern oder Badeöfen alt Gasfeuerung großer Leistung behindert» darin, daß man. r*v~ sucht, solohe Vorrichtungen ium Speisen von AnzapfstellenAs is well known, the main disadvantage which also hinders the preparation of water heaters or bath stoves old gas-fired high-performance "is that one. r * v ~ seeks, single devices for feeding from taps

10982&/OS2Ö ■* 2 -10982 & / OS2Ö ■ * 2 -

lubenutzen, an denen man nur sehr geringe Ifassermengen entnimmt, beispielsweise am Sjiilbecken und am ",7a seht is eh. Sämtliche auf dem Markt befindliche -.varmwass er durchlauf erzeuger arbeiten nach dem Ja/lTein-Prinzip, was besagt, daß dann, wenn man einen Warmwasserhahn öffnet und allmählich die entnommene Ifassermenge steigert, man feststellt, da3 ab einem bestimmten TJert dieser Menge der Brenner zündet und daß bei einer erheblich über diesem Ifert liegenden Menge der Brenner mit voller Leistung arbeitet. lube use, from which one takes only very small amounts of water, for example at the Sjiilbecken and at ", 7a see is eh. All hot water flow generators on the market work according to the Ja / lTein principle, which means that then, if If a hot water tap is opened and the amount of water withdrawn is gradually increased, it is found that from a certain T jert of this amount the burner ignites and that if the amount is considerably higher than this the burner works at full power.

Je höher nun die Leistung der Vorrichtung, umso mehr muß die den Zündvj rgang des Brenners bewirkende Minimalleistung ansteigen, da in keinem Pail sowohl nach den Normen sowie nach den gemachten Erfahrungen die Temperatursteigerung des die Vorrichtung durchlaufenden Wassers etwa 60° überschreiten darf, was dazu führt, daß bei Verwendung einer großen Vorrichtung zum Speisen eines Spülbeckens oder eines Waschbeckens, man sich beschmutzt oder verbrüht.The higher the output of the device, the more must the minimum output causing the ignition process of the burner increase, since in no pail the temperature increase of the water passing through the device should exceed approximately 60 ° may, which means that when using a large device for feeding a kitchen sink or a washbasin, one gets dirty or scalded.

Ein großer Nachteil dieser großen Vorrichtung besteht darin, daß ihre thermische Trägheit größer ist, was bedeutet, daß ihre zur Temperaturerhöhung erforderliche Zeit umso größer wird, je mehr ihre Leistungsfähigkeit steigt. Man muß also längere Zeit warten, um ein Wasser bei brauchbarer Temperatur entnehmen zu können.A major disadvantage of this large device is that that their thermal inertia is greater, which means that their time required for temperature rise is greater becomes, the more their performance increases. So you have to wait a long time to be able to draw water at a usable temperature.

Uta dieten verschiedenen Nachteilen teilweise abzuhelfen, hatUta has been used to partially remedy various disadvantages

109828/0520 - 3-109828/0520 - 3 -

BAD ORIGJNALBAD ORIGJNAL

man "bereits versucht, Vorrichtungen auszulegen, "bei denen nie Öffnung des Klappventils, das das Zuströmen des Gases sum Brenner regelt, in gewissem Maße proportional zur l'Jassermenge ist, die die Vorrichtung durchströmt; diese Art des Vorgehens ist jedoch nicht weiter entwickelt worden, da sie zu einer Ausführung führt, die eine schwierig zu erbringende Präzision "bei der Serienherstellung erfordert und andererseits nur gültige Ergebnisse liefert, wenn die Kurve der Kanalquerschnittsveränderung der Gassteuerventil-Klappe nach dem Heiswert, der Dichte und dem Speisedruck des dem Brenner sugeführten Gases verändert werden kann, was in Praxis schwierig zu erreichen ist. Bei diesem System kann man darüber hinaus die Zeit des Temperaturanstieges des durch die Vorrichtung erzeugten 'Jarmwassers nicht herabsetzen.one "already tries to design devices," in which Never open the flap valve that regulates the flow of gas to the burner, to a certain extent proportional to the amount of water is flowing through the device; however, this type of procedure has not been further developed, because it leads to a design that requires a "difficult to achieve precision" in series production and on the other hand only provides valid results if the curve of the change in duct cross-section of the gas control valve flap what can be changed according to the Heiswert, the density and the feed pressure of the gas suggested to the burner difficult to achieve in practice. With this system you can also determine the time of the temperature rise by Do not degrade the device produced 'Jarmwassers.

"!irfindungsgemäß soll nun eine neuartige Steuer- und Regelvorrichtung für die Gaszuführung zum Brenner geschaffen werden, die sämtliche der oben genannten ITachteile vermeidet. Erfindungsgemäß arbeitet man mit einem Gasdruckregler, wie er üblicherweise im Gasnetz vorhanden ist, das den Brenner der ^armwasserdurchlaufvorrichtungen mit Gas speist. Dieser Gasdruckregler wird in Kombination mit einer Tenperaturdetektorvorrichtung mit einem flüssigkeitsgefüllteri Kolben benutzt, dessen Volumen oder Dampfspannungsänderungen herangezogen v/erden, um einen I'altenbalgen oder eine elastische Membran su verformen; bei der erfindungsgemäßen Zuordnung des Gasdruckreglers zu dem Temperaturdetektor wird die De-"! In accordance with the invention, a new type of control and regulating device should now be developed be created for the gas supply to the burner, which avoids all of the disadvantages mentioned above. According to the invention one works with a gas pressure regulator, as it is usually present in the gas network, which the burner the ^ feed water flow devices with gas. This gas pressure regulator is used in combination with a temperature detector device used with a liquid-filled flask whose volume or vapor tension changes are taken into account v / ground to a I'bellows or an elastic Deform membrane su; in the assignment of the gas pressure regulator to the temperature detector according to the invention, the de-

109828/0520 SAD 0BQINAL " ' "109828/0520 SAD 0BQINAL "'"

forma,tionsbewegung des ITaltenbalges oder der Membran, der Temperaturdetektorvorrichtung ausgenutzt, um die Spannung der Rückstellfeder der Membran des Gasdruckreglers zu verändern, derart, daß diese Spannungsänderung der Rückstellfeder der Membran des Druckreglers eine Änderung im JDruckhinter dem Regler hervorruft, derart, daß das Verhältnis zwischen dem Druck hinter dem ReJ.er, das zur vollen Brennerleistung führt - der Druck wird erreicht, wenn die Temperatur-Formation movement of the IT bellows or the membrane, the Temperature detection device exploited the voltage to change the return spring of the diaphragm of the gas pressure regulator, in such a way that this change in tension of the return spring of the diaphragm of the pressure regulator causes a change in the pressure behind causes the regulator, in such a way that the ratio between the pressure behind the ReJ.er, that of the full burner output leads - the pressure is reached when the temperature

^ detektoreinrichtung sich in Ruhestellung befindet - und dem Druck hinter dem Reglerf der zu einer verminderten Leistung führt - dieser Druck wird erhalten, wenn die Temperaturdetektoreinrichtung nach unten geregelt ist - auf einem konstanten vorher festgelegten regelbaren "Wert unabhängig von der benützten Gasart verwandt wird, d.h. unabhängig davon, wie groß der zur vollen Brennerleistung führende Drucl^hinter dem Regler ist. Dies wird dadurch erreicht, daß auf die Rückstellfeder der Reglermembran unter Zwischenschaltung eines Hebelarmes eingewirkt wird, dessen Hebelverhältnis^ detector device is in the rest position - and the pressure behind the regulator f which leads to a reduced performance - this pressure is obtained when the temperature detector device is regulated downwards - is used at a constant, pre-determined controllable value regardless of the type of gas used, ie regardless of how great the pressure behind the regulator leading to full burner output is, this is achieved by acting on the return spring of the regulator diaphragm with the interposition of a lever arm, its lever ratio

W unter Terschiebung eines Kippunktes verschoben wird, wobei diese Verschiebung ebenfalls so vorgenommen wird, daß die Maximalamplitude der Bewegungen des Endes des Hebelarmes, auf den die Kraft der Eückstellfeder wirkt, konstant gehalten wird. W is shifted by shifting a tipping point, this shift also being carried out in such a way that the maximum amplitude of the movements of the end of the lever arm on which the force of the return spring acts is kept constant.

Eine beispielsweise Ausfuhrungsform der Erfindung soll nun anhand der beiliegenden Zeichnungen naher erläutert werden, in denen "" ,An example embodiment of the invention is now intended are explained in more detail using the accompanying drawings, in which "" ,

109828/0520 - 5 " 109828/0520 - 5 "

BAD ORIGfNAiBAD ORIGfNAi

1S791S01S791S0

j?vig, 1 «-Ed 2 Seilsshnitte dureh eine gasbeheizte evtlndungsgemäße Durchlauferhit2;er-Sinrichtungj? v ig, 1 «-Ed 2 rope section through a gas-heated, possibly appropriate, flow-through device

Pig, I zeigt diese Einrichtung mit den, zugehörigen Organen in der Stellung, die diese einneh&en, wenn die Temperatur des durch denDurehlauferhitsier erzeugten. Warmwassers kleiner als die tCemperatur ist, die die Ausdehnung des Paltenbalges der Temperaturdetelctarirorricatung ner¥orruft, d,&» in der Stellung, wo der Drusic des den Brenner durcia den Reg- M ler gelieferten Gases auf einem Maximalwert /begtiglioli der Regelung der Stellung des Käufers 2 ist, der den G-elenis;- oder Kippunkt des Hebelarms 1 des Reglers trägt.Pig, I shows this device with the associated organs in the position which they assume when the temperature of the heat generated by the continuous heater. Warm water is less than the tCemperatur that orruft the extension of the Paltenbalges the Temperaturdetelctarirorricatung ner ¥, d, &"in the position where the Drusic of the burner durcia the Reg- M ler supplied gas to a maximum value / begtiglioli the regulation of the position of the Buyer 2 is who carries the G-elenis; - or tipping point of the lever arm 1 of the controller.

Pig, 2 zeigt die Anordnung in der Stellung, die die Einzelorgane einnehmen, wenn die temperatur des durch den Durchlauferhitzer erzeugten warmen Wassers gleich oder größer der [Demperatur ist, die die Ausdehnung des Palte nbaiges der lemperaturdetektorvorrichtung hervorruft, d,h, in der Stellung, wo der Druck der durch fen Regler gelieferten Gase ™ minimal "bei unverändert gebliebener Stellung des Iiäufers 2 ist.Pig, 2 shows the arrangement in the position that the individual organs take when the temperature of the water heater generated warm water is equal to or greater than the temperature that the expansion of the palte nbaiges of the temperature detecting device, i.e., in the Position where the pressure of the gases supplied by the regulator ™ minimal "with unchanged position of the runner 2 is.

Aus den Figuren sind leicht die an sich bekannten Elemente eines Gasdruckreglers ersichtlich, die einer Anordnung zur Steuerung des Gases an einem Durchlauferhitzer augeordnet, sind.From the figures, the known elements of a gas pressure regulator can easily be seen, an arrangement for Control of the gas on a flow heater arranged in a row, are.

6 -6 -

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

109828/&Sa0109828 / & Sa0

Gasdruckregler weist in an sich üblicher Iveise ein, Gehäuse 12 und eine bewegliche Ausrüstung mit einer Membran 13 j einer Verschlußklappe 14 und einer Verbindungsstange 12 auf. Gas pressure regulator shows in a usual way, Housing 12 and a movable equipment with a membrane 13 j a shutter 14 and a connecting rod 12 on.

Erfindungsgemäß sind nur noch folgende Elemente vorgesehen: eine temperaturdetektorvorrichtung, die beispielsweise auf dem Prinzip der Dampfspannung arbeitet, von der der Kolben 8 in thermischem Kontakt mit dem im Heizkörper 9 der Vorrichtung erzeugten 'Warmwassers sowie der Ausdehnungsfaltenbalg 7 gezeigt sind; According to the invention, only the following elements are provided: a temperature detector device, which for example works on the principle of vapor tension, of which the piston 8 is in thermal contact with that in the radiator 9 the device generated 'hot water and the expansion bellows 7 are shown;

eine Rückstellfeder 10 der bewegliehen Reglerausrüstung, wobei die Feder zwischen dem freien Ende des Faltenbaiges 7 und eitlem Kipp- oder Gelenkpunkt an einem der Enden des Hebelarmes 1 gespannt ist;a return spring 10 of the movable regulator equipment, the spring between the free end of the bellows 7 and a vain tipping point or pivot point at one of the ends of the Lever arm 1 is stretched;

den läufer 2, der bei 4 einen Gelenkpunkt aufweist, um den der Hebelarm 4 kippen kann, wobei letzterer sich mit dem anderen Ende gegen eine Stange 12 der beweglichen Reglerausrüstung abstützt j der Säufer 2 kann von Hand geführt in einem Schlitz einer festen Kulisse 6 verschoben werden; eine Schraube 5 erlaubt es, den Säufer in der g&wünschten Stellung zu blockieren, wobei diese Stellung auf einer Skala 3 angezeigt ist.the runner 2, which has an articulation point at 4, around the the lever arm 4 can tilt, the latter being with the the other end is supported against a rod 12 of the movable control equipment j the drunkard 2 can be guided by hand be moved in a slot of a fixed link 6; a screw 5 allows the drunkard in the g & wished To block position, this position is indicated on a scale 3.

Die Neigung des die Translationsachse festlegenden Schlitzes ifct so gewählt, daß unabhängig vom Verhältnis der Hebelarme des Hebels 1 - daa Verhältnis ist eine Funktion derThe slope of the slot defining the axis of translation ifct is chosen so that it is independent of the ratio of the lever arms of lever 1 - daa ratio is a function of

109 828/05 20 - 7 -109 828/05 20 - 7 -

vom lö.ufer 2 eingenommenen Stellung - die Verschiebungsamplitude des Endes 11 des Hebels 1 einen konstanten Wert beibehält, derart, daB das Klappenventil 14 des Reglers sich in Schließstellung "befindet,. ..wobei die Verlängerung der Feder immer dieselbe ist; lediglich der Abstand zwischen dem Klappenventil 14 und seinem Sitz 16 - wenn die bewegliche Ausrüstung des Reglers sich in abgesenkter, d.h. Ruhestellung befindet - verändert sich je nach der Regelung des Verhältnisses der Arme des Hebels 1, d.h. je nach der vom Läufer 2 eingenommenen Stellung.position taken by lö.ufer 2 - the displacement amplitude of the end 11 of the lever 1 maintains a constant value, in such a way that the flap valve 14 of the regulator is in the "closed" position, ... with the extension of the spring is always the same; just the distance between the flap valve 14 and its seat 16 - if the moving equipment the controller is in the lowered, i.e. rest position - changes depending on the regulation of the ratio of the arms of lever 1, i.e. depending on the arms of runner 2 assumed position.

Die Arbeitsweise dieser Gasregeleinrichtung ist folgende: Öffnet man einen Entnahmehahn des durch den warmwassergespeisten Warmwasserkreislaufes, wo dieser Mechanismus angetrdnet ist, so hebt das die Gaszuführung vor dem Regler steuernde Klappenventil sich in üblicher Weise und das Gas tritt in den Regler nach Durchströmen des Druckreglers; letzterer hält den Wert der zum Brenner strömenden Gase auf einem konstanten Wert, abhängig vom Verhältnis der Arme des Hebels I1 d.h. der Stellung des Läufers 2 und der Spannung der Feder 10.The mode of operation of this gas control device is as follows: If you open a tap of the hot water circuit supplied by the hot water, where this mechanism is activated, the flap valve controlling the gas supply upstream of the regulator is lifted in the usual way and the gas enters the regulator after flowing through the pressure regulator; the latter keeps the value of the gases flowing to the burner at a constant value, depending on the ratio of the arms of the lever I 1, ie the position of the rotor 2 and the tension of the spring 10.

Solange wie die Temperatur des im Heizkörper der Vorrichtung —••erzeugten Warmwassers unterhalb des Wertes bleibt, das zu einem Sieden der Kolben'8 enthaltenen Flüssigkeit führt, bleibt der Faltenbalg 7 in Ruhestellung und die Spannung •der F'#ddr 10 auf ihrem lfe,ximalwert, dem ein geregelter DruckAs long as the temperature of the hot water produced in the radiator of the device - •• remains below the value that is to leads to boiling of the liquid contained in the piston 8, the bellows 7 remains in the rest position and the tension remains • the F '# ddr 10 on its lfe, ximal value, to which a regulated pressure

109828/0520 -8-109828/0520 -8-

entspricht, der zur Maximalieistung des- Brenners führt.which leads to the maximum output of the burner.

Wenn aus irgendeinem G-runde die Temperatur des im Heizkörper erzeugten Warmwassers diejenige Temperatur überschreitet, die ein Sieden der im Kolben 8 enthaltenen Flüssigkeit hervorruft, so verlängert sich der Faltenbalg 7, was offensichtlich bewirkt, daß die Spannung der Feder abnimmt und damit der Wert des geregelten Druckes hinter dem Regler abnimmt und damit auch die Leistung des Brenners.If for some reason the temperature of the in the radiator generated hot water exceeds the temperature that a boiling contained in the flask 8 Liquid causes the bellows 7 to elongate, which obviously causes the tension of the spring decreases and thus the value of the regulated pressure downstream of the regulator decreases and with it the output of the burner.

TJm zu erreichen, daß die Ausgangs spannung der Feder 10 sich genau definieren läßt und nicht von den Längentoleranzen und der Eigenelasti%zität des Faltenbalges 7 abhängt, ordnet man eine Feder 17 an, die über ein Abstützteil 20 für eine Torkompression des Faltenbalges 7 sorgt, in dem das Abstützstück 20 gegen feste Anschläge 18 geführt wird.TJm to achieve that the output tension of the spring 10 is can be precisely defined and not from the length tolerances and the inherent elasticity of the bellows 7 depends, arranges a spring 17, which via a support part 20 ensures a door compression of the bellows 7, in which the Support piece 20 is guided against fixed stops 18.

Um ebenfalls zu erreichen, daß die Verlängerung des Faltenbalges 7 immer eine maximale "Verminderung des konstanten Wertes an der Ausgangsspannung der Feder 10 hervorruft und damit ein konstantes Verhältnis5 in den MaximaI- und Minimaldrücken beibehalten werden kann, sieht man einen Anschlag 19 vor, der die Begrenzung der Ausdehnung des Faltenbalges 7 ermöglicht.In order also to ensure that the extension of the bellows 7 always causes a maximum "reduction in the constant value at the output tension of the spring 10 and thus a constant ratio 5 can be maintained in the maximum and minimum pressures, a stop 19 is provided which the limitation of the expansion of the bellows 7 allows.

Einer der Anschläge 18 oder 19 kann selbstverständlich mit einer Handregelung versehen sein, die es erlaubt, dieOne of the stops 18 or 19 can of course be provided with a manual control that allows the

109828/0520 ■" 9 "109828/0520 ■ " 9 "

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

maximale Anfangsspannung der leder 10 unter Einwirkung auf die Stellung der Anschläge 18, einzuwirken und das Verhältnis von Maximal- zu Minimaldruek zu verändern, indem auf die Stellung des Anschlages 19 eingewirkt wird.maximum initial tension of the leather 10 under action the position of the stops 18 to act and the relationship to change from maximum to minimum pressure by acting on the position of the stop 19.

Im Rahmen der Erfindung können selbstverständlich andere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung getroffen werden; so kann man beispielsweise den Läufer 2 verschieden, indem man ihn der Bewegung des freien Indes des !Paltenbalges der Temperaturdetektorvorrichtung aussetzt, wobei die Spannung der !Rückstellfeder der beweglichen Ausrüstung des Reglers dann von Hand als !funktion des Maximaldruckes» den man am Ausgang des Reglers zu haben wünscht, geregeltWithin the scope of the invention, of course, others can Embodiments of the arrangement according to the invention are made; so, for example, the runner 2 can be different, by placing it against the movement of the free index of the Paltenbalges the temperature detecting device, the tension of the return spring of the moving equipment of the regulator then manually as a function of the maximum pressure » which one wishes to have at the output of the regulator, regulated

Ebenfalls kann man eineTemperaturdetektorvorrichtung vorsehen, die die Ausdehnung einer Flüssigkeit oder eines Metalls ausnützt, wobei diese in den Rippenrohren des Heizkörpers oder auf der Röhrenanordnung am Austritt des heißen Wassers vorgesehen sein kann.A temperature detector device can also be provided, which exploits the expansion of a liquid or a metal, these in the finned tubes of the radiator or on the pipe arrangement at the outlet of the hot water can be provided.

Jede andere Befestigung des Hebelarmes in Zuordnung zur !Feder IO und zur bewegliäEn Ausrüstung des Reglers kann herangezogen werden, wobei die Feder nach einer anderen Ausführungsform beispielsweise als Druckfeder arbeiten kann«Any other fastening of the lever arm in association with the spring IO and for moveable equipment of the controller can be used where the spring can work, for example, as a compression spring according to another embodiment «

~ FatefttansmrUohe -~ FatefttansmrUohe -

-10--10-

IAD ORJQiNALIAD ORJQiNAL

Claims (1)

■ - ίο -■ - ίο - 16781601678160 Pa t s ti t a Q op rü ch e ;Pa t s ti t a Q op rü ch e; 1» Gasdruckmembranregler an einem Durchlauferhitzer, gekennzeichnet durch einen verformbaren Faltenbalg (7) eines Temperaturdetektörs, der die Deformation des Balgens (7) zur Änderung der Spannung einer angeschlossenen Reglerrückstellfeder (lO) der Ileglermembran ausnützt, mit einem an einem Ende an der leder (10) befestigten Hebelarm (l), dessen Hebelverhältnis durch Verschiebung eines beweglichen Läufers (2) änderbar ist, wobei der Läufer (2) die Kippachse (4) des Hebelarms (l) trägt. 1 »Gas pressure membrane regulator on an instantaneous water heater, marked by a deformable bellows (7) of a temperature detector that detects the deformation of the bellows (7) to change the voltage of a connected regulator return spring (10) of the Ilegler membrane uses, with a lever arm (l) attached to the leather (10) at one end, its leverage ratio by moving a movable one Runner (2) can be changed, the runner (2) carrying the tilt axis (4) of the lever arm (l). 2» Gasdruckmembranijegler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (2) längs einer Eranslationsach.se derart verschiebbar ist, daß die Amplitude der Bewegungen des Endes (11) des Hebelarms (l), an dem die leder (lO) befestigt ist, eine Konstante ist* 2 »Gas pressure membrane regulator according to claim 1, characterized in that that the runner (2) along an Eranslationsach.se is displaceable in such a way that the amplitude of the movements of the The end (11) of the lever arm (l) to which the leather (lO) is attached is a constant * 5. Gasdruckmemhranregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturdetektor- oder -messer aus einem flüssigkeitsgefüllten Kolben besteht, dessen Volumen- oder Dampfspannungsänderungen den Faltenbalg (7) bzw. eine elastische Membran verformen»5. Gas pressure memory regulator according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature detector or knife consists of a liquid-filled piston whose volume or vapor tension changes the Deform the bellows (7) or an elastic membrane » »AD“AD Leer seiteBlank page
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