DE2824330A1 - Koaxiale spulenanordnung - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ung. H. Teickmann, Dipl.-Phys. Dr. Κ»βΛΐ/«τθΡθη

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. b. Hub*.«. Dr. Ing. H. Liska

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V.St.A.

Koaxiale Spulenanordnung

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spulenanordnung mit einem Paar von koaxial auf einer Montageplatte montierten Spulen, derart, daß die eine Spule als Innenspule benachbart zur Montageplatte und die andere Spule als Außenspule in weiterem Abstand von der Montageplatte angeordnet ist, mit einer Außenspulenspindel, die auf einer koaxial in einem Achslager verlaufenden Welle unabhängig drehbar montiert ist, wobei das Achslager an der Montageplatte befestigt ist, und mit einer Innenspulenspindel, die am Außenumfang auf dem gleichen Achslager unabhängig drehbar montiert ist.

Eine Spulenanordnung der vorstehend genannten Art ist insbesondere zur Verwendung in Magnetbandgeräten geeignet.

In Magnetbandgeräten ist es in bestimmten Fällen zweckmäßig, die Bandabwickel- und die Bandaufwickelspule koaxial zueinander anzuordnen. Dies ist insbesondere aus Raumersparnisgründen sowie zur Realisierung von kompakten, beispielsweise tragbaren Geräten vorteilhaft. In einem tragbaren Gerät für Fernsehaufzeichnungen, beispielsweise zur Aufzeichnung aktueller Tagesereignisse, trägt ein Kameramann die Kamera gewöhnlich in einem Traggestell auf seiner Schulter und das Bandgerät auf seinem Rücken. Um Bewegungen des Kameramanns in Menschenmengen oder in engen Räumen nicht zu beeinträchtigen, sollte das Bandgerät nicht mehr als Schulterbreite besitzen und auch nicht wesentlich länger sein. In einem solchen Fall ist insbesondere die Verwendung einer koaxialen Spulenanordnung vorteilhaft, wenn das Magnetband für die Aufzeichnung schraubenförmig geführt wird. Dabei läuft nämlich das Band auf einem anderen Pegel

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in die Bandabtastzone hinein, als es aus dieser abläuft. Die Spulen können dann koaxial auf den entsprechenden Niveaus montiert werden. Für eine derartige Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Spulenanordnung insbesondere vorgesehen.

In einem derartigen Gerät ist es gewöhnlich zweckmäßig, die Innenspule im Bereich der Montageplatte drehbar auf einem Lager zu lagern, das von der Montageplatte ausgehend vollständig durch die Innenspulenspindel verläuft, während die Außenspulenspindel auf einer Welle montiert ist, die ihrerseits vollständig durch das Lager verläuft. Dabei können dann beide Spindeln durch Riemenscheiben, Treibriemen und Motore angetrieben werden, welche vollständig unter der Montageplatte oder doch wenigstens unsichtbar und gegen Zerstörung geschützt angeordnet werden können. Die Innenspulenspindel ist gewöhnlich mit einem Drehtellerflansch zur Halterung der Innenspule versehen, wobei in einer Nabenöffnung der Innenspule eine mit Arretierungseleaenten versehene Arretierung seinrichtung vorgesehen ist. Als Innenspule wird vorzugsweise ein Standard-Industrietyp mit drei in gleichem \!inkelabstand voneinander angeordneten Arretierungskanälen verwendet, welche sich in Achsrichtung vollständig durch die Spulennabe erstrecken. Gewöhnlich ist auch die Außenspule ein Standard-Industrietyp, wobei auch an der Außenspulenspindel Arretierungselemente vorgesehen sind, welche mit Arretierungskanälen beider Spulen zusammenwirken. Die zuerst montierte Innenspule kann natürlich frei über die Arretierungselemente der Außenspulenspindel in ihre richtige Lage auf der Innenspulenspindel gleiten. Das Problem ist dabei zu vermeiden, daß auch die Außenspule in der gleichen V/eise nach unten glei·

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tet. Mit anderen Worten besteht das Problem also darin, eine als halternder und stützender Drehteller v/irkende Einrichtung für die Außenspule zu schaffen, welche gleichzeitig eine freie Bewegung der Innenspule ermöglicht.

Der vorliegenden Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine koaxiale Spulenanordnung der in Rede stehenden Art anzugeben, bei der die Innenspule, nicht aber die Außenspule frei über die Außenspulenspindel schiebbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Spulenanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf den Spindeln Einrichtungen zur Befestigung der Spulen vorgesehen sind, so daß sich diese mit den Spindeln drehen, wobei die Befestigungseinrichtungen Arretierungselemente wenigstens auf der Außenspindel enthalten, daß die Innenspule eine zentrale Nabenöffnung mit einer in dieser vorgesehenen Arretierungseinrichtung einer ersten Art aufweist, so daß diese Innenspule über die Außenspulenspindel schiebbar ist und durch Arretierungselemente auf der Innenspulenspindel drehfest in ihrer Lager gehalten ist, und daß die Außenspule eine zentrale Nabenöffnung mit einer in dieser vorgesehenen stumpfförmigen Arretierungseinrichtung einer zweiten Art aufweist, so daß diese Außenspule auf der Außenspulenspindel arretierbar und auf dieser in axialem Abstand von der Innenspule und der Innenspulenspindel gehaltert ist.

Bei der erfindungsgemäßen Spulenanordnung ist also ein Paar von Spulenspindeln auf der gleichen Achse normal zur Montageplatte montiert, wobei die Innenspulenspindel benachbart zur Montageplatte auf der Außenseite des von der Montageplatte ausgehenden Achslagers unabhängig drehbar gelagert ist, während die Außenspulenspindel in wei-

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terem Abstand von der Montageplatte auf einer Welle montiert ist, die im Inneren des Achslagers vorgesehen und hinsichtlich der Außenspulenspindel unabhängig drehbar ist. Die Innenspulenspindel besitzt insbesondere einen Drehtellerflansch sowie in Arretierungsnuten in der Innenspule eingreifende Arretierungselemente. Die Außenspulenspindel ist mit radial verlaufenden Arretierungselementen vorgesehen, welche an die Arretierungsnuten in der Innenspule angepaßt sind, so daß die Innenspule frei auf die Innenspulenspindel aufgesetzt und von dieser abgenommen werden kann. Die Außenspule ist mit stumpfförmigen Arretierungskanälen versehen, welche an die Arretierungselemente der Außenspulenspindel angepaßt sind, aber dabei verhindern, daß die Außenspule in den Bereich der Innenspulenspindel gelangen kann..

V/eitere Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine ebene Ansicht mit teilweise weggebrochenen Teilen einer erfindungsgemäßen Spulenanordnung in Schnittebenen 1-1 in Fig. 2;

Fig. 2 einen geschnittenen Aufriß der Spulenanordnung in Ebenen 2-2 in Fig. 1; und

Fig. 3 eine detaillierte Darstellung eines Teils der Anordnung nach den Fig. 1 und 2.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Anordnung dient zur

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koaxialen Montage eines Paars von Spulen 11 und 12 in verschiedenen Abständen von einer Montageplatte 13 als Innenspule bzw. als Außenspule. Mittels einer Zwischenmanschette 16 ist an der Montageplatte 13 ein Achslager 14 befestigt. Dieses Achslager 14 ist als hohle zylindrische Hülse ausgebildet, in der mittels Kugellagern 18 und 19 eine Innenwelle 17 drehbar gelagert ist. Für die Montage der Außenspule 12 ist an einem mit Gewinde versehenen Außenende der Welle 17 eine Außenspulenspindel 21 befestigt. Für den Antrieb der Welle und der Außenspulenspindel 21 ist auf dem Innenende der Welle eine Riemenscheibe 22 befestigt, welche über einen Treibriemen 23 durch eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung, wie beispielsweise einen Motor, angetrieben wird.

Die Innenspule 11 ist ihrerseits auf einer Innenspulenspindel 24 montiert, welche etwa durch Kugellager 26 und 27 drehbar auf der Außenseite der Hülse 14 gelagert ist. Auf dieser Spindel ist eine Riemenscheibe 28 montiert, so daß sie durch einen Treibriemen 29 und einen nicht dargestellten Motor angetrieben werden kann.

Zur Sicherung der Innenspindel 11 gegen eine von der Montageplatte 13 weggerichtete axiale Bewegung ist an der Innenspulenspindel 24 ein Drehteller bzw. ein Umfangsflansch 31 mit drei in gleichem Winkelabstand voneinander angeordneten Arretierungsstiften 32 (oder gemäß Fig. 2 mit lediglich einem Arretierungsstift) vorgesehen. Diese Arretierungsstifte sind nach außen gerichtet und greifen in entsprechende Arretierungskanäle 33 in einer zentralen Nabenöffnung 34 einer Nabe 36 der Innenspule 11 ein.

Wird für die Spule 11 ein Standard-Industrietyp verwendet,

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so ist unter anderem zu fordern, daß die Nabenöffnung 34 sowie die drei in gleichem Winkelabstand voneinander angeordneten Arretierungskanäle 33 aus Gründen der einfachen Auswechselbarkeit industrielle Normabmessungen besitzen müssen. Ein weiteres Merkmal derartiger Spulentypen besteht darin, daß die Arretierungskanäle 33 über die gesamte Axialabmessung der Spule 11 verlaufen. Wird die Spule 11 über die Außenspulenspindel 21 geschoben, so muß sie frei über drei in gleichem Winkelabstand voneinander angeordnete Arretierungszapfen 36 laufen können, welche auf der Außenspulenspindel vorgesehen sind, um die Außenspule bei ihrer Montage arretieren zu können.

Das Problem besteht nun darin, für die Außenspule eine Halterungseinrichtung entsprechend dem Drehtellerflansch 31 für die Innenspule 11 vorzusehen, welche jedoch das freie Aufsetzen und Abnehmen der Innenspule auf die bzw. von der Außenspulenspindel nicht beeinträchtigt.

Für diesen Zweck sind zurückziehbare Drehtellerelemente an der Außenspulenspindel bekanntgeworden, welche nach der Montage der Innenspule radial nach außen bewegt werden können. Eine derartige Lösung ist zwar für Laborzwecke geeignet; für ein tragbares, im Freien zu verwendendes Gerät zu aufwendig. Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, daß an der Außenspule Arretierungskanäle 37 vorgesehen sind, welche auf der Außenseite jeweils durch eine Anschlagfläche 38 geschlossen sind und welche jeweils auf einem eine weitere nach innen gerichtete Bewegung der Spule verhindernden Arretierungszapfen 36 aufliegt.

Die Tatsache, daß die Arretierungskanäle 37 stumpfförmig ausgebildet sind, steht der Auswechselbarkeit von Spulen

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nicht entgegen, da diese Arretierungskanäle 37 auch in Spulen mit ansonsten Standardabmessungen und mit sich über die volle Länge erstreckenden Arretierungskanälen 33 vorgesehen werden können. Dabei sind die beiden Sätze von Arretierungskanälen gemäß Fig. 1 miteinander verschachtelt. Auch die Innenspule kann zusätzlich mit stumpfförmigen Arretierungskanälen 37 versehen werden, so daß zwei identische Spulen entstehen, welche zur Verwendung entweder als Innenspule oder als Außenspule austauschbar sind.

Die Spulen sind weiterhin durch zweimal drei in gleichem Winkel voneinander angeordnete nach unten drückende Klemmelemente 41 und 42 auf den Spindeln gesichert, welche in folgender V/eise wirken.

Jedes Klemmelement 41 besitzt einen Körper 43 (43a) mit einer radial nach außen verlaufenden Klemmlippe 44 (44a) (siehe auch Fig, 3), welche gegen die Außenseite der entsprechenden Spule drückt und sie axial gegen die entsprechenden Zapfen 36 (oder den Drehtellerflansch 31 im Falle der Spule 11) klemmt. In vertikal ausgerichteten Ausnehmungen im Körper 43 (43a) sowie im Körper der entsprechenden Spindel 21 (24) ist jeweils eine spiralförmige Kompressionsfeder 46 (46a) vorgesehen, um das Klemmelement 41 (42) in seiner Lage zu halten und um das Klemmelement aus der Klemmstellung zu lösen, wenn die Spulen gelöst werden sollen. Zur axialen Bewegung der Klemmelemente in die Klemmstellung wird durch einen manuell betätigbaren Schraubknopf 51 (51a) ein Druck ausgeübt, wobei dieser Knopf im Falle der Außenspulenspindel auf die Welle 17 und auf das Äußere einer Hülse 52 aufgeschraubt ist, welche in der Innenspindel befestigt ist und zur Montage der Lager 26 und 27 dient. Der

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mit Gewinde versehene Teil des Knopfes 51a ist in einer im Knopf befestigten Innenhülse 53 vorgesehen. Der nach unten geschraubte Knopf 51 drückt gegen die Oberseite der Klemmelemente 41 und drückt sie damit axial in die Klemmstellung. Der Knopf 51a wirkt entsprechend für die Klemmelemente 42.

Um die Klemmlippen 44 und 44a radial nach außen zu drücken, wenn die Knöpfe nach unten geschraubt sind, und um diese Lippen zwecks freier Entnahme der Spulen nach innen zu bewegen, wenn die Knöpfe gelöst werden, besitzt ,jeder Knopf eine Nockenplatte 61 mit drei geneigten Schlitzen 62, welche mit einem Satz von Zapfen 63 in Eingriff treten, die von den Oberseiten der entsprechenden Klemmelemente 41 und 42 ausgehen. Wird der Knopf 51 (51a) zur Lösung der Klemmelemente im Gegenuhrzeigersinn geschraubt, so werden die Klemmelemente auf einer unteren Lauffläche 64 (64a) und um einen Schwenkpunkt an der Stelle, an der die Feder 46 (46a) mit dem Klemmelement und der Spindel in Verbindung steht, radial nach innen geschwenkt» Werden die Knöpfe zur Befestigung im Uhrzeigersinn geschraubt, so treten die Zapfen 63 aus den Schlitzen 62 aus und werden durch eine Nockenfläche 64 an der Nockenplatte 61 radial nach außen in die Klemmstellung gedrückt, bis sie mit einer Nockenanschlagsschulter 66 an der Nockenplatte in Eingriff treten. Ab dann verbleibt die Platte an den Zapfen, während der Knopf zur Festklemmung der Spule weiter angezogen wird.

Um eine ausreichende Reibkupplung zwischen der Nockenplatte und dem Knopf für die anfängliche Bewegung der Platte zu gewährleisten, welche jedoch überwunden wird, wenn die Schulter 66 mit dem Zapfen 63 in Eingriff tritt,

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ist die Nockenplatte.mittels zweier axial halternder Sprengringe 68 (68a) und 69 (69a) lose an einer zentralen Spindel 67 (67a) befestigt« Die Sprengringe liegen dabei in entsprechenden ringförmigen Nuten in der zentralen Spindel. Der äußere Sprengring 68 (68a) besitzt zwei nach außen gedrehte Enden 71 (71a), welche bei Drehen des Knopfes mit benachbarten Schenkeln 72 (72a) in Eingriff treten. Der Sprengring 68 (68a) sitzt ausreichend fest auf dem Knopf, um die Platte 61 anfänglich zwecks Ausstreckens oder Einziehens der Klemmlippen 44 (44a) zu bewegen, wobei er jedoch in seiner Nut gleitet, wenn die Schultern 66 mit den Zapfen 63 in Eingriff treten, und der Knopf weiter in seine Klemmstellung bzw. seine lösende Stellung geschraubt wird.

Zusammenfassend sei noch einmal auf die insbesondere wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Spulenanordnung hingewiesen. Die beiden Spulenspindeln sind auf der gleichen, senkrecht auf der Montageplatte stehenden Achse montiert, wobei die der Montageplatte benachbarte Innenspulenspindel auf der Außenseite des von der Montageplatte ausgehenden Achslagers unabhängig drehbar gelagert ist. Die in weiterem Abstand von der Montageplatte befindliche Außenspulenspindel ist auf einer innerhalb des Achslagers befindlichen Welle montiert, die ihrerseits unabhängig von der Außenspulenspindel unabhängig drehbar ist. Die Innenspulenspindel besitzt einen Drehtellerflansch sowie Arretierungselemente, welche in Arretierungskanäle in der Innenspule hineinragen. Die Außenspulenspindel ist mit radial verlaufenden Arretierung selementen versehen, welche an die Arretierungskanäle der Innenspule angepaßt sind, so daß diese frei auf die Innenspulenspindel aufgesetzt und von dieser abgenommen werden kann. In der Außenspule sind stumpf-

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förmige Arretierungskanäle vorgesehen, welche an die Arretierungselemente der Außenspulenspindel angepaßt sind, dabei aber einen Übertritt der Außenspule nach innen in den Bereich der Innenspulenspindel verhindern.

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Claims (10)

Patentansprüche

1. Spulenanordnung mit einem Paar von koaxial auf einer Montageplatte montierten Spulen, derart, daß die eine Spule als Innenspule benachbart zur Montageplatte und die andere Spule als Außenspule in weiterem Abstand von der Montageplatte angeordnet ist, mit einer Außenspulenspindel, die auf einer koaxial in einem Achslager verlaufenden Welle unabhängig drehbar montiert ist, wobei das Achslager an der Montageplatte befestigt ist, und mit einer Innenspul enspindel, die am Außenumfang auf dem gleichen Achslager unabhängig drehbar montiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Spindeln (21, 24) Einrichtungen (31, 32; 36) zur Befestigung der Spulen (11, 12) vorgesehen sind, so daß sich diese mit den Spindeln drehen, wobei die Befestigungseinrichtungen Arretierungselemente (36) wenigstens auf der Außenspindel (21) enthalten, daß die Innenspule (11) eine zentrale Nabenöffnung (34) mit einer in dieser vorgesehenen Arretierungseinrichtung (33) einer ersten Art aufweist, so daß diese Innenspule (11) über die Außenspulenspindel (21) schiebbar ist und durch Arretierungselemente (32) auf der Innenspulenspindel (24) drehfest in ihrer Lage gehalten ist, und daß die Außenspule (12) eine zentrale Nabenöffnung mit einer in dieser vorgesehenen stumpfförmigen Arretierungseinrichtung (37, 38) einer zweiten Art aufweist, so daß diese Außenspule (12) auf der Außenspulenspindel (21) arretierbar und auf dieser in axialem Abstand von der Innenspule (11) und der Innenspulenspindel (24) gehaltert ist.

2. Spulenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenspulenspindel (24) ein Drehteller (31)

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zur Halterung der Innenspule (11) in axialem Abstand von der Kontageplatte (13) vorgesehen ist.

3. Spulenanordnung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierungselemente der Außenspulenspindel (21) durch drei in gleichem Winkelabstand voneinander angeordnete und in Radialrichtung von der Außenspulenspindel (21) ausgehende Zapfen (36) gebildet sind, und daß die Arretierungseinrichtung (33) der Innenspule (11) durch drei in gleichem Winkelabstand voneinander angeordnete und axial längs der Innenfläche der zentralen Nabenöffnung (34) über die gesamte Axialabmessung der Innenspule (11) verlaufende Nuten gebildet ist, so daß die Innenspule (11) frei über die Außenspulenspindel (21) nach innen schiebbar ist, wobei die Nuten (33) frei über die Zapfen (36) gleiten.

4. Spulenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die stumpfförmige Arretierungseinrichtung (37, 38) der Außenspulenspindel (21) durch drei in gleichem Yfinkelabstand voneinander angeordnete, von der Innenfläche der zentralen Außenspulen-Nabenöffnung ausgehende, axial längs der Innenfläche dieser Nabenöffnung verlaufende und Jeweils an einer Anschlagfläche (38) endende Nuten (37) gebildet ist, daß die Anschlagfläche (38) nach innen weist, senkrecht auf der Achse der Außenspule (12) steht und im Abstand von deren Außenfläche liegt, und daß die Anschlagfläche (38) zur Halterung der Außenspule (12) auf der Außenspulenspindel (21) sowie zur Vermeidung einer nach innen gerichteten Bewegung der Außenspule (12) über die Außenspulenspindel (21) hinaus zur Innenspulenspindel (24) dient.

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5. Spulenanordnung nach .einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Spindeln (21, 24) jeweils ein halterndes Klemmelement (41 bzw. 42) vorgesehen ist, das radial nach außen gerichtet ist und an der Außenfläche der entsprechenden Spule (12 bzw. 11) angreift und diese gegen die Zapfen (36) der Außenspulenspindel (21) bzw. den Drehteller (31) der Innenspulenspindel (24) axial nach unten drückt.

6. Spulenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmelemente (41, 42) von der Außenumfangsfläche der Spindeln (21, 24) radial nach innen in eine zurückgezogene Stellung bewegbar sind, um die Spulen (11, 12) frei auf die Zapfen (36) bzw. den Drehteller (31) aufsetzen zu können.

7. Spulenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehteller (31) als Umfangsflansch am Innenende der Innenspulenspindel (24) vorgesehen ist.

8. Spulenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierungselemente (32) für die Halterung der Innenspule (11) durch drei in gleichem Winkelabstand voneinander angeordnete und axial vom Drehtellerflansch (31) ausgehende Zapfen gebildet sind, welche in die Arretierungsnuten (33) der Innenspule (11) eingreifen.

9. Spulenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenspule (12) neben der Arretierungseinrichtung (37, 38) der zweiten Art auch eine winkelmäßig gegen diese versetzte Arretierungseinrichtung (33) der ersten Art aufweist, wodurch sie auch als

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Innenspule (11) verwendbar wird.

10. Spulenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenspule (11) neben der Arretierungseinrichtung (33) der ersten Art auch eine winkelmäßig gegen diese versetzte Arretierungseinrichtung (37, 38) der zweiten Art aufweist und daß Innen- und Außenspule (11, 12) identisch ausgebildet und damit wechselweise auf beiden Spindeln (21, 24) verwendbar sind.

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