DE2409206A1

DE2409206A1 - Schlagbohrer

Info

Publication number: DE2409206A1
Application number: DE2409206A
Authority: DE
Inventors: Hanspeter E Beisch; Frank J Consoli; Peter G Rebechini
Original assignee: Skil Nederland BV
Current assignee: Skil Nederland BV
Priority date: 1973-02-26
Filing date: 1974-02-26
Publication date: 1974-09-05
Also published as: FR2218972B1; CA1001454A; GB1453116A; IT1008293B; FR2218972A1; CH583608A5; US3837409A; JPS5024861A

Description

Patentanwälte Ditpl.-Ing. R¥eickmahh,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke .-.;-' Dipl.-Ing. F. A-Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

⁸ MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

SKIL (Uederland) IT.V., Konijnenberg 60, Box 267, Breda,

Niederlande

Schlagbohrer

Die Erfindung betrifft tragbare, motorisch angetriebene Werkzeuge und insbesondere sogenannte Schlagbohrer, die ein Werkzeugelement gleichzeitig in Drehung versetzen und axiale Schläge darauf ausüben, um beispielsweise Beton zu bearbeiten.

Es sind bereits rotierende Hammer oder Schlagbohrer bekannt. Diese Werkzeuge werden gewöhnlich entweder von einem elektrischen oder einem pneumatischen Motor angetrieben und haben ein rotierendes Abtriebselement mit einer sechseckigen Bohrung zur Aufnahme eines entsprechend geformten Schaftes eines Werkzeugeinsatzes oder Adapters, der in Drehung versetzt wird. Solche Werkzeuge weisen einen Hammermechanismus in Form eines Schlägers auf, der pneumatisch hin- und herbewegt wird und so angeordnet ist, daß er auf das distale Ende des Schaftes eines Werkzeugeinsatzes oder Adapters auftrifft und auf diesen gleichzeitig mit der oben erwähnten Drehung axiale Hammerschläge ausübt· Beispiele für solche Werkzeuge sind in den ÜS-PSen 1 191 948; 3 456 740; 3 114 423; 3 114 421 und 3 270 821 beschrieben.

Bei der Benutzung solcher motorisch angetriebener Werkzeuge ist es oft erforderlieh oder doch wenigstens manchmal erwünscht, das Werkzeugelement oder den Adapter nur in den Zu-

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stand des Hämmerns oder nur in Drehung zu versetzen. Bei den Werkzeugen der erwähnten PSen werden diese verschiedenen Ar- beitsweisen dadurch erreicht, daß das Werkzeugelement oder der Adapter herausgenommen und durch ein anderes Werkzeugelement oder einen anderen Adapter ersetzt wird. In anderen Worten: Solche motorisch angetriebenen Werkzeuge sind mit mehreren unterschiedlichen Werkzeugelementen ausgestattet, von denen jedes speziell gestaltet ist, um mit den hämmernden oder den rotierenden Komponenten des Werkzeugs zusammenzuwirken, und dadurch die gewünschte Betriebsart zu liefern.

Bei manchen Verwendungszwecken der Schlagbohrer ist es für den Benutzer zu zeitraubend, das Werkzeug stillzusetzen, das Werkzeugelement herauszunehmen und ein anderes Werkzeugelement einzusetzen, um eine andere Betriebsart zu erreichen· Wenn beispielsweise Fundamentsehrauben in Beton gesetzt werden sollen, muß die Fundamentschraube zuerst eingeschlagen werden, so daß die ein kurzes Stück in den Beton eindringt} dann muß die Sehraube gleichzeitig geschlagen und gedreht werden, danach muß die Schraube ausschließlich gedreht werden, um sie herauszuziehen, damit der Staub aus dem Bohrloch im Beton entfernt werden kann, und schließlich muß die Fundasientschraube ohne Drehen eingeschlagen werden. Diese Arbeit kann nicht rationell und rasch durchgeführt werden, wenn der Benutzer jedesmal das Werkzeugelement austauschen muß, um die verschiedenen Funktionen in der oben beschriebenen Reihenfolge durchführen zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug der eingangs erwähnten Art zu verbessern, indem neue Mittel zum gleichzeitigen Drehen und Schlagen eines Werkzeugelementes oder Adapters vorgesehen werden, zu denen ein zwischen dem Hammer und dem distalen Ende des Schaftes des Werkzeugelementes eingefügter Stößel gehört, der die Hammerschläge vom Hammer auf das Werkzeugelement überträgt, wobei eine Feder den Stössel gegen das Werkzeugelement drückt, um ein Flattern des

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Stößels zu verhindern. Erfindungsgemäß ist die Masse des Stössels wesentlich kleiner als die Masse des Hammers. Ferner gehört zu den erwähnten Mitteln eine manuell betätigbare, drehbare Abkuppelanordnung, durch die der Benutzer des Werkzeugs rasch und bequem die Funktion vom gleichzeitigen Hämmern und Drehen (Schlagbohren) auf ausschließliches Hämmern und umgekehrt umstellen kann. Ferner ist eine rotierende Walze in dem Werkzeug vorgesehen, in der ein Zylinder hin- und herbeweglich ist, in welchem wiederum ein Hammer pneumatisch hin- und herbewegt wird, wobei die Wand des Werkzeuggehäuses mit der Trommel eine ringförmige Kammer bildet, die ein Schmiermittel aufnimmt, und die Trommel und der Zylinder mit öffnungen versehen sind, durch die das Schmiermittel eindringen kann, um den Zylinder und den Hammer zu schmieren.

Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich, aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:

Fig.1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schlagbohrers oder rotierenden Hammers;

Fig.2 einen vergrößerten Vertikalschnitt des Werkzeugs gemäß Fig.1_?

Fig.3 eine Abwicklung der Kupplungszähne, die Teil des drehbaren Ausrückelementes der Trommel sind;

Fig.4 einen vergrößerten Vertikalschnitt des Werkzeugs;

Fig.5 einen vergrößerten Schnitt, ähnlich dem der Fig.4, der jedoch die Lage der verschiedenen Teile zeigt, wenn auf das Werkzeugelement über den gefederten Stößel Hammerschläge ausgeübt werden.

Fig.1 zeigt ein insgesamt mit 10 bezeichnetes, motorisch angetriebenes, tragbares Werkzeug zum wahlweisen Hämmern, Drehen oder kombinierten Hämmern und Drehen, auch Schlagbohrer genannt. Der Schlagbohrer weist ein Hauptgehäuse 11 und ein

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Motorgehäuse 12 auf. Das Werkzeug kann zwar auch mit Druckluft betrieben werden. In dem gezeigten Beispiel ist das Werkzeug 10 jedoch mit einem Elektromotor ausgestattet, der in dem Motorgehäuse 12 untergebracht und derart angeordnet ist, daß er durch Brücken eines Auslösers 13 an einem Handgriff eingeschaltet wird. Am vorderen Teil des Hauptgehäuses 11 ist ein zusätzlicher Handgriff 15 angebracht. In dem Hauptgehäuse 11 ist mittels eines vorderen Kugellagers 19 und eines hinteren Kugellagers 20 eine Walze 18 drehbar gelagert. Am Vorderende der Walze ist zur gemeinsamen Drehung ein rotierendes Antriebselement 22 starr befestigt. Das Antriebselement weist eine durchgehende zentrale Bohrung 23 mit sechseckigem Querschnitt zur Aufnahme eines entsprechend geformten Schaftes 25 eines Werkzeugelementes oder Adapters auf. Aufgrund der Sechseckform der Bohrung 23 und des Schaftes 25 wird die Drehung von der Walze 18 auf das Werkzeugelement Übertragen« Auf der Walze 18 ist eine erste Muffe 27 mit einer Keil-iTutverbindung befestigt, so daß sich die Muffe relativ zur Walze axial verschieben kann, bei Drehung der Muffe 27 jedoch die Walze iSimitgedreht wird. Eine Schraubenfeder 28 ist um die Walze gewunden und liegt mit ihrem einen Ende am Vorderende der Muffe 27 an. Das andere Ende der Schraubenfeder ist mit einem Ring 29a in Kontakt, der an einem zweiten Ring 29 anliegt, welcher in einer Ringnut 30 in der Außenfläche der Walze 18 aufgenommen ist. Die Schraubenfeder 28 drückt die Walze 27 nach hinten oder innen (d.i. in den Zeichnungen nach links) aus später erklärten Gründen»

Eine zweite Muffe 32 ist derart auf der Walze 18 angebracht, daß sie mit und relativ zu der Walze drehbar ist. Wie am besten aus Pig.4 ersichtlich, liegt die Muffe 32 zwischen dem Kugellager 20 und der Walze 18. Die Muffe 32 trägt angeformte Kupplungszähne 33 an ihrem Vorderende, die mit einem Satz sonst gleicher, spiegelbildlicher Kupplungszähne 34 am inneren Ende aer Muffe 27 in Eingriff bringbar sind.

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In Fig.3, auf die im weiteren Bezug genommen ist, ist eine Abwicklung dieser Kupplungszähne dargestellt. Der Satz der Kupplungszähne 33 an der Muffe 32 besteht aus mehreren Zähnen 33a, bei denen der Bogenabstand zwischen benachbarten Zähnen merklich größer ist als.die Bogenlänge Jedes einzelnen Zahns. In gleicher Weise besteht der Satz der Kupplungszähne 34 aus einzelnen Zähnen 34a, bei denen wieder der freie Raum zwischen benachbarten Zähnen eine Bogenlänge hat, die merklich größer ist als die Bogenlänge jedes einzelnen Zahnes. Diese Lücken zwischen benachbarten Zähnen, die wesentlich größer sind als die Breite jedes Zahnes, erleichtern das Ineinandergreifen der Zähne, wenn sich die Muffe 32. dreht.

Die Schraubenfeder 28 drückt die Muffe 27 nach innen, so daß die Kupplungszähne 33» 34 in Eingriff bleiben. Mit einem hand-, betätigten Schalthebel 36 läßt sich die Muffe 27 relativ zur Walze 36 in Achsrichtung nach vorne schieben. Der Schalthebel ist in geeigneter Weise in einer Bohrung 37 drehbar aufgenommen, die im Hauptgehäuse 11 des Werkzeugs ausgebildet ist, und trägt einen Stift 38, der exzentrisch zur Rotationsachse des Schalthebels angeordnet ist. Der Stift 38 erfaßt einen Plansch 39» der an der Muffe angeformt ist. Bei einer Drehung des Schalthebels 36 in der einen Richtung wird die Muffe gegen die Kraft der Schraubenfeder 28 nach vorne geschoben, wobei die Kupplungszähne 33, 34 ausgerückt werden. Bei Drehung des Schalthebels 36 in der anderen Richtung holt die Feder 28 die Muffe 27 in ihre innerste Lage zurück, wobei die Kupplungezähne. 33» 34 miteinander in Eingriff kommen. Vorzugsweise ist der Schalthebel mit einer Rastkugel 40 versehen, die von einer Feder 41 abgefedert ist, so daß der Schalthebel 36 in seinen zwei Stellungen, die der eingerückten und der ausgerückten Stellung der Muffe 27 entsprechen, einrastet·

Die Muffe 32 trägt an einem Ende eine angeformte Zähnelung 44, deren Zähne mit einem Zahnrad 45 kämmen, das fest auf

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einer Welle 46 sitzt. Die Welle 46 wird über ein Zahnrad 47 angetrieben,« das mit Zähnen 48 im Eingriff ist, die an einer Kurbelwelle 49 angeformt sind. Auf der Kurbelwelle 49 sitzt außerdem ein Zahnrad 50, das von der Welle 51 eines Elektromotors 52 angetrieben wird, der in dem Motorgehäuse 12 unter— gebracht ist.

In der Walze 18 ist ein Zylinder 55 gehaltert. Zu diesem Zweck weist der Zylinder 55 an seinem Vorderende einen ringförmigen Teil 55a und an seinem Hinterende einen zweiten ringförmigen Teil 55b auf. Diese beiden Ringteile sind mit der Walze in Gleitkontakt und begrenzen einen ringförmigen Zwischenraum 56 zwischen der Walze und dem Zylinder. Im inneren Ende des Zylinders 55 ist ein Klotz 57 starr befestigt, der eine Einsenkung 58 hat, in der das eine Ende einer Verbindungsstange 59 aufgenommen ist, die an dem Klotz 57 mittels eines Bolzens 60 befestigt ist· Die Verbindungsstange ist außerdem über ein Kugellager 62 mit einem Bolzen 49a verbunden* Der Bolzen 49a bildet einen Teil der Kurbelwelle 49· Auf diese V/eise wird der Zylinder 55 gleichzeitig mit der Drehung der Muffe 32 in der Walze 18 hin- und herbewegt.

In dem Zylinder 55 ist ein zylindrischer Hammer 64 derart gehaltert, daß er sich darin frei hin- und herbewegen.kann· Der Hammer 64 weist einen verschmälerten zylindrischen Teil 64b auf, dessen distales Ende in einem engeren Teil 55c des Zylinders 55 verschieblich aufgenommen ist. Der Hammer 64 wird bei der Hin- und Herbewegung des Zylinders 55 pneumatisch betätigt. Zu diesem Zweck weist der Zylinder 55 in seinen Wänden öffnungen 65 zur Zuleitung von Druckluft in den Zwischenraum 66 zwischen dem Klotz 57 und dem Hammer 64 auf. Diese Art des druckluftgesteuerten Hämmerns ist dem Fachmann bekannt und braucht nicht näher erklärt zu werden·

Die Walze 18 ist an einer mittleren Stelle mit einem angeformten Bingflansch 68 versehen. Eine Schraubenfeder 69 stützt

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sich mit ihrem einen Ende an einer Beilagscheibe 70 ab, die von der Feder gegen den Ringflansch gepreßt wird. Das andere Ende der Schraubenfeder ist in Kontakt mit einem Stößel 72 und drückt diesen in der Walze 18 nach vorne. Der Stößel 72 hat an seiner Außenfläche eine Ringnut 73» in der ein Ring 74 aufgenommen ist. Der Stößel 72 ist in der Walze 18.hin- und herbewegbar.

Wenn .kein Werkzeugelement eingesetzt ist, wie in Fig.2 dargestellt, drückt die Schraubenfeder 69 den Stößel 72 nach vorne, so daß er gegen eine Ringfläche 22a am inneren Ende des Antriebselementes 22 stößt. Wenn in dem Werkzeug ein Werkzeugelement gehaltert ist, liegt sein distales Ende am Stößel 72 an und bewegt letzteren gegen die Kraft der Feder 69· Der zylindrische Hammerfortsatz 64b trifft auf den Stößel 72 auf (Fig.5) und erteilt dem Werkzeugelement Hammerschlage, wenn das distale Ende des Schaftes 25 mit dem Stößel in Kontakt ist. In anderen Worten: zwei entgegengesetzte Flächen des Stößels sind derart angeordnet, daß sie von den entsprechenden distalen Enden des Schaftes 25 bzw. des Hammerfortsatzes 64b getroffen werden, und auf diese Weise die Hammerschläge vom Hammer auf das Werkzeugelement übertragen werden. Die Feder dient auch dazu, ein Flattern oder eine unerwünschte axiale Hin- und Herbewegung des Stößels im Gebrauch des Werkzeuges zu verhindern. Dieses unerwünschte Flattern wird auch noch dadurch vermieden, daß die Masse des Stößels 72 wesentlich kleiner ist als die Masse des Hammers 64.

Das Hauptgehäuse 11 weist einen Wandteil 11a auf, der zusammen mit der Walze 18 einen Ringraum oder eine Kammer.76 bildet. Das Vorderende dieser Kammer wird von einer Ringflansch 77 gebildet, der am Gehäuse 11 angeformt ist. Ein konisches !eil 78 bildet eine Abdichtung zwischen dem Flansch 77 und der Walze 18. Diese Dichtung wird von dem Ring 29 an der Walze 18 in ihrer Lage gehalten.

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Die ringförmige Kammer 76 steht mit einer Kammer 80 für die Kurbelwelle über Öffnungen zwischen den einzelnen Kugellagern der" Kugellageranordnung 20 in Verbindung. Die Kammern 76 und 80 enthalten eine Menge eines hochviskosen Schmiermittels, beispielsweise ein geeignetes Fett. Die Walze 18 hat mehrere Öffnungen 82, durch die das Schmiermittel in die Walze eintreten und deren Wände schmieren kann. Das durch die Öffnungen 82 dringende Schmiermittel gelangt in den ringförmigen Zwischenraum 56 zwischen dem Zylinder 55 und der Walze 18 und tritt dann durch die Öffnungen 65 weiter in die Walze ein. Demgemäß werden durch den Zufluß von Schmiermittel aus der Kammer 76 auch die Oberflächen der Muffe und des Hammers geschmiert, die miteinander in Kontakt sind.

Das Werkzeug 11 ist mit einer Platte 84 versehen, die mit Schrauben 85 oder anderen Befestigungsmitteln abnehmbar befestigt ist. Von Zeit zu Zeit kann die Platte 84 abgenommen werden, um den Schmiermittelvorrat aufzufüllen. Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, die Kugellageranordnung 20 durch ein gesintertes Kugellager zu ersetzen, das nicht zuläßt, daß Schmiermittel aus der Kammer 80 in die ringförmige Kammer 76 übertritt. Palis eine solche Kugellageranordnung für die Muffe 32 verwendet wird, ist ein geeignetes Mittel, etwa eine Kappe oder abnehmbare Platte, in der Gehäusewand 11a vorzusehen, damit der Schmiermittelvorrat in der Kaisaer 76 von Zeit zu. Zeit aufgefüllt werden kann·

Die Erfindung sieht also ein neues, verbessertes Werkzeug nach Art eines Schlagbohrers vor, das gleichzeitig ein Werkzeugelement oder einen Adapter eine Drehung und Hammer schlage ausführen läßt. Wenn aus der Betriebsart des gleichzeitigen Hämmerns und Drehens auf ausschließliches Hämmern umgestellt werden soll, wird der Schalthebel 36 in dem Sinn betätigt, daß die Kupplungszähne 33, 34. ausgerückt werden. Das gleichzeitige Hämmern and Drehen kann rasch wiederaufgenommen werden durch eine entsprechende erneute Betätigung des Sehalthe-

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bels; dies kann auch geschehen, während das Werkzeug in Betrieb ist, d.h. wenn sich die Muffe 32 dreht. Wenn das Werkzeugelement ausschließlich rotieren soll, kann das Werkzeug von dem Werkstück abgehoben werden, was zur Polge hat, daß sich das Antriebselement 23 relativ zum Schaft 25 in Achsrichtung verschiebt und damit dem Stößel 72 gestattet, in Anlage an der Ringfläche 22a zur Ruhe zu kommen. Bun befindet sich der Stößel jenseits des Bereiches der Hin- und Herbewegung des Hammers 64 und auf das Werkzeugelement wird ausschließlich. eine Drehung übertragen, vorausgesetzt, daß der Schalthebel 36 in einer Stellung ist, in der die Kupplungszähne 33» 34 im Eingriff sind.

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Claims

Ansprüche

1· Tragbarer Schlagbohrer, der ein längliches Werkzeugelement, das an einem Ende mit einem Schaft versehen ist, gleichzeitig in Drehung versetzt und ihm Hammerschläge erteil-t, gekennzeichnet durch

a) eine in dem Werkzeuggehäuse drehbar gehalterte Walze (18),

b) ein am einen Ende der Walze befestigtes rotierendes Antriebselement (22), das mit dem Schaft (25) des Werkzeugelementes in Eingriff ist, wenn das Werkzeugelement in diesem Ende der Walze aufgenommen ist, und die Drehung der Walze auf das Werkzeugelement überträgt,

c) einen in dem Werkzeuggehäuse untergebrachten Motor (52),

d) einen Zylinder (55), der koaxial in der Walze (18) nächst deren anderem Ende aufgenommen und in Achsrichtung in der Walze gleitend hin- und herbewegbar ist,

e) ein Getriebe (59,49,50,51), das den Zylinder derart mit dem Motor verbindet, daß der Zylinder vom Motor hin- und herbewegt wird,

f) einen zylindrischen Hammer (64), der koaxial in der Walze (18) derart angeordnet ist, daß er bei Hin- und Herbewegung des Zylinders (55) pneumatisch eine hin- und hergehende Schlagbewegung ausführt, und der eine Ausbil- , dung (64b) hat, mit der er Hammerschläge auf das distale Ende des Schaftes (25) überträgt, wenn er sich in der vordersten Lage seines Hubes befindet,

g) eine erste Muffe (32), die auf der Walze (18) derart gehaltert ist, daß sie sich relativ zu der Walze und gemeinsam mit der Walze drehen kann, und die an ihrem einen Ende einen ersten Satz von Kupplungszähnen (33) trägt,

h) ein Getriebe mit einer Zähnelung (44) am anderen Ende der Muffe (32), das die erste Muffe mit dem Motor (52) derart verbindet, daß sich die Muffe bei Betätigung des Motors dreht,

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i) eine zweite Muffe (27), die auf der Walze (18) derart gehaltert ist, daß sie sich in Achsrichtung auf der Walze verschieben kann, jedoch ihre Drehbewegung auf die Walze tiberträgt, und die an ihrem einen Ende einen zweiten Satz von Kupplungszähnen (34) trägt, der mit den Kupplungszähnen (33) der ersten Muffe (32) in Eingriff bringbar ist,

j) ein an dem Gehäuse des Werkzeugs angebrachtes Schaltelement (36), das mit der zweiten Muffe (27) derart gekuppelt ist, daß es die Muffe in Achsrichtung hin- und herschieben kann, um dadurch die beiden Sätze von Kupplungszähnen (33, 34) ein- und ausrücken und somit selektiv die Walze (18) in Drehung zu versetzen.
2. Schlagbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Viand (11a) des Werkzeuggehäuses und der Walze (18) eine ringförmige Kammer (76) gebildet ist, deren Erstreckung in Achsrichtung ungefähr mit dem Teil der Walze zusammenfällt, in dem sich der Zylinder (55) hin- und herbewegt, und die ein hochviskoses Schmiermittel enthält und durch eine Abdichtung gegen die Atmosphäre abgedichtet ist, die aus einer ringförmigen Dichtung (78) besteht, welche sich gegen die Gehäusewand und die Walze anlegt und die vordere Grenze der ringförmigen Kammer bildet, und daß in den Wänden der Walze (18) und des Zylinders (55) Öffnungen (82, 65) vorgesehen sind, durch die das Schmiermittel in die Walze und den Zylinder eintreten kann, um den Zylinder und "den Hammer (64) zu schmieren·

3· Schlagbohrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Satz von Kupplungszähnen (33f 34) gleichgeformt,'aber spiegelbildlich sind und jeder Satz aus mehreren einzelnen Zähnen (33a, 34a) besteht, die in Abständen zu einem Zahnkranz angeordnet sind, wobei die Lücke zwischen benachbarten Zähnen eine Bogenlänge hat,

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die wesentlich größer ist als die Bogenlänge jedes einzelnen Zahnes, wodurch das Einrücken der beiden Sätze während einer Drehung des ersten Satzes der Kupplungszähne erleichtert wird.

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