DE3420020A1 - Roststab sowie rostwalze fuer den walzenrost z.b. einer muellverbrennungsanlage oder dergleichen - Google Patents

Roststab sowie rostwalze fuer den walzenrost z.b. einer muellverbrennungsanlage oder dergleichen

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MUELLVERBRENNUNGSANLAGE WUPPER
Muellverbrennungsanlage Wuppertal 5600 Wuppertal GmbH
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    • F23L1/02—Passages or apertures for delivering primary air for combustion  by discharging the air below the fire
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Description

DR. SOLF & ZAPF
Zugelassene Vertreter beim Europäischen Patentamt Wuppertal · München 0 "♦ 4- U U 4· U
European Patent Attorneys
II/d/4058
Müllverbrennungsanlage Wuppertal GmbH, Korzert 15, 5600 Wuppertal 12
Roststab sowie Rostwalze für den Walzenrost z. B. einer Müllverbrennungsanlage oder dergleichen
Die Erfindung betrifft einen Roststab sowie eine mit Roststäben bestückte Rostwalze für den Walzenrost einer Müllverbrennungsanlage oder dergleichen Brennaggregat .
Eine Müllverbrennungsanlage, bei der die Erfindung beispielsweise verwirklicht werden kann, besteht aus einer Aufgabevorrichtung mit einem hin- und hergehenden Schieber, mit dem der Müll durch eine Öffnung eines Füllschachtes in den Feuerraum geschoben wird. Im Feuerraum wird der Müll einer intensiven Flammenstrahlung ausgesetzt. Der Aufgabevorrichtung nachgeordnet ist im Feuerraum ein Walzenrost, der als Schrägrost ausgeführt ist und aus fünf oder sechs in einer etwa 30 in Transportrichtung geneigten Ebene hintereinander angeordneten Rostwalzen von etwa 1,5 m Durchmesser besteht, wobei zwischen den Rostwalzen sogenannte Taschen gebildet werden.
Schlossbleiche 20 ■ Postfach 130113 · D-5600 Wuppertal 1 Patentanwalt Dr.-Ing. Dipl.-Ing. A. SoIf (München)
Telefon (0202) 44 5096/451226 · Telefax (0202) 451226 Patentanwalt Dipl.-Ing. Chr. Zapf (Wuppertal)
Telex: 8591273 soza Patentanwalt Dr.-Ing. Dipl.-Ing. W. Hasse (München)/(1982)
Zugelassene Vertreter beim Europäischen Patentamt European Patent Attorneys
:. SOLF & ZAPF
Wuppertal - München <jj 4 Z U U i. U
Die wichtigsten Konstruktionsmerkmale der Rostwalzen sind in der Regel eine beiderseits gelagerte Hohlwelle und eine zylindrische Tragkonstruktion mit radialen Wänden zur Halterung der axial sich erstreckenden Roststabträger, auf welche die aus Roststabguß gefertigten kreisbogenförmigen Roststäbe nebeneinander und hintereinander aufgereiht sind, wobei zwischen benachbarten Stäben Schlitze freibleiben. Die Roststäbe bilden den Mantel der Rostwalze bzw. den sogenannten Rostbelag. Sie sind aufgrund der Rotation der Rostwalze nur zeitweise der Einwirkung des Feuers ausgesetzt und können sich in den Luftzonen wieder abkühlen. Zwischen den Rostwalzen sind Leitwände angeordnet, welche die Walzen untereinander abdichten und zusammen mit den Rostwalzen Taschen bilden, indem der Müll gewendet wird.
Der Walzenrost ist in ein für jede Rostwalze unterteiltes Blechgehäuse eingebettet. Diesen Zonen wird die Luft in regelbaren Mengen von der Seite her zugeführt. Aus den Zonen soll die Luft durch den Rostbelag und das Brennstoffmüllbett hindurch in den Feuerraum gelangen.
Noch bevor der Müll auf den Walzenrost gelangt, haben die Trocknung und die Zündung der leicht brennbaren Bestandteile begonnen. Bei der hin- und hergehenden Bewegung des Schiebers fällt der Müll als Scheibe oder Brocken von geringer Stärke in die von der ersten Leitwand und der ersten Rostwalze gebildete Tasche. Hier sammelt sich der Müll an und sinkt in der Tasche so lange nach unten, bis die sich langsam drehende Rostwalze das auf ihrer Oberfläche haftende Gut von unten aus der Tasche herausträgt. Es gelangt über die Rostwalze in die zweite
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Zugelassene Vertreter beim Europäischen Patentamt Wuppertal · München & ty £ U U £ U
European Patent Attorneys
-fe.
Tasche zwischen der ersten und zweiten Walze. Dieser Vorgang wiederholt sich von Walze zu Walze und bringt eine intensive Wendung des Mülls, die schon bald zu einem guten Grundfeuer führt.
Die Luftverteilung wird diesem Verbrennungsbild mit den einstellbaren Unterwindzonen angepaßt. In der Trocknungs- und Zündzone ist die Luftzugabe gering. Sie erreicht ihren Höchstwert in der Zone der Hauptverbrennung und klingt in der Ausbrennzone auf einen Kleinstwert ab.
Es hat sich gezeigt, daß die vermehrten Anteile an Kunststoffen, Weißmetallen, Dachpappen, Fetten oder dergleichen Stoffe aufgrund ihrer Verbrennung im Inneren der Walzen in den sogenannten Walzenkörben und in den Rostdurchfalltrichtern Ablagerungen bilden, die zu Verschmierungen zwischen den Walzenstäben und Verstopfungen in den Rostdurchfalltrichtern führen.
Der Walzenrost ist jedoch so konstruiert, daß die für die Verbrennung benötigte Luftmenge durch den Walzenkorb zwischen den Roststäben zu dem auf der Walze liegenden Brenngut geführt wird. Dieser konstruktiv vorgesehene Verbrennungsvorgang wird jedoch durch die Ablagerungen und Verschmierungen im Walzenkorb behindert. Hinzu kommt, daß nicht auszuschließen ist, daß die Kunststoffe, Fette, Öle oder dergleichen in konzentrierter Form auf einer Walze liegen und bei der Teilverbrennung durch die noch nicht verschmierten Rostschlitze in den Walzenkorb gelangen und die Verbrennung im Walzenkorb weiterführen. Dadurch besteht die Gefahr, daß die Walze zu brennen beginnt. Es konnte bei Reinigungsarbeiten an einer Walze bereits festge-
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stellt werden, daß der größte Teil der Walzenkorbfläche abgebrannt war.
Die Roststäbe bekannter Rostwalzen bestehen aus einem relativ schmalen, von der Seite betrachtet bogenförmigen Steg mit zwei Seitenwandungen, einer Kopf- und einer Fußwandung sowie einer feuerseitigen Außenstegwandung und einer walzeninnenraumseitigen Innenstegwandung. Im Bereich der Außenstegwandung sind auf jeder Seitenwandung in regelmäßigem Abstand voneinander parallel zur Richtung der Achse der Rostwalze vorspringende zahnartige Vorsprünge angeordnet, wobei jeder Vorsprung der einen Seitenwand diagonal zum Vorsprung der anderen Seitenwand positioniert ist und die Vorsprünge eines Roststabes in die Lücken zwischen den Vorsprüngen eines seitlich benachbarten anderen Roststabes greifen, wobei ein Spalt zwischen benachbarten Roststäben von etwa 5 mm Breite verbleibt. Dieser Spalt ist - wie beschrieben - zur Zuführung von Luft ge'dacht. In der Kopf- und Fußwandung sind die Roststäbe so geformt, daß sie in Umfangsrichtung hintereinander auf die Roststabträger gesetzt werden können und dort ortsfest lagern.
Abgesehen davon, daß die Form der bekannten Roststäbe relativ kompliziert ist, bedingt sie, daß die Spalten zwischen benachbarten Roststäben nicht wesentlich schmaler gehalten werden können. Die Breite der Spalten wiederum ist mit verantwortlich dafür, daß relativ dünnflüssige, noch unverbrannte Müllbestandteile durch die Spalten in das Innere der Walze gelangen können, woraus die beschriebenen Wirkungen resultieren.
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DR·SOLF & z APF
Wuppertal - München
-y- - r
Aufgabe der Erfindung ist, Mittel zu schaffen, mit denen das Eindringen relativ dünnflüssiger Produkte aus dem zu verbrennenden Müll vermieden werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausbildungsformen der Erfindung werden in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Müllverbrennungsanlage,
Fig. 2 schematisch einen Teil einer Rostwalze, Fig. 3 eine Seitenansicht eines Roststabes, Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie A-B
in Fig. 3,
Fig. 5 schematisch seitlich aneinandergereihte Roststäbe,
Fig. 6 eine Ansicht auf eine erfindungsgemäße Walze mit Abstreifer.
Die Müllverbrennungsanlage nach Fig. 1 weist eine Aufgabevorrichtung 1 auf, durch die der Müll (nicht dargestellt) auf einen in Transportrichtung geneigten Walzenrost 2 geschoben wird. Der Walzenrost 2 wird aus mehreren drehbaren, in Transportrichtung nebeneinander angeordneten Rostwalzen 3 aufgebaut, wobei zwischen benachbarten Rostwalzen Taschen 4 gebildet werden. Der Walzenrost 2 ist in ein für jede Rostwalze unterteiltes Blechgehäuse 5 eingebettet. Diesen Zonen wird Luft in regelbaren Mengen von der Seite her zugeführt. Da alle übrigen Teile der Müllverbrennungsanlage nicht im Zusammenhang mit der Erfindung stehen, werden sie weil bekannt - nicht beschrieben. Jede Rostwalze 3 lagert seitlich mit einer Hohlwelle 6 im entsprechenden
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. SOLF & ZAPF
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Blechgehäuse 5 (Fig. 2). Zwischen den Lagerungen befindet sich die zylindrische Tragkonstruktion der Rostwalze. Sie besteht im wesentlichen aus auf der Hohlwelle im Abstand voneinander angeordneten, sich radial erstreckenden Wänden oder Stützstegen 7, auf denen die sich axial erstreckenden, am Umfang der Walze auf Abstand angeordneten Roststabträger 8 ruhen. Zwischen den Wänden 7 werden Walzenkörbe 9 gebildet, in denen nach einem Merkmal der Erfindung schräg zur Längsachsrichtung der Walze angestellte Luftleitbleche 10 angeordnet sind. Auf den Roststabträgern 8 lagern Roststäbe 11. Die Linien 12 und Pfeile 13 in Fig. 2 deuten den Luftweg an, den die Luft nehmen soll, aus dem Blechgehäuse 5 durch die Rostwalze 3 in den Feuerraum 14. Die weiteren Teile einer Rostwalze sind für die Erfindung unwesentlich, weshalb sie im Rahmen dieser Beschreibung nicht erwähnt werden.
Ein Roststab 11 nach der Erfindung ist im Querschnitt (Fig. 4) im wesentlichen T-förmig ausgebildet und besteht aus dem Quersteg 15 und dem Basissteg 16. Er weist die Außenstegwandung 17 und die Innenstegwandung 18 sowie die Seitenwandungen 19 und 20, die Kopfwandung 21 und die Fußwandung 22 auf, wobei der Quersteg mit Seitenkantenflachen 23 und 24 versehen ist. Die Ausbildung der Kopf- und Fußwandung ist bekannt und für die Erfindung unwesentlich, weshalb sie nicht erläutert wird.
Wesentlich ist, daß die Seitenkantenflachen 23 und 24 eben sind und im Querschnitt betrachtet (Fig. 4) von der feuerraumseitigen Kante 26 zur Innenkante 27 hin in Richtung auf den Basissteg 16 geneigt verlaufen. Dadurch entstehen bei der seitlichen Aneinanderreihung von zwei Roststäben (Fig. 5) zum Feuerraum hin sich
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keilförmig verjüngende düsenförmige Schlitze 25.
Wesentlich ist ferner, daß aufgrund der in der Draufsicht geradlinigen Ausbildung der Kanten 26 der Querstege 15 benachbarte Roststäbe sehr eng nebeneinander gesetzt werden können. Demgemäß zeichnet sich eine erfindungsgemäße Rostwalze dadurch aus, daß sie mit erfindungsgemäßen Roststäben bestückt ist und der Spalt 25 zwischen benachbarten Roststäben feuerraumseitig an den Kanten 26 ca. 2 MilIimeter, insbesondere 1 Millimeter und weniger beträgt. Hierbei kann es von Vorteil sein, wenn die einzelnen Walzen unterschiedliche Spaltbreiten besitzen, und zwar in Abhängigkeit von ihrer Lage in der Verbrennungszone. Hierbei sollte die kleinste Spaltbreite bei der Walze vorhanden sein, die in der Hauptverbrennungszone angeordnet ist, da dort die Schlacke in der Regel am flüssigsten ist, so daß bei dieser die größte Gefahr besteht, daß die flüssige Schlacke in den Innenraum laufen kann. Bei den Walzen mit der größeren Spaltbreite ergeben sich Herstellungsvorteile, da diese mit größeren Toleranzen gefertigt werden können.
Besonders vorteilhaft ist zudem, daß die Seitenwandungen 19 und 20 im oberen Drittel mit einem Bogen 28 zur Kante 27 führen, wodurch eine Art Spitzgewölbe 29 zwischen benachbarten Roststäben entsteht (Fig. 5). Vorteilhaft ist dabei auch, wenn der Basissteg 16 sich nach oben hin gleichmäßig verbreitert, wobei die Verbreiterung sich ggf. ohne Bogen bis zur Kante 27 erstrecken kann. Letztere Merkmale unterstützen die Wirkung der Schlitze 25.
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Wuppertal - München 3420020
μ.
Mit der neu entwickelten Form der Rostwalzenstäbe kann die Primärluftzufuhr durch die 2 mm breiten und schmaleren Rostspalte 25 durchgeführt werden. Dadurch wird das Durchtropfen von Weißmetallen und Kunststoffen oder dergleichen in den Innenraum der Walze verhindert. Der düsenförmige Spalte 25 erhöht die Luftgeschwindigkeit, insbesondere in Kombination mit der Gewölbeform 29, so daß dafür Sorge getragen wird, daß die Rostwalzenspalten 25 während des Betriebes für die Zuführung der Primärluft freibleiben, die eine der wichtigsten physikalischen Komponenten für die Verbrennung ist. Eine ausgeglichene Verteilung der Verbrennungsluft über der gesamten Rostfläche der einzelnen Walzen wird durch die Erfindung gewährleistet. Insbesondere wirken Spaltweiten von kleiner/gleich 1 Millimeter Breite wegen der Oberflächenspannung von Leichtmetallschmelzen dem Durchtropfen der Schmelzen entgegen. Erfindungsgemäß wird eine bestimmte Strömungsgeschwindigkeit erreicht, die verhindert, daß die flüssige Schlacke die Roste verstopfen oder in die Walze eindringen kann. Diese Strömungsgeschwindigkeit hängt maßgeblich von dem Verhältnis der Spaltbreite zum Abstand zwischen den Basisstegen 16 ab. Zweckmäßig ist hierbei ein Verhältnis von 1/25 bis 1/50 ^Spaltbreite/AbstandJ .
Die Form der neuen Roststäbe ermöglicht höhere Flächendrücke, so daß die Bruchgefahr eines Roststabes minimiert ist. Defekte Stäbe blockieren bekanntlich die Walzen und verursachen ein Notabfahren einer Anlage, was zu erheblichen wirtschaftlichen Nachteilen führt. Vorzugsweise beträgt die Breite der Querstege 1 vierzig bis achtundvierzig mm und die Basisstege 16 ca. 18 mm, wobei insbesondere zwanzig bis fünfundzwanzig Spalte pro Meter der Walzenlänge vorgesehen sind.
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Die vorgeschriebenen Reinigungsintervalle nach den Vorschriften des Herstellers betragen etwa 4000 Stunden. Mit der neuen Rostwalze findet eine Selbstreinigung durch Primärluftzuführung statt. Die nach den bisherigen Erfahrungen benötigte Reinigungszeit von etwa 250 Stunden pro Walze kann entfallen.
Wie sich insbesondere aus Fig. 6 ergibt, befinden sich zwischen den jeweils benachbarten Walzen 3 in den Taschen 4 Abstreifer 30 aus Stahlborsten 31, die in einer Klemmschiene 32 nebeneinander befestigt sind. Die Länge der Abstreifer entspricht der Walzenlänge. Der Abstand der Borsten 31 untereinander beträgt vorzugsweise 10 bis 15 mm, der Durchmesser ist insbesondere 20 bis 25 mm. Der Abstand der freien Borstenenden zur Walzenoberfläche beträgt etwa 10 bis 15 mm. Der durch den Einsatz der Borsten-Abstreifer gegenüber den bekannten, aus Blechen gebildeten Abstreifern erzielte Vorteil besteht in der erreichten Flexibilität, da ein Verklemmen von Fremdkörpern in dem Spalt zwischen Walze und Abstreifer praktisch nicht mehr auftreten kann. Hierdurch wird eine Beschädigung der Walzenroststäbe und des Walzenantriebs weitgehendst vermieden. Zudem wird durch die größere Durchlässigkeit der Borsten auch eine verbesserte Belüftung des Zwickelraums zwischen den Walzen erreicht.
Die Erfindung geht somit einen im Vergleich zum Stand der Technik gegensätzlichen Weg. Die bisherige Lehre verlangte möglichst breite Spalten zwischen den Roststäben, damit ausreichend Luft durchgeführt werden kann. Nach der Erfindung werden die Spalten verengt, wobei jedoch die Form der Roststäbe dafür Sorge trägt, daß die Primärluft mit hoher Geschwindigkeit durch die Spalten gedrückt wird, so daß über lange Zeiträume keine Stoffe aus dem Müll
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durch die Spalten in das Innere der Walze dringen können und die Spalten auch nicht verschmieren können.
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Claims (1)

  1. DR. SOLF & ZAPF
    Zugelassene Vertreter beim Europäischen Patentamt Wuppertal - München
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    II/d/4058
    Müllverbrennungsanlage Wuppertal GmbH, Korzert 15, Wuppertal 12
    Ansprüche:
    1. Roststab für eine Rostwalze eines Walzenrosts einer Müllverbrennungsanlage oder dergleichen Brennaggregat mit einem Basissteg, der eine Außenstegwandung und eine Innenstegwandung sowie Seitenwandungen, eine Kopfwandung und eine Fußwandung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsform T-förmig mit einem Quersteg (15) ausgebildet ist.
    2. Roststab nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der Quersteg (15) mit ebenen Seitenkantenflachen (23,24) versehen ist, die vorzugsweise rechtwinklig zu feuerraumseitigen Kante (26) ausgerichtet sind und parallel zueinander verlaufen.
    3. Roststab nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenkantenflachen (23,24) eben sind und von der feuerraumseitigen Kante (26) zur Innenkante (27) hin in Richtung auf den Basissteg (16) geneigt verlaufen.
    4. Roststab nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
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    Telex: 8591273 soza Patentanwalt Dr.-Ing Dipl.-Ing. W. Hasse (München)/(1982)
    DR. SOLF & ZAPF
    /ugolijsscno Vertreter beim Europäischen Patentamt furopoari Patent Attorneys
    Wuppertal · München
    3A2002Ü
    bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwandungen (19,20) im oberen Drittel mit einem Bogen (28) zur Kante (27) führen.
    5. Roststab nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
    4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Basissteg (16) nach oben hin gleichmäßig verbreitert.
    6. Roststab nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
    5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Querstegs (15) vierzig bis achtundvierzig mm beträgt und die des Basisstegs ca. 18 mm.
    15
    20
    Rostwalze für den Walzenrost einer Müllverbrennungsanlage oder dergleichen mit einer Hohlwelle und einer zylindrischen Tragkonstruktion, wobei auf der Tragkonstruktion Roststabträger ruhen, auf denen Roststäbe angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Roststabträgern (8) Roststäbe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 angeordnet sind und der Spalt (25) zwischen benachbarten Roststäben (11) feuerraumseitig ca. 2 mm beträgt.
    8. Rostwalze nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Spaltbreite kleiner/gleich 1 mm ist.
    9. Rostwalze nach Anspruch 7 oder 8, dadurch g e kennzeichnet, daß in der Tragkonstruktion Luftleitbleche (10) schräg zur Längsachse der Walze angeordnet sind.
    Schlossbleiche 20 · Postlach 130113 D-5600 Wuppertal 1 Telclon (0202) 44 5096/451226 · Telefax (0202) 451226 Telex· 8591273 soza
    Patentanwalt Dr.-Ing. Dipl.lng. A. SoIf (München) Patentanwalt Dipl.-Ing. Chr. Zapf (Wuppertal) Patentanwalt Dr.-Ing. Dipl -Ing. W. Hasse (München)/(1982)
    . SOLF & ZAPF
    Zugelassene Vertreter beim Europäischen Patentamt Wuppertal - München
    European Patent Attorneys
    10. Rostwalze nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis
    9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarten Roststäben (11) ein im Querschnitt düsenförmiger, sich zum Feuerraum verjüngender Spalt (25) gebildet wird.
    11. Rostwalze nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis
    10, dadurch gekennzeichnet, daß dem keilförmigen bzw. düsenförmigen Spalte (25) ein von den Roststäben gebildeter spitzbogenförmiger Luftzuführungsraum (29) vorgeordnet ist.
    12. Rostwalze nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis
    11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Spaltbreite zum Abstand der Basisstege (16) 1/25 bis 1/50 beträgt.
    13. Rostwalze nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis
    12, dadurch gekennzeichnet, daß zwanzig bis fünfundzwanzig Spalte (25) pro Meter Walzenlänge ausgebildet sind.
    14. Rostwalze nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis
    13, gekennzeichnet durch einen aus einzelnen Stahlborsten (31) gebildeten Abstreifer (30).
    Schlossbleiche 20 Postfach 130113 DMOO Wuppertal 1 Patentanwalt Dr.-Ing. Dipl -Ing A. Soll (München)
    Telefon (02 02)44 5096/4012 26 Tnlofax (0? 02) 451226 Patentanwalt Dipl-Ing. Chr. Zapf (Wuppertal)
    Telex: 8591273 soza Patentanwalt Dr.-Ing Dipl -Ing. W Hasse (München)/(1982)
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