DE4214081A1 - Vorrichtung zum automatischen auswaehlen und zufuehren eines farbigen granulats fuer eine spritzgiessmaschine - Google Patents

Vorrichtung zum automatischen auswaehlen und zufuehren eines farbigen granulats fuer eine spritzgiessmaschine

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Auswählen eines Granulats aus Granulaten unterschiedlicher Farbe und zum automatischen Zuführen des ausgewählten Granulats zu einer Spritzgießmaschine.
Zur Erzielung eines flexiblen Herstellungssystems bei der Herstellung verschiedenfarbiger gegossener Erzeugnisse mit einer üblichen Spritzgießmaschine hat die Industrie ein dringendes Bedürfnis an der Entwicklung einer Vorrichtung zum automatischen Auswählen und Zuführen des Granulats, was bisher von Hand durchgeführt wurde.
Ein Beispiel unter den wenigen technischen Entwicklungen ist ein Verfahren zum automatischen Auswählen eines farbigen Granulats, das in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 35 373/1987 erläutert ist.
Gemäß diesem herkömmlichen Verfahren werden bei jedem Wechsel der Granulatfarbe ein Reinigungsmaterial und ein Granulat der ausgewählten Farbe automatisch in dieser Reihenfolge dem Einlaß einer Spritzgießmaschine von einem Reinigungsmaterialtrichter und einer Anzahl von Trichtern für farbiges Granulat zugeführt. Entsprechend dem Steuerbefehl einer Steuereinheit werden die einzelnen Trichter auf einer gemeinsamen Kreisbahn verdreht, bis ein gewünschter Trichter am Einlaß der Spritzgießmaschine ankommt. Am Beginn des Gießens mit einem Granulat einer neuen Farbe wird ein Reinigungsmaterial von dem Reinigungsmaterialtrichter automatisch in die Spritzgießmaschine zugeführt, um das in der Spritzgießmaschine vorhandene Granulat der vorhergehenden Farbe zu beseitigen, während die Maschine einige Male im Leerlauf betätigt wird, woraufhin das Granulat der neuen Farbe in die Spritzgießmaschine zum Spritzgießen zugeführt wird.
Wenngleich mit diesem Verfahren im Vergleich zu dem herkömmlichen manuellen Betrieb die Leistungsfähigkeit beträchtlich gesteigert werden kann. so erfordert es eine Anzahl von Trichtern und einen besonderen Antrieb als Zubehörteile der Spritzgießmaschine. Dadurch wird die Anzahl der Trichter und die Größe der einzelnen Trichter beschränkt, so daß nur eine begrenzte Menge an Granulat und eine begrenzte Anzahl von Farben benutzt werden kann. Demzufolge ist dieses herkömmliche Verfahren zur Herstellung von Kuppelgliedern für Reißverschlüsse nicht geeignet, wobei eine große Menge an Granulat jeder einzelnen Farbe verbraucht wird und zwanzig bis dreißig Granulatsorten unterschiedlicher Farbe benötigt werden.
Ein erstes Ziel der Erfindung besteht demzufolge darin, eine Vorrichtung zum automatischen Auswählen und Zuführen eines farbigen Granulats zu schaffen, die auf einfache Weise an einer beliebigen Spritzgießmaschine installiert werden kann, und die aus mehreren Sorten verschiedenfarbiger Granulate automatisch ein Granulat auswählt und von jeder Granulatsorte eine angemessene Menge zuführt.
Ein zweites Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung zum automatischen Auswählen und Zuführen eines farbigen Granulats, die bei jedem Umschalten der Farbe des Granulats automatisch das Granulat der alten Farbe in der Spritzgießmaschine beseitigt.
Ein drittes Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung zum automatischen Auswählen und Zuführen eines farbigen Granulats, die für die flexible Herstellung von Spritzgußartikeln geeignet ist.
Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zum automatischen Auswählen einer Granulatsorte aus mehreren Sorten unterschiedlicher Farbe und zum automatischen Zuführen der ausgewählten Granulatsorte zu einer Spritzgießmaschine geschaffen, umfassend: einen Hilfstrichter, der mit einem Einlaß der Spritzgießmaschine verbindbar und durch ein automatisches Umschaltventil in zwei Kammern unterteilt ist; eine Saugeinrichtung, um in dem Hilfstrichter an der stromaufwärtigen Kammer einen Unterdruck zu erzeugen; eine Granulat-Zuführleitung, die mit der stromaufwärtigen Kammer des Hilfstrichters verbindbar ist; und eine Anzahl von Speicherbehältern zum Speichern der Granulatsorten unterschiedlicher Farbe, wobei jeder Speicherbehälter über ein zugeordnetes automatisches Umschaltventil mit der Granulat-Zuführleitung verbindbar ist.
Der Hilfstrichter hat vorzugsweise einen Filter an der Abzweigung zu der Saugeinrichtung. Die stromaufwärtige Kammer des Hilfstrichters steht mit der Atmosphäre in Verbindung.
Wenn im Betrieb nach Beendigung des Spritzgießens eines Granulats einer ersten Farbe Spritzgußerzeugnisse einer anderen Farbe hergestellt werden sollen, dann wird zunächst die Saugeinrichtung eingeschaltet, und das automatische Umschaltventil zwischen den beiden Kammern des Hilfstrichters sowie das automatische Umschaltventil, das eine der beiden Kammern mit dem Trichter der Spritzgießmaschine verbindet, werden geöffnet, um Luft in den Hilfstrichter anzusaugen, so daß das an der Innenseite des Hilfstrichters anhaftende pulverförmige Granulat durch Unterdruck über den Filter abgesaugt wird. Die Kammern des Hilfstrichters sind daher von dem vorherigen Granulat gereinigt.
Wenn diese automatischen Umschaltventile sodann geschlossen werden und das mit dem Speichertank für ein Reinigungsmaterial verbundene Umschaltventil geöffnet wird, dann wird eine bestimmte Menge Reinigungsmaterial von der Ansaugeinrichtung in die stromaufwärtige Kammer des Hilfstrichters gesaugt, um sich dort anzusammeln. Nach Beendigung dieses Ansammelns wird das automatische Umschaltventil des Speicherbehälters geschlossen, und das Ventil zwischen den beiden Kammern des Hilfstrichters wird seinerseits geöffnet, woraufhin das Reinigungsmaterial dem Einspritzzylinder zugeführt wird, und die Spritzgießmaschine wird sodann im Leerlauf betätigt, wodurch das restliche alte Granulat im Spritzzylinder beseitigt wird.
Nach Beendigung dieses Reinigungsvorgangs werden die beiden automatischen Umschaltventile des Hilfstrichters geschlossen, und das mit dem Speicherbehälter eines neuen Granulats anderer Farbe in Verbindung stehende automatische Umschaltventil wird seinerseits geöffnet, das neue Granulat wird von der Saugeinrichtung in die stromaufwärtige Kammer des Hilfstrichters angesaugt, bis sich eine bestimmte Granulatmenge angesammelt hat, woraufhin das mit dem Vorratsbehälter für das neue Granulat in Verbindung stehende Umschaltventil automatisch geschlossen wird. Gleichzeitig wird das automatische Umschaltventil zwischen den beiden Kammern des Hilfstrichters geöffnet, um das neue Granulat dem Spritzzylinder zuzuführen, so daß das Spritzgießen mit dem neuen Granulat begonnen werden kann.
Die Menge des verbrauchten neuen Granulats wird normalerweise von dem Pegelsensor ermittelt, der an der stromabwärtigen Kammer des Hilfstrichters angeordnet ist, die mit dem Granulat-Zuführbereich der Spritzgußmaschine verbindbar ist; wenn die vorhandene Granulatmenge einen vorgegebenen Wert unterschreitet, dann wird die Steuereinheit betätigt, um das automatische Umschaltventil zwischen den beiden Kammern des Hilfstrichters wieder zu schließen und das mit dem Vorratsbehälter für das neue Granulat in Verbindung stehende automatische Umschaltventil zu öffnen, so daß eine bestimmte Menge des neuen Granulats in die stromabwärtige Kammer des Hilfstrichters zugeführt wird. Die vorstehenden aufeinanderfolgenden Vorgänge werden wiederholt, um das Spritzgießen des neuen Granulats fortzusetzen, bis die Anzahl der gegossenen Erzeugnisse den gewünschten Wert erreicht. Das Umschalten auf ein Granulat anderer Farbe wird dann in der vorstehend beschriebenen Weise automatisch durchgeführt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die einer Maschine zur Herstellung einer Reißverschlußkette zugeordnet ist;
Fig. 2 eine Seitenansicht einer automatischen Zuführeinheit für farbiges Granulat der Vorrichtung nach Fig. 1, wobei einige Teile weggebrochen sind;
Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise der Zuführeinheit nach Fig. 2; und
Fig. 4 eine ausschnittsweise Draufsicht auf eine Reißverschlußkette nach Abschluß des Gießvorgangs.
Nachfolgend wird eine bei der Herstellung von Reißverschlußketten verwendete Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Spritzgießmaschine zum Gießen aufeinanderfolgender Kuppelglieder auf eine fortlaufende Länge von Tragbändern, die mit einer Vorrichtung zum automatischen Auswählen und Zuführen eines farbigen Granulats versehen ist. Fig. 2 ist eine vergrößerte Darstellung der automatischen Zuführeinheit der Vorrichtung, und Fig. 3 zeigt, wie die automatische Zuführeinheit nach Fig. 2 arbeitet.
In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 eine Spritzgießmaschine bezeichnet, die mit Ausnahme einer Gießform 1 mit einer herkömmlichen Spritzgießmaschine vollkommen identisch ist. Ein Trichter 13 ist an einer Granulat-Zuführeinheit in Form eines Spritzzylinder 12 befestigt, in dem eine Schnecke bei jedem Einspritzvorgang mit einer (nicht gezeigten) Antriebseinheit vorwärts und rückwärts verdrehbar ist. Die Gießform 11 hat in einer Trennebene zwei Nuten, in denen sich zwei fortlaufende Reißverschluß-Tragbänder 14 bewegen können. Bei jedem Einspritzvorgang wird eine bestimmte Länge der Tragbänder längs der Nuten bewegt, und eine Anzahl aufeinanderfolgender Kuppelglieder wird an die Tragbänder 14 angespritzt. Demzufolge wird eine Reißverschlußkette 18, die einen Gießtrichter 16 und einen Anguß 17 aufweist, wie in Fig. 4 gezeigt, kontinuierlich hergestellt. Der Gießtrichter 16 und der Anguß 17 werden von der Reißverschlußkette 18 getrennt und sodann von einer Schneideinheit 5 in Stücke zerschnitten. Bei der gezeigten Ausführungsform werden der von der Schneideinheit 5 in Stücke zerschnittene Gießtrichter 16 und der Anguß 17 von einer Gebläseeinheit 7 über eine Rückführleitung 6 zur Wiederverwertung in den Trichter 13 zurückgeführt. Die Schneideinheit 5, die Rückführleitung 6 und die Gebläseeinheit 7 können wahlweise weggelassen werden, und der Gießtrichter 16 und der Anguß 17 können von einer getrennten Einrichtung zerstückelt werden, die von der Spritzgießmaschine 1 vollkommen unabhängig ist.
Die Vorrichtung zum automatischen Auswählen und Zuführen eines farbigen Granulats umfaßt allgemein eine Zuführeinheit 2, die über dem Trichter 13 der Spritzgießmaschine 1 angeordnet ist, und eine Speichereinheit 3 zum Speichern einer Menge eines farbigen Granulats, das der Zuführeinheit 2 zugeführt werden soll.
Die Zuführeinheit 2 umfaßt, wie in Fig. 2 gezeigt, einen ersten Hilfstrichter oder eine Hilfskammer 22 und einen zweiten Hilfstrichter oder eine Hilfskammer 23, die stromaufwärts bzw. stromabwärts von einem automatischen Umschaltventil 21, beispielsweise einem Magnetventil, angeordnet sind. Der erste und der zweite Hilfstrichter 22, 23 hat jeweils ein kleinstes Volumen eines Hohlbereichs, wobei dieses Volumen von der Einspritzkapazität abhängt. Der erste Hilfstrichter 22 hat an seinem oberen Ende einen Deckel 24, und der zweite Hilfstrichter 23 hat an seiner Unterseite einen Reinigungs-Lufteinlaß 27, der über ein automatisches Umschaltventil 25 mit einer Luftansaugleitung 26 verbunden ist. Selbst wenn der zweite Hilfstrichter 23 zum Trichter 13 der Spritzgießmaschine 1 hin offen ist, dann bewirkt der erste Hilfstrichter 22 eine angemessene Ansaugwirkung, um das Granulat über eine Saugpumpe 9 anzusaugen, wenn das zwischen dem esten und dem zweiten Hilfstrichter 22, 23 angeordnete automatische Umschaltventil 21 geschlossen ist. Selbst wenn in dem ersten Hilfstrichter 22 ein Unterdruck herrscht, dann kann das Granulat dem Trichter 13 der Spritzgießmaschine 1 zugeführt werden, obgleich das Granulat bereits dem zweiten Hilfstrichter 23 zugeführt wurde.
Der zweite Hilfstrichter 23 besteht aus einem transparenten Material, wie z. B. Glas oder Acrylharz, so daß sein Inneres mit unbewehrtem Auge beobachtet werden kann. Mit einem an der Außenseite des zweiten Hilfstrichters 23 angeordneten fotoelektrischen Pegelsensor 29 kann die Füllhöhe des Granulats in dem zweiten Hilfstrichter 23 während dem Spritzgießen ermittelt werden, so daß eine (nicht gezeigte) Steuereinheit ein Steuersignal abgibt, um dem zweiten Hilfstrichter 23 eine zusätzliche Granulatmenge zuzuführen.
Mit dem Deckel 24 ist eine Granulatzuführleitung 8 zum Zuführen eines Granulats in den ersten Hilfstrichter 22 und eine Luftansaugleitung 91 verbunden, um mit der Saugpumpe 9 Luft aus dem ersten Hilfstrichter 22 abzusaugen. Nahe dem Ende der Luftansaugleitung 91 in dem ersten Hilfstrichter 22 ist ein Filter (Netz) 28 angeordnet, um zu verhindern, daß Granulat in die Luftansaugleitung 91 eingesaugt wird.
Die Zuführeinheit 2 ist an dem Deckel 19 befestigt, wobei das untere Ende des zweiten Hilfstrichters 23 in den Trichter 13 der Spritzgießmaschine 1 eingesetzt ist.
Die Speichereinheit 3 umfaßt mehrere Speicherbehälter 31a, 31b, . . ., die über mehrere automatische Umschaltventile 32a, 32b, . . . mit der Granulatzuführleitung 8 verbunden sind und die ein Reinigungsmaterial und eine gewünschte Anzahl von Granulatsorten unterschiedlicher Farbe enthalten. Diese Vorratsbehälter 31a, 31b, . . . müssen keineswegs neben der Spritzgießmaschine 1 angeordnet sein, sondern sie können an einem entfernten Ort angeordnet sein, was von der Speicherkapazität abhängen kann. In dem einen Speicherbehälter 31a ist ein Reinigungsmittel gespeichert, wogegen in den anderen Speicherbehältern 31b, 31c, . . . Granulat unterschiedlicher Farbe gespeichert ist.
Die stromaufwärtigen Enden der Granulatzuführleitung 8 der Speicherbehälter 31a, 31b, . . . können über die zugeordneten automatischen Umschaltventile 33a, 33b, . . . mit der Atmosphäre verbunden werden. Die Granulatzuführleitung 8 ist stromaufwärts von der Speichereinheit 3 mit einem automatischen Umschaltventil 82 versehen, über das die Granulatzuführleitung 8 an ihrem stromaufwärtigen Ende mit der Atmosphäre in Verbindung gelangen kann. Die einzelnen automatischen Umschaltventile 21, 25, 32a, 32b, . . ., 33a, 33b, . . ., 82, die Saugpumpe 9 usw. werden vollständig vom Programm der (nicht gezeigten) Steuereinheit gesteuert.
Wenn nach Beendigung des Spritzgießens eines Granulats eine neue Reißverschlußkette einer anderen Farbe hergestellt werden soll, dann wird zunächst die Saugpumpe 9 eingeschaltet, und gleichzeitig werden sowohl das automatische Umschaltventil 21 zwischen dem ersten und dem zweiten Hilfstrichter 22, 23 und das automatische Umschaltventil 25 am Lufteinlaß 27 des zweiten Hilfstrichters 23 geöffnet, um Luft anzusaugen, wodurch das pulverförmige Granulat, das an der Innenseite des ersten und zweiten Hilfstrichters 22, 23 anhaftet, über den Filter 28 und die Luftansaugleitung 91 aus der Vorrichtung abgesaugt wird.
Nachfolgend werden beide automatischen Umschaltventile 21, 25 geschlossen, und gleichzeitig werden das mit dem Speicherbehälter 31a für das Reinigungsmittel verbundene automatische Umschaltventil 32a und das mit der Atmosphäre verbundene automatische Umschaltventil 33a geöffnet, wodurch von der Saugpumpe 9 eine bestimmte Menge des Reinigungsmittels in den ersten Hilfstrichter 22 angesaugt wird, um sich dort anzusammeln. Nach Beendigung dieses Sammelvorgangs werden die dem Speicherbehälter 31a zugeordneten automatischen Umschaltventile 32a, 33a geschlossen, und gleichzeitig wird das automatische Umschaltventil 21 geöffnet, um das Reinigungsmittel in den Spritzzylinder 12 zuzuführen, woraufhin die Spritzgießmaschine im Leerlauf betätigt wird, um das im Spritzzylinder 12 zurückgebliebene alte Granulat zu beseitigen.
Nach Beendigung dieses Reinigungsvorgangs werden beide automatischen Umschaltventile 21, 25 geschlossen, und gleichzeitig wird das mit dem Speicherbehälter 31b, der das Granulat mit der für eine neue Reißverschlußkette entsprechenden Farbe enthält, verbundene automatische Umschaltventil 32b und das mit der Atmosphäre verbundene Umschaltventil 33b geöffnet, um das neue Granulat in den ersten Hilfstrichter 22 anzusaugen, wie in Fig. 3 gezeigt, bis sich eine bestimmte Menge des Granulats im unteren Bereich des ersten Hilfstrichters 22 angesammelt hat, woraufhin die automatischen Umschaltventile 32a, 33b wieder automatisch geschlossen werden. Gleichzeitig wird das automatische Umschaltventil 21 geöffnet, um das neue Granulat über den zweiten Hilfstrichter 23 in den Spritzzylinder 12 zuzuführen, woraufhin das Spritzgießen des neuen Granulats beginnt.
Die Menge des verbrauchten neuen Granulats wird überwacht, indem die Menge des in dem zweiten Hilfstrichters 23 verbliebenen Granulats von dem Pegelsensor 29 ermittelt wird. Wenn die Menge des verbliebenen Granulats einen bestimmten Wert unterschreitet, dann wird die (nicht gezeigte) Steuereinheit wirksam, um das automatische Umschaltventil 21 wieder zu schließen und gleichzeitig das automatische Umschaltventil 32b des Speicherbehälters 31b und das mit der Atmosphäre verbundene automatische Umschaltventil 33b zu öffnen, um dadurch dem ersten Hilfstrichter 22 eine bestimmte Menge des neuen Granulats zuzuführen. Die vorstehenden aufeinanderfolgenden Vorgänge werden wiederholt, um das Spritzgießen des neuen Granulats fortzusetzen, bis eine gewünschte Menge der gegossenen Gegenstände erzeugt ist.
Bei der gezeigten Ausführungsform werden der Gießtrichter 16 und der Anguß 17 von dem auf diese Weise hergestellten Erzeugnis (Reißverschlußkette) abgetrennt, und sie werden sodann von der Schneideinheit zerkleinert, woraufhin diese Teilchen von der Gebläseeinheit 7 in den Trichter 13 der Spritzgießmaschine 1 geblasen werden, so daß sie zur Wiederverwendung mit einer Masse des neuen Granulats vermischt werden.
Als mögliche Abwandlung kann eine Mengenbemessungseinheit, die eine bestimmte Granulatmenge enthält, zwischen der Granulatzuführleitung 8 und dem automatischen Umschaltventil 32a, 32b, . . . des zugeordneten Speicherbehälters 31a, 31b, . . . angeordnet sein, und ein automatisches Umschaltventil kann zwischen der Granulatzuführleitung 8 und der betreffenden Mengenbemessungseinheit angeordnet sein. Wenn bei dieser abgewandelten Ausführungsform die letztgenannten automatischen Umschaltventile geschlossen sind, dann wird das ausgewählte automatische Umschaltventil zwischen dem Speicherbehälter und der Mengenbemessungseinheit geöffnet, um die Mengenbemessungseinheit mit Granulat zu füllen. Wenn die Mengenbemessungseinheit vollständig gefüllt ist, dann wird das ausgewählte automatische Umschaltventil geschlossen, und gleichzeitig wird ein an der Unterseite der Mengenbemessungseinheit angeordnetes zusätzliches automatisches Umschaltventil geschlossen, wodurch die bestimmte Granulatmenge dem ersten Hilfstrichter 22 über die Granulatzuführleitung 8 zugeführt wird.
Die Erfindung ist daher keineswegs auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt, die zur Herstellung eines Reißverschlußkette dient, und sie kann beim Gießen von mehrfarbigen Gegenständen und Modezubehör verwendet werden.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, ist die Zuführeinheit zum automatischen Zuführen von farbigem Granulat sehr einfach ausgebildet, und sie kann daher auf einfache Weise in die Spritzgießmaschine eingebaut werden. Da die Speicherbehälter über die Granulatzuführleitung mit der Zuführeinheit verbunden sind, können sie unabhängig von der Spritzgießmaschine installiert werden, so daß die erforderliche Anzahl von Granulatsorten verwendet werden kann. Da jeder Arbeitsvorgang der Vorrichtung von der Steuereinheit gesteuert werden kann, kann ein solcher Vorgang rasch und ordnungsgemäß durchgeführt werden, was eine gesteigerte Produktivität und Kostengünstigkeit zur Folge hat. Mit einer einzigen Spritzgießmaschine ist eine flexible Produktion möglich.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum automatischen Auswählen einer Granulatsorte aus mehreren Granulatsorten unterschiedlicher Farbe und zum automatischen Zuführen der ausgewählten Granulatsorte zu einer Spritzgießmaschine (1), umfassen:
  • (a) einen Hilfstrichter (2), der mit einem Granulatzuführbereich der Spritzgießmaschine (1) verbindbar und durch ein automatisches Umschaltventil (21) in zwei Kammern (22, 23) unterteilt ist;
  • (b) eine Saugpumpe (9), um in der stromaufwärtigen Kammer (22) des Hilfstrichters (2) einen Unterdruck zu erzeugen;
  • (c) eine Granulatzuführleitung (8), die mit der stromaufwärtigen Kammer (22) des Hilfstrichters (2) verbindbar ist; und
  • (d) mehrere Speicherbehälter (31b, 31c, . . .) zum Speichern der betreffenden Granulatsorten, wobei jeder Speicherbehälter über ein zugeordnetes automatisches Umschaltventil (32b, 32c, . . .) mit der Granulatzuführleitung (8) verbindbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfstrichter (2) an der Verbindung mit der Saugpumpe (9) einen Filter (28) hat.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Granulatzuführbereich der Spritzgießmaschine (1) verbindbare stromabwärtige Kammer (23) des Hilfstrichters (2) mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Granulatzuführbereich der Spritzgießmaschine (1) verbindbare stromabwärtige Kammer (23) des Hilfstrichters (2) mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
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