DE2217676A1 - Method for producing sealing housings, in particular electrical measuring devices - Google Patents
Method for producing sealing housings, in particular electrical measuring devicesInfo
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Description
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DIPL.-V·/·.;! "-!MG. HANSMANM . . ,.-.'> DIPL.-V · / ·.;! "-! MG. HANSMANM.. , .-. '>
L-I^YS. S·..-,. HERMANNL-I ^ YS. S ..- ,. HERMANN
MCriCN 2
TKERECIENSTRASSE SiMCriCN 2
TKERECIENSTRASSE Si
Simmerwerke W. Simmer KG- in Kufstein (Österreich)Simmerwerke W. Simmer KG- in Kufstein (Austria)
Verfahren zum Herstellen von Dichtungsgehäusen, insbesondere elektrischer MeßgeräteMethod for producing sealing housings, in particular electrical measuring devices
Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Dichtungsgehäusen, insbesondere elektrischer Meßgeräte, unter Anwendung von umfanggeschlossenen Dichtungselement en, welche mindestens teilweise aus verformbarem Material bestehen.The invention "relates to a method of manufacturing of sealing housings, in particular electrical measuring devices, using a circumferentially closed sealing element s which at least partially consist of deformable material.
Bei derartigen Gehäusen ist eine restlos wirksame Abdichtung der in den Gehäusen gelagerten Meßeinrichtungen von besonderer Bedeutung.In housings of this type, the measuring devices mounted in the housings are completely effective really important.
So ist es für Meßgeräte in der chemischen Industrie wichtig, das Innere ihrer Gehäuse vor dem Eindrigen von korrosiven Gasen unbedingt zu schützen, damit der Meßmechanismus vor Zerstörung gesichert bleibt.It is important for measuring instruments in the chemical industry to check the inside of their housing before penetration It is essential to protect corrosive gases so that the measuring mechanism remains protected from destruction.
hei Elektromeßgeräten (Voltmeter, Amperemeter, Wattmeter) kann eine Funkenbildung nicht ausgeschlossen werden,hot electrical measuring devices (voltmeter, ammeter, wattmeter) sparking cannot be ruled out,
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wodurch es bei Verwendung in Räumen, die an sich explosionsgefährdet sind (chemische Industrie, Sprengstoffindustrie, Kohlenbergwerke u.dgl.) zu Katastrophen kommen könnte, wenn die Gehäuse der angewendeten Geräte nicht absolut sicher abgedichtet sind. Ein vollkommen feuchtigkeitsdichter Abschluß ist auch für die Anzeigeskalen optischer Meßgeräte, wie z.B. Theoliten, von größter Bedeutung. Dies trifft auch beispielsweise für Meßgeräte für militärische Zwecke, wie z.B. Batterierichtkreise, zu. Auch Anzeigegeräte jeder Art, z.B. auf chronometrischer Grundlage, müssen in vielen Fällen eine absolute Dichtheit ihrer Gehäuse gegenüber allen Gasen und Flüssigkeiten gewährleisten.which makes it potentially explosive when used in rooms (chemical industry, explosives industry, coal mines, etc.) lead to disasters could if the housings of the devices used are not sealed absolutely securely. A completely moisture-proof one Termination is also of the utmost importance for the display dials of optical measuring devices such as theolites. This also applies, for example, to measuring devices for military purposes, such as battery leveling circuits. Even display devices of all kinds, e.g. on a chronometric basis, must in many cases be absolutely tight ensure their housing against all gases and liquids.
Die bisher zur Abdichtung der zwischen den zur Ablesung der Messungen erforderlichen Gehäuseöffnungen und den Schaugläsern od.dgl. angewendeten Dichtungsringe können ihre Aufgabe im Sinne einer vollkommenen Dichtung nur unzulänglich erfüllen, weil ein absolut lagerichtiges Einsetzen der Dichtungsringe bei der Montage nicht gewährleistet werden kann. Die geforderte vollkommene Sicherkeit ist also nicht gegeben.The so far used to seal the between the for reading the measurements required housing openings and the sight glasses or the like. applied sealing rings can fulfill their task in the sense of a perfect seal only inadequately, because an absolutely correct insertion the sealing rings cannot be guaranteed during assembly. The required complete security is therefore not given.
Die vorstehenden Schwierigkeiten werden nun erfindungsgemäß durch die Ausgestaltung der umfanggeschlossenen Dichtungselemente mit geschlossenem Boden zu einem,The above difficulties are now according to the invention by the design of the circumferentially closed Sealing elements with closed bottom to one,
verrni ed en das Meßgerät aufnehmenden Schalenkörper/, welcher in einem Warmformungsvorgang aus einem durch den Warmformungsvorgang körpergestaltbaren Werkstoff als Einheitskörper erhalten ist, dessen vorzugsweise zylindrischer Innenmantel zum Zusammenwirken mit einem metallisch-starren Tragring ausgebildet ist.verrni ed en the measuring device receiving shell body / which in a Thermoforming process from one through the thermoforming process body-shapeable material is obtained as a unitary body, the preferably cylindrical inner jacket of which is designed to interact with a rigid metal support ring.
In besonderer Ausbildung der Erfindung kann nach einem weiteren Kennzeichen derselben der SchalenkörperIn a special embodiment of the invention, according to a further characteristic thereof, the shell body
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mit dem metallisch-starren Tragring im V/armformungsvorgang des Merkstoffes, insbesondere der Preßmasse, zu einem einteiligen Schalenverbundkörper vereinigt werden.with the rigid metal support ring in the V / arm forming process of the memory material, in particular the molding compound, are combined to form a one-piece shell composite body.
Wenn der Schalenkörper mit dem Tragring eine Einheit bildet, fällt jede Gefahr von Undichtheiten zwischen den "beiden genannten Teilen weg, Es ist aber damit auch die exakte Lagerichtigkeit der Ringelemente und deren Dichtungsflächen gewährleistet, wie sie bei der früheren Anwendung von Dichtungsringen als Einzelkörper nie erreicht werden konnte.If the shell body forms a unit with the support ring, there is no risk of leaks between the "Both parts mentioned above, but it is also the exact positioning of the ring elements and their sealing surfaces guaranteed, as it was never achieved in the previous use of sealing rings as a single body could be.
Aus elastischem Material ganz öder teilweise bestehende Körper von der etwaigen Form des Erfindungsgegenstandes haben eine gewisse Ähnlichkeit mit Topfmanschetten, wie sie zur Abdichtung ineinandergleitender zylindrischer Bauteile dienen. Von derartigen Bauteilen mit gleitenden Dichtungsflächen unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand grundlegend schon der Gattung nach. Denn beim Erfindungsgegenstand handelt es sich um unbeweglich in Gehäusen wirksame Dichtungen mit vorzugsweise ringförmigen Dichtungsflächen, die stets ruhend bleiben.Completely or partially made of elastic material Body of the eventual shape of the subject matter of the invention have a certain resemblance to cup seals, as they are used to seal cylindrical sliding parts Components serve. The subject matter of the invention differs from such components with sliding sealing surfaces basically according to the genre. Because the subject of the invention is immovable in housings effective seals with preferably ring-shaped sealing surfaces that always remain stationary.
In weiterer vorteilhafter Ausbildung kann der Warmformungsvorgang unter freihalten mindestens eines Teiles des Innenmantels der metallischen Tragringe von der Preßmasse vorgenommen werden.In a further advantageous embodiment, the hot forming process while keeping at least part of the inner jacket of the metallic support rings free from the molding compound be made.
Bei dieser möglichen Ausführung der Erfindung fällt das zeitraubende Entfernen von Austrieb der Preßteile weg; die Bildung eines solchen Austriebes ist vor allem dadurch vermeidbar, daß für die Herstellung des Preßkörpers eine zweiteilige Form mit Materialaufnahmerillen im Bereich der Trennfugen verwendet wird, so daß sich über-In this possible embodiment of the invention, the time-consuming removal of the extrusion of the pressed parts is eliminated path; the formation of such a sprout can be avoided above all by the fact that for the production of the pressed body a two-part mold with material receiving grooves in the area of the parting lines is used so that over-
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haupt kein Austrieb oder nur ein solcher von geringstem Materialausmaß bildet, dessen Entfernung unter Vermeidung von Handarbeit erfolgen kann.No shoots at all or only one of the smallest material size, its removal with avoidance can be done by hand.
Eine besonders materialsparende Durchführung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß die Wandstärke des den unteren Teil des ßingbereiches verbindenden Bodenbereiches des Schalenkörpers im Verhältnis zum Ringbereich wesentlich geringer gehalten wird.A particularly material-saving implementation of the invention results from the fact that the wall thickness of the the bottom area of the shell body connecting the lower part of the ring area in relation to the ring area is kept much lower.
Hiebei kann der Bodenbereich ausschließlich aus Preßmasse gebildet werden.The bottom area can be formed exclusively from molding compound.
Für das erfindungsgemäße Verfahren kommen als Preßmassen insbesondere die folgenden in Betracht:The molding compounds used for the process according to the invention are used especially the following:
a) Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisat
2-Chlorbutadienkautschuk
Butadien-Styrol-Kautschuk
Naturkautschuk
Urethan-Elaßtomer
Fluorelastomera) Butadiene-acrylonitrile copolymer 2-chlorobutadiene rubber
Butadiene-styrene rubber natural rubber
Urethane elastomer
Fluoroelastomer
Chlorsulfoniertes Polyäthylen (Hypalon)
Polyacrylat
Äthylen-Propylen-KautschukChlorosulfonated polyethylene (Hypalon) polyacrylate
Ethylene propylene rubber
b ) Silikonkautschukb) silicone rubber
Dabei kann jede solche Preßmasse für sich allein oder in Mischung mit einer oder mehreren der außerdem genannten Preßmassen zur Anwendung gelangen. In allen Fällen braucht die genannte Preßmasse nur ein Teil des durch andere Bestandteile, wie Füllkörper, Beschleuniger, Härter od.dgl. gebildeten Preßmaterials zu sein.Each such molding compound can be used on its own or in a mixture with one or more of those mentioned above Molding compounds come to use. In all cases, the molding compound mentioned only needs part of the by other components, such as fillers, accelerators, hardeners or the like. to be formed molding material.
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Da der Bodenbereich des Schalenkörpers aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und der Gewichtseinsparung so dünn als möglich gehalten werden soll, der übrige Gehäuseteil im Bereich des Tragringes aber eine verhältnismäßig große Wandstärke aufweisen muß,, ist die Herstellung des einheitlichen Preßkörpers schwierig. Die genannten großen Stärkeunterschiede haben schon bei geringen Konstruktionsfehlern der Preßwerkzeuge und nicht voll entsprechender Materialzusammensetzung einen hohen Ausschuß der'Preßkörper zur Folge. An sich unbedeutende Fließfehler wirken sich beim Übergang von der schwachen Bodenpartie zur starken Mantelpartie des Schalenkörpers im Sinne unganzer Stellen aus, die , ähnlich wie kleine Lunker im Metallguß, Undichtheiten zur Folge haben und den erzeugten Preßkörper unbrauchbar machen. Since the bottom area of the shell body for reasons of economy and weight saving so should be kept thin as possible, the rest of the housing part in the area of the support ring but a relatively must have large wall thickness, the production of the unitary compact is difficult. The mentioned have large differences in strength even with minor design errors in the pressing tools and not fully Corresponding material composition results in a high reject rate of the pressed bodies. Insignificant in themselves Flow defects affect the transition from the weak bottom part to the strong shell part of the shell body in the sense of ungainly places which, like small cavities in the metal casting, result in leaks have and make the pressed body produced unusable.
Es ist daher vorteilhaft, eine Materialmischung ' mit leicht herstellbarer Homogenität und hervorragendem Fließvermögen für das erfindungsgemäße Verfahren zu verwenden. Auf Grund von eingehenden Versuchen wurden folgende besonders vorteilhafte Mischungsgruppen gefunden. It is therefore advantageous to use a mixture of materials' with easily producible homogeneity and excellent flowability for the process according to the invention to use. The following particularly advantageous groups of mixtures have been found on the basis of detailed tests.
Bei Anwendung von Materialien, wie sie auf Seite 4, unter (a) genannt sind, ist ein nicht flüchtig werdender Weichmacher sowie ein Beschleuniger und ein Alterungsschutz zu verwenden, die nicht an die Oberfläche treten, also nicht ausschwitzen. Außerdem soll die Homogenität so beschaffen sein, daß ein Diffunieren von Gasen (Permeabilitätswert) vermieden wird.When using materials such as those mentioned on page 4 under (a), one is non-volatile To use plasticizers as well as accelerators and anti-aging agents that do not come to the surface, so don't sweat it out. In addition, the homogeneity should be such that a diffusion of gases (permeability value) is avoided.
Als Ausführungsbeispiel wird folgende Mischung angegeben: The following mixture is given as an exemplary embodiment:
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100 Gew.Teile 2-Chlorbutadienkautschuk (Neopren)100 parts by weight of 2-chlorobutadiene rubber (neoprene)
80 Gew.Teile Ruß Durex 080 parts by weight of Durex 0 carbon black
10 Gew.Teile Ruß GK 310 parts by weight of GK 3 carbon black
5 Gew.Teile Weichmacher Disflamol5 parts by weight of plasticizer Disflamol
5 Gew.Teile Alterungsschutz KSM5 parts by weight anti-aging KSM
3 Gew.Teile Beschleuniger Diclumylperoxyd3 parts by weight accelerator diclumyl peroxide
Da die Licht- und Ozonbeständigkeit von Neopren nicht immer ausreicht, wird im nachstehenden ein Beispiel auf der Grundlage von Silikonkautschuk gegeben.Since the light and ozone resistance of neoprene is not always sufficient, an example is shown below given on the basis of silicone rubber.
Bei Anwendung von Silikonkautschuk (Seite 4, b) besteht der große Vorteil darin, daß dieses Material auf Grund seiner Beschaffenheit nach dem "Tempern" eine hohe Beständigkeit aufweist und keinerlei flüchtige Stoffe beinhaltet. Unter "Tempern" wird in dieser Anmeldung ein Verfahrensschritt verstanden, bei welchem der für SiIikonkatuschuk charakteristische Beschleuniger, nämlich vorzugsweise ein Peroxyd, wie z.B. Dicumylperoxyd oder 2:4 Dichlorobenzoyl-Peroxyd, restlos abgebunden wird, nachdem dessen Überschuß aus dem Material ausdampft.When using silicone rubber (page 4, b) is the great advantage that this material on Due to its nature, it has a high resistance after "tempering" and does not contain any volatile substances. In this application, “tempering” is understood to mean a process step in which the for SiIikonkatuschuk characteristic accelerators, namely preferably a peroxide such as dicumyl peroxide or 2: 4 dichlorobenzoyl peroxide, is completely bound after its excess evaporates from the material.
Die Verwendung der genannten Mischungen hat sich auch im Hinblick auf das vorteilhafte Einvulkanisieren des Tragringes für das eigentliche Meßgerät in den Schalenkörper als besonders geeignet erwiesen, weil dieses Material neben dem gewünschten gleichmäßigen Materialfluß auch noch eine besondere Haftmittelfreundlichkeit aufweist, so daß die erforderliche Bindung zwischen Metall und Preßmasse in hervorragender Weise gewährleistet ist.The use of the mixtures mentioned has also proven advantageous in terms of vulcanization of the support ring for the actual measuring device in the shell body proved to be particularly suitable because this In addition to the desired uniform flow of material, the material is also particularly easy to use with adhesives has, so that the required bond between metal and molding compound is ensured in an excellent manner is.
Als Materialien für den Tragring sind im ZuaamiDenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die folgenden von Vorteil: Messing, Alpacca, Stahl, üfirostahl, Bronze od.dgl.The materials for the support ring are in ZuaamiDenhang with the method according to the invention the following are advantageous: brass, alpacca, steel, üfirostahl, bronze or the like.
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Die o"bigen Aufzählungen sollen lediglich "beispielsweise sein und den umfang der Erfindung keinesfalls "beschränken. The above lists are only intended as an example and in no way "limit the scope of the invention.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten elastischen Schalenkörper, die erstmalig gemäß einer "besonderen Ausführungsart der Erfindung als einheitliches Ganzes hergestellt werden können, sind neben ihrer absoluten Dichtungsfunktion auch als Dämpfungskörper gegen Schlag und Stoß wirksam. Ihre Anwendung kommt deshalb auch für Meßuhren und sonstige Meßeinrichtungen aller Art und für alle Zwecke, so auch für Kompasse, Ortungsgeräte, Taucheruhren, Theodoliten und für alle, eine besondere Dichtheit gegen Flüssigkeiten und Gase und eine hohe Stoßsicherheit erfordernden Präzisionsgeräte, onne Einschränkung in Betracht.The elastic shell body produced by the method according to the invention, which for the first time according to a "special Embodiment of the invention as a unit Whole can be produced, are in addition to their absolute sealing function also as a damping body against Impact and shock effective. They are therefore also used for dial gauges and other measuring devices for all Kind and for all purposes, also for compasses, tracking devices, diving watches, theodolites and for all, one special tightness against liquids and gases and a high level of shock resistance requiring precision devices, no restriction in consideration.
In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenständes in Radialschnitten scheroatisch dargestellt, ohne daß die Erfindung darauf eingeschränkt sein soll. Hiebei sind in den Fig. 1 und 2 lediglich die Dichtungselemente als solche, in der Weise veranschaulicht, daß sie unmittelbar ein Meßgerät aufnehmen. Fig. 3 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform eines Dichtungselementes im eingebauten Zustand in ein besonderes Gehäuse.In the drawing, three exemplary embodiments of the subject matter of the invention are sheared in radial sections shown without the invention being limited thereto. Hiebei are in Figs. 1 and 2 only Sealing elements as such, illustrated in such a way that they directly accommodate a measuring device. Fig. 3 shows a particularly advantageous embodiment of a sealing element when installed in a special housing.
Fig. 1 zeigt im Schnitt das umfanggeschlossene Dichtungselement in einer erfindungsgemäßen Ausbildungsmöglichkeit. Es besteht aus dem aus Kunststoff in einem Warmpreßvorgang gebildeten Ringelement 1, welches mit einem geschlossenen Boden 2 aus dem gleichen Material zum dargestellten Schalenkörper ausgestaltet ist. Die Wandstärke 7 des Bodens 2 ist wesentlich geringer als die WandstärkeFig. 1 shows the circumferentially closed sealing element in section in a training possibility according to the invention. It consists of the plastic in a hot pressing process formed ring element 1, which with a closed bottom 2 made of the same material as shown Shell body is designed. The wall thickness 7 of the bottom 2 is significantly less than the wall thickness
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8 des Ringbereiches 1 des einheitlichen Schalenkörpers, Dieser ist mit dem starren Tragring 4, welcher aus Metall besteht, zu einer -einheit zusammenvulkanisiert. Der Schalenkörper 1, 2 umschließt den Boden und den Mantel des Meßgerätes 3> dessen auf einem Absatz 20 des Tragringes 4 aufliegendes Schauglas 5 durch 'einen Gummiring 6 abgedichtet ist. Bei der Herstellung ist es vorteilhaft, darauf zu achten, daß beim Warmpreßvorgang der Innenmantel 9 des metallischen Tragringes 4 von Preßmasse freigehalten wird, um die sonst erforderliche zeitraubende Entfernung von Austrieb zu vermeiden.8 of the ring area 1 of the unitary shell body, This is with the rigid support ring 4, which is made of metal consists, vulcanized into one unit. Of the Shell body 1, 2 encloses the bottom and the jacket of the measuring device 3> whose sight glass 5 resting on a shoulder 20 of the support ring 4 is sealed by a rubber ring 6 is. During manufacture, it is advantageous to ensure that the inner jacket is used during the hot pressing process 9 of the metallic support ring 4 is kept free of molding compound to avoid the otherwise required time-consuming Avoid removal of shoots.
Für den Boden 2, welcher beim Ausführungsbeispiel zur Gänze aus Preßmasse besteht, kann eine solche einer anderen Zusammensetzung als der des Ringbereiches 1 wegen der verschiedenen Wandstärken und Aufgaben der Teile 1, 2 von Vorteil sein.For the bottom 2, which consists entirely of molding compound in the exemplary embodiment, such a can different composition than that of the ring area 1 because of the different wall thicknesses and tasks of parts 1, 2 would be an advantage.
Die Ausführungsform nach 'Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 nur darin, daß in radialer Hichtung eine die Ringteile 1 und 4 durchsetzende Bohrung 12 vorgesehen und mit einer in die genannten Teile einvulkanisierten Lagerhülse 13 für die Durchführung eines Meßstabes in das Gerät 3, für eine Anzeigefixierung od.dgl. ausgestattet ist.The embodiment according to 'Fig. 2 differs from that of FIG. 1 only in that in the radial direction a bore 12 penetrating the ring parts 1 and 4 is provided and with a bearing sleeve 13 vulcanized into said parts for the implementation of a dipstick in the device 3, for a display fixation od .like Is provided.
Gemäß Fig. 3 ist das aus elastischem Material bestehende Ringelement 1 mit umfanggeschlossenen Wulsten 11 und ausgebildet. Die Wulste 11 liegen unter Pressung am zylindrischen Innenmantel eines starren Gehäuses 14 dichtend an. Das Schauglas 5 liegt auf dem Wulstring 15 auf. Dadurch, daß die Höhe des elastischen Ringes 1 samt der Stärke des Schauglases 5 im freien Zustand größer ist als der innere Abstand der Planflächen 16, 17 des Gehäuses 14, wird beim Einbau der Teile 1, 4, 5 in dieses eine unter SpannungAccording to FIG. 3, the ring element 1 made of elastic material with circumferentially closed beads 11 and educated. The beads 11 are pressed against the cylindrical inner casing of a rigid housing 14 in a sealing manner. The sight glass 5 rests on the bead ring 15. Characterized in that the height of the elastic ring 1 together with the strength of the Sight glass 5 in the free state is greater than the inner distance between the flat surfaces 16, 17 of the housing 14, is when Installation of parts 1, 4, 5 in this one under tension
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stehende Abdichtung des Meßgerätes gewährleistet. Etwa in der Richtung des Pfeiles 19 in das Gehäuse gelangende Feuchtigkeit wird durch die Wülste 11 und 15 vor einem Vordringen zum Meßgerät 3 abgesichert. Beim Ausführungsbeispiel ist auch am unteren Rand des Ringelementes 1 ein Wulst 18 ausgebildet, welcher sich beim Einbau des Ringes 1 dichtend zusammenpreßt. Um auch ein sattes Anliegen des Bodens 2 des elastischen Schalenkörpers an den Boden 16- des Außengehäuses 14 zu gewährleisten, ist beim Ausführungsbeispiel eine kleine Stufe 10 vorgesehen^ mit welcher der Boden 2 des Schalenkörpers an dessen Ringteil 1 nach abwärts versetzt angeschlossen ist.vertical sealing of the measuring device guaranteed. Approximately in the direction of arrow 19 in the housing getting moisture is through the beads 11 and 15 in front of a Advance to measuring device 3 secured. In the exemplary embodiment a bead 18 is also formed on the lower edge of the ring element 1, which is located when the ring is installed 1 compresses sealingly. In order to ensure that the bottom 2 of the elastic shell body fits snugly against the ground 16 - to ensure the outer housing 14 is in the embodiment a small step 10 provided ^ with which the bottom 2 of the shell body on its ring part 1 is connected offset downwards.
Die Erfindung läßt verschiedene weitere Ausbildungsvarianten zu. The invention allows various other design variants.
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