DE2134953A1 - Radialluftreifen mit verstärkter Wulsteinbindung - Google Patents

Description

Patentanwälte
Dr. Ing. Walter Abitz
Dr. Dieter F. Morf
Dr. Hans-A. Brauns
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15. Juli I97I GT-588-F

THE GENERAL TIRE & RUBBER COMPANY One General Street, Akron, Ohio 44JO9, V.St.A,

Radialluftreifen mit verstärkter Wulsteinbindung

Die Erfindung betrifft Luftreifen, insbesondere Konstruktionseinzelheiten an Luftreifen vomRadialreifentyp.

Ein Radial-Luftreifen ist ein Reifen, bei dem alle Cords der Karkasse radial bezüglich der Drehachse des Reifens verlaufen, oder genauer gesagt, bei dem die Cordgewebe in Ebenen liegen, die die Ebene, welche die Umfangsmittellinie des Reifens enthält, praktisch unter einem Winkel von 90° kreuzen. Klassische Radialreifenkonstruktionen sind mit zusätzlichen Verstärkungen in Form von am Umfang verlaufenden Gürteln im Laufflächenbereich des

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Reifens versehen, die sich normalerweise radial ausserhalb der Karkassenverstärkung befinden. Die Karkassenverstärkung kann aus einer Einzellage oder einer Mehrzahl von Lagen mit zueinander parallelen, radial gerichteten Cordgeweben in einem Elastomer, der manchmal auch als "Schaumsubstanz" ("skim compound") bezeichnet wird, bestehen. Eine Lage dieses gummiumschlossenen Cordgewebes kann ununterbrochen von Wulst zu Wulst verlaufen und ist normalerweise im Bereich des Wulstes verankert oder "eingebunden", indem die Enden des Gewebes um die im Kreis herumgeführten, im wesentlichen starren, mit axialem Abstand angebrachten Wulstdrähte im Wulstbereich des Reifens gelegt sind.

Je nachdem, auf welcher Seite der Wulstdrähte die Enden der Lage sich befinden, spricht man bei dem Einbinden entweder von einem Aufwärtseinbinden (turn-up) oder einem Abwärtseinbinden (turn-down). Befinden sich die Enden der Lage axial ausserhalb der Wulstelemente, so wird die Karkassen-Wulst-Einbindung als Aufwärtseinbinden bezeichnet. Liegen andererseits die Enden der Lagen axial innerhalb der Wulstelemente, wird die Einbindung als Abwärtseinbindung bezeichnet. Bei den angegebenen üblichen Einbindemethoden liefert somit jede einzelne Karkassenlage aus Cordgewebe zwei Lagen Cordverstärkung in jedem Wulstbereich des Reifens. Diese Be-: reiche des Aufwärts- oder Abwärtseinbindens können tiefer liegende Abschnitte der Seitenwände des Reifens mit umfassen, je nachdem, wie "hoch" oder, radial gesehen, wie weit über die Wulstelemente hinaus die Enden der Lage reichen.

Es ist an sich bekannt, daß die Seitenwände eines Radialreifens sich erheblich stärker verbiegen lassen als

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es bei einem Diagonalreifen möglich ist. Das liegt in erster Linie an der erwähnten 9 0°-Anordnung des Karkassencords in einem Radialreifen, verglichen mit der spitzwinkligen Anordnung des Karkassencords bei einem Diagonalreifen. Wegen dieser höheren Seitenwandflexibilxtät erhält die Steifigkeit des Wulstteils und/oder des unteren Seitenwandteils eine gewisse Bedeutung im Hinblick auf die Gesamtfestigkeit und die Tragfähigkeit des Reifens.

Radiallagenreifen gewinnen immer weitere Verbreitung wegen verschiedener Faktoren, zu denen bessere Hantierbarkeit und geringerer Verschleiß gehören. Es hat sich ferner gezeigt, daß ein Einlagen-Radialreifen oder ein Radialreifen, dessen Karkasse im wesentlichen mit nur einer Lage von radial angeordnetemCordgewebe verstärkt ist, weitere Vorteile gegenüber Radialreifen mit mehreren übereinanderliegenden Lagen von karkassenverstärkendem Cord besitzt. Zu diesen Vorteilen gehören weicherer Ablauf und noch bessere Hantierbarkeit. Wenn jedoch die obenerwähnten Einbindemethoden bei einem Radialreifen mit nur einer Lage angewandt werden, reichen die beiden Lagen Cordverstärkung in jedem Wulstbereich, die sich beim Einbinden ergeben, nicht aus, um die erforderliche Festigkeit und Steifheit im Wulstbereich zu gewährleisten. Die erforderliche Steifheit und Festigkeit ergibt' sich, wenn eine Zweilagen-Radialkarkasse in üblicher Weise an den VJuIsten eingebundenfoird, weil sich dort dann vier Verstärkungslagen bilden.

Um den Wulstbereich und damit nötigenfalls auch die unteren Teile der Seitenwände eines Ein-Lagen-Radialreifens steifer und stärker zu machen, haben einzelne Hersteller Felgenbänder aus Stahl an der Innenseite der Wulstabschnitte zwischen Felgenhorn und Wulstabschnitten

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eingelegt« Es hat sich jedoch gezeigt, daß es bei derartigen Reifen, wenn sie mit zu geringem Luftdruck gefahren werden, Pannen im Wulstbereich geben kann, die in erster Linie auf das Vorhandensein derartiger Metallbänder zurückzuführen sind. Auch Verschiebungen solcher Wulstschutzstreifen gegenüber dem Felgenhorn können ein Einschneiden und/oder Lockern der Drahtseile herbeiführen, was schließlich Reifenpannen verursachen kann. Ausserdem sind derartige Bänder häufig bei Reifen im Gebrauch teurer, sowohl vom Material wie von der Herstellung her gesehen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Radiallagenreifen mit wirkungsvollerer Verstärkung im Wulstbereich des Reifens zu entwickeln.

Weiter ist es Aufgabe der Erfindung, einen Radiallagenreif en zu entwickeln, der von Natur aus ein Einzellagenreifen· mit Radialkarkasse ist, der aber eine Einbindung nach Art einer Zweilagen-Karkasse im Bereich des Wulsts oder der radial innen gelegenen Teile des Reifens aufweist.

Auch ist es Aufgabe der Erfindung, einen Einzellagenreifen mit Radialkarkasse zu entwickeln, dessen Steifigkeit im Wulstbereich des Reifens ausreichend hoch ist, ohne daß dabei zusätzliche Verstärkungsorgane unüblicher Art, etwa Felgenbänder aus Stahl oder anderem besonderen Werkstoff verwendet werden müßten.

Diese und weitere Merkmale, die sich aus der nachstehenden Beschreibung der Einzelheiten ergeben, lassen sich erreichen, indem das Karkaßlagenelement des Radiallagen- ' reifenε, das von Wulst zu Wulst reicht, etwas breiter als gewöhnlich ausgeführt wird, wobei der überschiessende

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Rand zurückgeschlagen wird, so daß gefaltete ringförmige Randstreifen entstehen. Diese gefalteten Randstreifen werden aufwärts oder abwärts um die Wülste eingebunden. Auf diese Weise ergibt sich für jede einzelne Lage des Karkassenverstärkungscords des Einzellagen-Typs eine Einbindung vom Zweilagentyp am Wulst. Mit anderen .Worten, für jeden Karkaßreifenaufbau, der von Haus aus eine Schicht von radial gerichtetem Cordgewebe darstellt, ergibt sich im Wulstbereich eine Mehrlagen-Cordverstärkung, vorzugsweise aus zwei Lagen auf beiden Seiten jedes Wulstrings.

Fig. 1 zeigt einen Reifen im Querschnitt mit den erfindungsgemässen Details in einer bevorzugten Ausführungsform;

Fig. 2 ist ein ,Teilquerschnitt aus dem unteren Abschnitt eines Reifenquerschnitts ähnlich dem nach Fig. 1, jedoch mit einer abgeänderten AusfUhrungsform der in Fig. 1 gezeigten Erfindung.

Der in Fig. 1 dargestellte Reifen ist insgesamt mit 4 bezeichnet und umfaßt einen ringförmig herumführenden Laufflächenteil 6, sowie mit axialem Abstand radial angeordnete, ringförmige Seitenwandteile, die insgesamt mit 8 bezeichnet sind und von dem Laufflächenteil 6 bis zu zwei mit axialem Abstand angeordneten ringförmigen Wulstteilen reichen, die insgesamt mit 10 bezeichnet sind. Der Reifen 4 wird durch einen Karkaßlagenaufbau verstärkt, der insgesamt mit 20 bezeichnet ist.

Der Laufflächenteil 6 weist eine umlaufende Gürtelanordnung 7 auf, die aus einer oder, wie gezeichnet, aus mehreren übereinanderliegenden Gürtellagen bestehen kann.

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Der Aufbau dieser Gürtelanordnung bildet keinen Teil der Erfindung und wird daher, nicht im einzelnen beschrieben. Die Aussenseite des Laufflächenteils 6 weist die übliche ProfiIierung einer Lauffläche auf und besitzt herumgeführte Rillen 9, deren weitere Ein-.zelheiten für das Verständnis der Erfindung ohne Bedeutung sind. Der Laufflächenteil besteht aus einem geeigneten vulkanisierten*Elastomer 5, der im allgemeinen im Hinblick auf geringen Verschleiß gewählt wird.

Die Seitenwandabschnxtte bestehen im allgemeinen aus einem Elastomermaterial 11, dessen Zusammensetzung sich von der Zusammensetzung des Laufflächenmaterxals unterscheidet und bei einem Reifen vom Radialreifentyp im Hinblick auf hohe Biegefestigkeit ausgewählt wird.

In jedem Wulstabschnitt 10, der nur die Fortsetzung jedes Seitenwandabschnitts 8 nach unten darstellt, befindet sich ein etwa kreisförmiger Wulstring 12, der sehr fest und undehnbar ist, damit der Reifen. 4 fest an der (nicht dargestellten) Felge angebracht werden kann. Zum Beispiel können die in Fig, 1 gezeigten Wulstringe als Stahldrahtseil 13 ausgebildet sein. Die radial innen liegenden Wulstabschnitte 12 sind im allgemeinen mit einem Felgenband, 14 versehen, um den Reifen gegen Einschneiden oder Abrieb an dem Felgenhorn zu schützen. Die Felgenbänder 14 werden im allgemeinen als mit Textilfaden verstärkte Gummistreifen ausgeführt.

Der Reifen 4, d.h. der Laufflächenteil 6, die Seitenwand- bzw. Wulstabschnitte 8 bzw, 10, sind durch eine Karkaßlage 20 verstärkt. Diese Karkaßlage 20 ist als Einzellage 22 dargestellt mit Cord 24, der ohne Unterbrechung von Wulstteil zu Wulstteil radial an den Sei-

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tenwänden 8 entlang und über den Laufflachenteil 6 verläuft. Der Cord 24 der Karkaßlage 22 verläuft unter einem Winkel von 90° zu der Ebene P, in der die Umfangsmittellinie des Reifens H liegt» Die Enden 26 der Karkaßlage 22 sind nach der Fig. 1 zurückgeschlagen, so daß zwei gefaltete, ringförmige Randstreifen entstehen, die insgesamt mit 28 bezeichnet sind. Die gefalteten Randstreifen 28 sind ausserdem um die Wu1stringe 12 gefaltet oder aufwärts eingebunden. Durch Zurücklegen der Lagenenden 26 in Form der gefalteten Randstreifen 28 (^ entsteht eine Faltkante 30, genau in der wirksamen Breite der Karkaßlage 22, wie sie zur Verstärkung des Reifens 4 benutzt wird» Das Einbinden der Karkaßlage 2 2 in die Wülste 12 erfolgt so, daß die gefalteten Randstreifen 28 um die Wulstringe 12 aufwärts geführt werden. Mit anderen Worten, jede Faltkante 30 liegt axial ausserhalb des jeweiligen Wulstringes 12 und jedes tatsächliche Ende 26 der Lage 22 liegt axial innerhalb der Wulstringe 12. Die Faltkante 30 und das Lagenende 26 zeigen, aufwärts und auswärts gegenüber dem Wulstring 12 in einen tieferen oder axial weiter innen liegenden Teil des Seitenwandabschnitts 8 als üblich ist. Die Höhe des Aufwärts- Jg einbindens (z.B. die Strecke, um die die Faltkante 30 sich über den Wulstring 12 erhebt) stellt einen Faktor dar, der bestimmt werden muß, wenn über die Fläche der Starrheit oder Steifigkeit entschieden wird, die im unteren Sextenwandabschnitt und im Wulstabschnitt 10 des Reifens 4 verlangt wird. Auch die Lage der Karkaßlagenenden 26 relativ zu den Faltkanten 30 kann einen Faktor darstellen, der die Steifigkeit des Seitenwand- oder¹ Wulstabschnitts bestimmt. Gemäß Fig, 1 liegen die Lagen- ■ enden 26 radial oberhalb oder über die Faltkanten 30 hinausragend, wodurch eine Verstärkungsabstufung in dem Sextenwandabschnitt 8 herbeigeführt wanden kann. Mit anderen Worten: axial ausserhalb der Wulstringe 12 bis

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zu "der Höhe der Faltkante 30 wird der Reifen durch vier Cordlagen verstärkt, worauf eine Zweilagenverstärkung weiter aufwärts und auswärts von dieser Stelle folgt, die bis zu dem Endpunkt der Lage 26 reicht, worauf eine Einzellagenverstärkung über den Endpunkt der Lage 26 hinaus folgt. Die Anordnung der Faltkanten 30 und der Lagenenden 26 gemäß Fig. 1 sind lediglich als mögliche Ausführungsform aufzufassen, und im Rahmen der Erfindung können diese Stellen in vieler Hinsicht verlegt werden. Auch die Beziehung zwischen dem Punkt der Enden 26 gegenüber den Faltkanten 30 kann gegenüber der in Fig. 1 gezeigten abgewandelt werden. Zum Beispiel können nötigenfalls die Enden 26 radial einwärts oder unterhalb der Faltkanten 30 liegen. Falls erwünscht kann das Ende·. 26 auch unmittelbar an der axial innenliegenden Kante jedes Wulstrings 12 liegen, wodurch sich dann eine Verstärkungmit lediglich drei Lagen im Wulstbereich ergibt. Dieser letztgenannte Aufbau kann unter Umständen günstiger sein bei kleinen Reifen, bei denen ein nach aussen oder oben weiterführendes Ende 26 im Wulstbereich eine höhere Steifheit herbeiführen könnte als notwendig ist.

Während in Fig. 1 eine einlagige kontinuierlich verlaufende Karkaßlage 22 gezeigt ist, kann der Karkaßaufbau auch praktisch kontinuierlich sein, in Wirklichkeit aber e ine diskontinuierliche Lage darstellen. Mit anderen Worter), der Karkaßlagenaufbau 20 kann in seiner Erstreckung von Wulst zu Wulst eine oder mehrere Unterbrechungen in seinem Verlauf aufweisen. So kann der Karkaßlagenaufbau 20 im wesentlichen eine einzelne Cordlage 2M aufweisen, kann aber an irgendeiner Stelle seiner Erstreckung von Wulstabschnitt zu Wulstabschnitt in seinem Aufbau unterbrochen sein. Zum Beispiel läßt sich der Karkaßla-

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genaufbau irgendwo im Bereich des Laufflächenteils 6 unterbrechen, falls erwünscht. Wenn in der vorliegenden Anmeldung von einem einfachen "Karkaßlagenaufbau" gesprochen, so sollen damit Verstärkungen nach Art der durchlaufenden Lage 22 oder eine Verstärkung mit nicht durchlaufender Lage gemeint sein, die aus einer Schicht von zueinander parallel liegenden, radial ausgerichteten Verstärkungscbrds besteht.

Der Cord 24 kann aus beliebigem Textil- oder Metallwerkstoff bestehen, wie er normalerweise zur Reifenverstärkung benutzt wird. Beispielsweise kann der Cord 24 aus Baumwolle, Nylon, Polyester, Glas, Kunstseide oder Stahl bestehen. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung soll unter "Textil"-Material das typische textile Reifenverstärkungsmaterial, also Baumwolle, Kunstseide, Nylon, und Polyester, aber auch Glas verstanden werden. Ferner sollen unter "Cord" auch die cordähnlichen Metallelemente verstanden werden, die manchmal zum Unterschied davon als "Seile" bezeichnet werden.

Der Karkaßlagenaufbau 20 wird normalerweise zu den gefalteten ringförmigen Randstreifen 28 geformt, bevor das Gebilde im Rahmen eines üblichen Reifenaufbauvorgangs auf eine Reifenaufbautrommel gelegt wird. Die tatsächliche Breite der Falten, die die Ränder 28 bilden, die endgültige Anordnung aller Faltkanten 30 und Lagenenden 26 stellen Parameter dar, über die vor dem Aufbau des Reifens entschieden werden kann, wenn die endgültige Reifenkonstruktion bedacht wird.

Der Reifen nach Fig. 1 stellt funktionsmässig oder tatsächlich einen Einzellagenkarkaßreifen vom Radialreifentyp dar, der eine Vierlagen-Cordverstärkung im Wulstabschnitt und/oder im unteren Seitenwandabschnitt besitzt. Der i'.cifan 't weist somit einerseits die Steifheitswerte

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eines Zweilagenradialreifens in den Wulstabschnitten und andererseits die wünschenswerten Vorteile einer Einzellagenkarkasse im gesamten übrigen Reifenkörper auf.

Die in Fig. 2 dargestellte abgewandelte Ausführungsform zeigt die Erfindungsprinzipien an einem abwärts eingebundenen gefalteten Randstreifen 28·. Die Faltkante 30' nach Fig. 2 liegt innerhalb des Wulstrings 12', während das Lagenende 26' sich axial ausserhalb des Wulstrings 12' befindet. Wie schon oben angedeutet, können auch hier die einzelnen Örtlichkeiten der Lagenenden 26' und der Faltkanten 30' nach Bedarf variiert werden.

Zwar ist das Erfindungsprinzip an Hand einer Einzellagenkarkasse beschrieben, aber natürlich ergeben si'ch. weitere Vorteile durch Anwendung dieser gleichen Prinzipien. Zum Beispiel läßt sich ein Zweilagenkarkaßaufbau so herstellen, daß er gefaltete Randstreifen enthält, woraus sich eine Zweilagenkarkasse mit einer Steifigkeit im Wuitbereich ergibt, die derjenigen eines Vierlagenreifens mit üblicher Aufwärtseinbindung entspricht. Mit anderen Worten, eine. Zweilagenkarkasse, bei der jeder Rand umgeschlagen ist, würde acht um jeden Wulst geführte Cordlagen aufweisen.

Bei einem Hehrlagenkarkaßaufbau ist es auch möglich, nur bestimmte Lagen des mehrlagigen Aufbaus umzuschlagen, damit bestimmte Variationen der Steifigkeit erzielt werden können. Zum Beispiel braucht bei der obenerwähnten Zweilagenkarkasse nur eine Lage umgeschlagen und um die Wülste geführt zu werden, während die andere in üblicher Weise, d.h. mit nichtgefalteten Rändern herumgelegt wird. Daraus würde sich ein Radiallagenreifen mit einer Zweilagenkarkasse und einer Sechslagen-Aufwärtseinbindung

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ergeben.

Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Radiallagenreifen, weil das Umschlagen oder Umfalten der Randstreifen keine durchgreifende Änderung der allgemeinen Cordausrichtung herbeiführt. Mit anderen Worten, bei einem Diagonalreifen könnte ein gefalteter Randstreifen zu einem allgemeinen Ungleichgewicht führen, weil das Umlegen dazu führen würde, daß benachbarte Cordschichten beim Aufwärtseinbinden in verschiedenen Richtungen laufen. Da ausserdem ein Diagonalreifen in seinen Seitenwänden nicht so flexibel ist wie ein Radiallagenreifen, sind die Steifigkeitsverhältnisse in den unteren Seitenwand- und den Wulstabschnitten nicht so wesentlich. Schließlich ist es auch ziemlich ungewöhnlich, einen Diagonalreifen mit einer Einzellagenkarkasse zu konstruieren. Übliche Diagonalreifen haben im allgemeinen mindestens eine Zweilagenkarkasse.

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Claims (13)

1. 21 3A953

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   JOL

   Pate ntansprüche :

   ,uftreifen mit ringförmigem Laufflächenteil und 'umlaufendem Gürtel, mit zwei mit gegenseitigem . axialem Abstand radial innerhalb des Laufflächenteils angeordneten WuIstabschnitten, die jeweils einen praktisch kreisförmigen und starren Wulstring aufweisen, mit zwei von den Wulstabschnitten zu dem Laufflächenteil reichenden Seitenwandabschnitten und mit mindestens einer Karkaßlage mit radial angeordnetem Verstärkungscord, der von VJuIs t abschnitt zu VJu 1st abschnitt radial über die Seitenwandabschnitte und axial über den Laufflächenteil zieht,

   gekennzeichnet durch gefaltete, ringförmige Randstreifen (28), die so um die Wulstringe (12) gelegt sind, daß jeweils zwei Lagen Verstärkungscord axial innerhalb und ausserhalb des Wulstringes in jedem VJuI st ab schnitt gebildet werden.
2. 2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gefalteten, ringförmigen Randstreifen (28) in Aufwärtseinbindung um dieWulstringe (12) geführt sind, wobei die Taltkante (30) der einzelnen Karkaßlage (22) bzw. die Faltkanten (30) der Karkaßlagen (22) axial aus:;·· x^ialb der· '.vulstringe liegen .

   - ]2 -BAD ORIGINAL 1 0 3 8 84 /-133

   GT-588-F
3. 3. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gefalteten, ringförmigen Randstreifen (28) in Abwärtseinbindung um die VJulstringe (12) geführt sind, wobei die Faltkante (30) der einzelnen Karkaßlage (22) bzw. die Faltkanten (30) der Karkaßlagen (22) axial innerhalb der VJulstringe liegen.
4. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelne Karkaßlage bzw. die mehreren Karkaßlagen mit radial verlaufenden Verstärkungscords aus einer einzigen Lage bestehen, die kontinuierlich von Wulstabschnitt zu Wulstabschnitt radial über die Seitenwandabschnitte und axial über den Laufflächenteil verläuft.
5. 5. Luftreifen nach Anspruch ^lt, dadurch gekennzeichnet, daß die gefalteten, ringförmigen Randstreifen m (28) in Aufwärtseinbindung um die Wulstringe ■ (12) geführt sind, wobei die Faltkante (30) der einzelnen Karkaßlage (22) bzw. die Faltkanten (30) der Karkaßlagen (22) axial ausserhalb der "v/ulstringe liegen.
6. 6. Luftreifen nach Anspruch U, dadurch gekennzeichnet, daß die gefalteten, ringförmigen Randstreifen (28) in Abwärtseinbindung um die VJulstringe (12) geführt sind, wobei die Faltkante (30) der
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8. BADORIGJNAL 10 9884/1331
9. GT-58 8-F
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11. einzelnen Karkaßlage (22) bzw. die Faltkanten (30) der Karkaßlagen (22) axial innerhalb der Wulstringe liegen.
12. BADORIGINAL _ _1U _ 109884/1331
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