DE69534521T2 - Verfahren zur Herstellung einer optischen Linse aus Polymer und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft generell die Herstellung von optischen Linsen aus polymerisierbarem synthetischem Material; sie bezieht sich insbesondere, aber nicht notwendigerweise ausschließlich, auf opthalmische Linsen.
- Insgesamt sind drei Schritte zur Herstellung einer solchen optischen Linse erforderlich.
- Zunächst ist der Zusammenbau der Gussform vorzunehmen, wobei in der Praxis diese Gussform herkömmlicherweise zwei Form- oder Gusskokillen und ein Verschlusselement umfasst, das, ringförmig um diese Form- oder Gusskokillen angeordnet, mit diesen zusammen den erforderlichen Formungshohlraum definiert.
- Daraufhin ist die Befüllung der Gussform mit der auszuformenden Masse vorzunehmen, wobei herkömmlicherweise diese Befüllung durch Guss oder Einlaufen erfolgt und die auszuformende Masse in den Formungshohlraum durch eine Öffnung eingeführt wird, hier der Einfachheit halber Einlassöffnung genannt, die zu diesem Zweck im Verschlusselement an der Peripherie der Form- oder Gusskokille vorgesehen ist.
- Schließlich ist die Polymerisation der so ausgeformten Masse vorzunehmen; in dieser Hinsicht bezweckt die vorliegende Erfindung insbesondere, aber nicht ausschließlich, den Fall, in dem zumindest die Initialisierung dieser Polymerisation durch Lichteinwirkung oder Bestrahlung erfolgt.
- Bis dato erfolgen diese drei Schritte – Zusammenbau der Form- oder Gusskokille, Füllung/Befüllung derselben und Initialisierung zumindest der Polymerisation der ausgeformten Masse – zumeist an verschiedenen Arbeitsposten.
- Anschließend gibt es einen speziellen Füllposten; dies ist der Fall insbesondere dann, wenn die Gussform nach einem zumindest teilweise automatischen Verfahren, in Flucht mit einer Fülleinrichtung, dargestellt ist, geeignet, ihr durch eine Düse eine bestimmte Menge der auszuformenden Masse zu liefern.
- Schließlich gibt es einen ebenfalls speziellen Posten zumindest zur Initialisierung der Polymerisation oder sogar zur Unterstützung derselben bis zu deren Abschluss, wo die nunmehr mit der polymerisierbaren synthetischen Masse gefüllte Gussform der notwendigen Strahlungs- und/oder Wärmequelle ausgesetzt wird.
- Von einem zum anderen dieser Posten bedarf es in der Praxis Beförderungsmittel, um die Weiterleitung der behandelten Gussformen zu sichern, wobei es unvermeidlicherweise zu Zwischenlagerungen kommt.
- In Dokument WO 93/21010 A wird eine Vorrichtung beschrieben, innerhalb derer die Schritte der Gussformmontage, Füllung der Gussform und zumindest der Initialisierung der Polymerisation der ausgeformten Masse ausgeführt werden.
- Beförderung und Zwischenlagerung zwischen den verschiedenen Arbeitsgängen entfallen somit, doch bleibt der Zusammenbau der Gussform komplex.
- Zielsetzung der vorliegenden Erfindung ist generell ein Verfahren zur wirtschaftlicheren Herstellung einer optischen Linse aus polymerisierbarem synthetischem Material sowie eine geeignete Vorrichtung zu dessen Durchführung.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass als Verschlusselement ein aus zumindest zwei Backen gebildetes Verschlusselement gewählt wird, wovon zumindest eine Backe bezüglich der anderen und bezüglich der Form- oder Gusskokillen beweglich ist, die sich mit ihrer inneren Oberfläche von der Stirnfläche der Kokillen entfernt oder an sie annähert.
- Bevorzugterweise weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Allgemeinen zumindest zwei Backen auf, von denen zumindest eine, zur Bildung einer Gussform, um diese zu schließen und zu öffnen in Bezug auf die andere und in Bezug auf zwei Form- oder Gusskokillen mit ihrer inneren Oberfläche beweglich ist, welche sich von der Stirnfläche der Kokillen entfernt oder an sie annähert, unter Einbeziehung dieser ein Verschlusselement bildend, das mit diesen den gewünschten Formungshohlraum definiert.
- In der Praxis reichen zwei Backen aus, die in Eingriff stehen mit einem gemeinsamen Gestell, und von denen zumindest eine beispielsweise translatorisch beweglich an dem Gestell montiert ist.
- In jedem Fall gestattet die erfindungsgemäße Vorrichtung an sich die Montage der gewünschten Gussform, da es ausreicht, die beiden erforderlichen Form- oder Gusskokillen zwischen ihren Backen anzubringen, und sie erleichtert zudem diese Montage in einzigartiger Weise.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet darüber hinaus die Füllung der so montierten Gussform in situ, da es ausreicht, in einer ihrer Backen eine durchgängige Bohrung vorzusehen, die an ihrem Austritt die Einlassöffnung bildet, und an diese Bohrung eine beliebige Leitung anzuschließen, geeignet, die gewünschte Füllung zu gestatten.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet schließlich zumindest die Initialisierung der Polymerisation der ausgeformten Masse, da es ausreicht, ihr eine Strahlungsquelle hinzuzufügen, beispielsweise eine UV-Strahlungsquelle, und diese Quelle gegenüber zumindest einer der Form- oder Gusskokillen anzubringen, wobei diese durchlässig bzw. transparent für die zumindest zur Initialisierung der Polymerisation der ausgeformten Masse erforderliche Strahlung ausgewählt wird, was, da es sich um UV-Strahlung handelt, gerade bei den Form- oder Gusskokillen aus Glas, die üblicherweise in diesem Zusammenhang Anwendung finden, der Fall ist.
- Eine solche Vorrichtung gestattet vorteilhafterweise die Herstellung von fertigen oder halbfertigen optischen Linsen, unabhängig von deren Dicke am Rand oder in der Mitte.
- In der Praxis ist die Randdicke lediglich durch den vollständigen Verschluss der Einlassöffnung durch die zwei Form- oder Gusskokillen beschränkt.
- Beispielsweise – ohne einschränkend zu sein – kann die Dicke am Rand einer halbfertigen optischen Linse 10 mm erreichen, die Dicke in der Mitte einer fertigen Linse kann in bestimmten Fällen etwa 1 mm betragen.
- Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass Linsen, die mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt werden, gemeinsam vorteilhafterweise zuverlässiger frei von jeglichem optischen Defekt sein können, der zu ihrer Zurückweisung führen kann, wenn, gemäß einem vorzugsweisen, jedoch die Erfindung nicht beschränkenden Verfahren, die Einlassöffnung, durch welche die Füllung des Formungshohlraums erfolgt, am unteren Teil davon vorgesehen ist, genauer gesagt am untersten Punkt dieses Formungshohlraums.
- Die Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im Übrigen aus der folgenden beispielhaften Beschreibung hervor, in der auf die in der Anlage befindlichen schematischen Zeichnungen Bezug genommen wird.
-
1 ist eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; -
2A ,2B ,2C und2D sind, in einem kleineren Maßstab, perspektivische Ansichten, die, abgeleitet aus1 , diverse sukzessive Phasen der Inbetriebnahme dieser Vorrichtung darstellen; -
3 ist eine perspektivische Ansicht im Maßstab von1 , welche die Entnahme oder Entformung der optischen Linse darstellt, die mit Hilfe der Vorrichtung hergestellt wurde. - So wie in diesen Abbildungen dargestellt, handelt es sich darum, die Herstellung einer optischen Linse
10 mittels Ausformung eines polymerisierbaren synthetischen Materials zu erreichen. - Genauer gesagt handelt es sich, wenn die gewünschte optische Linse
10 eine opthalmische Linse ist, darum, die Herstellung des Rohlings, aus dem anschließend eine solche Linse geformt wird zu gewährleisten; dieser Rohling weist im Allgemeinen eine kreisförmige Kontur auf, doch ist dies nicht unbedingt immer der Fall. - Die zu diesem Zweck gemäß der Erfindung in Betrieb genommene Vorrichtung
11 weist zumindest zwei Backen12' ,12'' auf, die zur Ausbildung einer Gussform13 geeignet sind und gemeinsam zwei Form- oder Gusskokillen14A ,14B an deren Rand einzuklemmen, die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, wobei sie mit Bezug auf diese Form- oder Gusskokillen14A ,14B ein Verschlusselement12 bilden, welches gemeinsam mit ihnen den gewünschten Formungshohlraum15 definiert, und von denen zumindest eine in Bezug auf die andere beweglich ist. - Die Form- oder Gusskokillen
14A ,14B sind an sich bekannt. - Deren gegenüberstehende Innenflächen sind die Negativform der für die auszuformende optische Linse
10 gesuchten Flächen. - Es sei EA, EB die Dicke dieser Form- oder Gusskokillen
14A ,14B entlang ihrer Kante16 , und es sei EC der Abstand, der ihnen zur Ausbildung des Formungshohlraums15 zu geben ist. - Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung
11 lediglich zwei Backen12' ,12'' ; die Innenfläche18 einer jeden ist generell halbzylindrisch, gemäß dem Radius der Umfangskontur der Form- oder Gusskokillen14A ,14B . - In der Praxis stehen diese beiden Backen
12' ,12'' in Eingriff mit einem gemeinsamen Gestell19 ; zumindest eine von ihnen ist translatorisch beweglich an dem Gestell19 montiert. - Beispielsweise beschränkt sich das Gestell
19 wie dargestellt auf zwei seitliche Flansche20 und eine Traverse21 , die diese seitlichen Flansche20 an einem ihrer Enden miteinander verbindet. - Im dargestellten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die seitlichen Flansche
20 auch vertikal parallel zueinander; die Traverse21 erstreckt sich horizontal in ihrem oberen Ende. - Die beiden Backen
12' ,12'' sind vertikal nacheinander an dem Gestell19 angebracht, entlang der seitlichen Flansche20 desselben; die Achse ihrer Innenfläche18 verläuft demnach horizontal. - Die Gussform
13 , welche die Backen mit den Form- oder Gusskokillen14A ,14B bilden, hat demnach in diesem Fall ebenfalls eine horizontale Achse. - Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist lediglich eine der Backen
12' ,12'' translatorisch beweglich an dem Gestell19 montiert, während die andere, fest mit diesem Gestell19 verbunden, fest ist. - Beispielsweise ist die untere Backe
12' wie dargestellt fest montiert, während die obere Backe12'' beweglich ist, indem sie in gleitfähigem Eingriff mit Rinnen22 steht, die zu diesem Zweck im Gestell19 angebracht sind, genauer gesagt auf der Innenseite der seitlichen Flansche20 desselben. - Die beiden Backen
12' ,12'' sind beispielsweise jeweils aus einem massiven metallischen Block gebildet, der, von einer die Innenfläche18 bildenden Aussparung abgesehen, äußerlich generell insgesamt eine parallelepidförmige Kontur aufweist. - An ihren Enden stehen sie direkt durch einfaches Eingreifen in Eingriff mit den Rinnen
22 des Gestells19 . - Vorzugsweise besitzt die Innenfläche
18 der so ausgestalteten Backen12' ,12'' einen Überzug23 aus synthetischem Material. - Zur Befestigung dieses Überzugs
23 ist eine halbzylindrische Klammer24 an jedem Ende der Innenflächen18 vorgesehen. - Die beide Klammern
24 voneinander trennende Distanz D, die jede der Backen12' ,12'' somit aufweist, wird größer als die Summe der Dicken EA, EB der Form- oder Gusskokillen14A ,14B und des sie trennenden Abstands EC gewählt. - Generell sind die beiden Backen
12' ,12'' identisch zueinander. - Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die untere Backe
12' durchgängig von einer Bohrung25 durchquert, die an ihrem Austritt auf der Innenseite18 eine Einlassöffnung26 in den Formungshohlraum15 aufweist; die obere Backe12'' ihrerseits wird durchgängig von einer Bohrung28 durchquert, die eine Entlüftung bildet. - Vorzugsweise befindet sich die Einlassöffnung
26 wie dargestellt an der untersten Erzeugenden18 der unteren Backe12' ; entsprechend mündet die Bohrung28 der oberen Backe12'' in die oberste Erzeugende der Innenfläche18 derselben. - Zu ihrer Steuerung unterliegt die bewegliche Backe
12'' zumindest einer Doppel- oder Zweifacheffekt-Zylinder-Kolben- bzw. Hub- bzw. Noniusanordnung29 . - Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden zwei parallel angeordnete Doppel- oder Zweifacheffekt-Zylinder-Kolben- bzw. -Hubanordnungen
29 eingesetzt. - Sie werden hinsichtlich ihrer Körper
30 von der Traverse21 des Gestells19 gestützt, während sie hinsichtlich ihrer Kolbenstange31 mit der beweglichen Backe12'' gekoppelt verbunden sind. - Was die feststehende Backe
12' angeht, so ist sie in beliebiger geeigneter Weise wie beispielsweise mittels Schweißen oder Verschraubung fest mit dem Gestell19 verbunden. - Die entsprechenden Anordnungen sind dem Fachmann bekannt und sind deswegen hier nicht aufgeführt.
- Schließlich ist an die Durchgangsbohrung
25 der feststehenden Backe12' eine Leitung32 angeschlossen, zur Verbindung der Formungshohlraums15 mit einer beliebigen, hier nicht dargestellten Versorgungsquelle von zu formender Masse. - Zur Inbetriebnahme der erfindungsgemäßen Vorrichtung
11 kann beispielsweise wie folgt vorgegangen werden:
Zunächst wird die Zusammensetzung der Gussform13 vorgenommen. - Zu diesem Zweck – es wird davon ausgegangen, dass die obere Backe
12'' von der unteren Backe12' entfernt oder beabstandet ist – werden die Form- oder Gusskokillen14A ,14B durch einfaches Einsetzen in die Innenfläche der unteren Backe12' angebracht, wobei sie kantenweise parallel zueinander beabstandet mit dem Abstand EC anordnet werden, der dem für den zu bildenden Formungshohlraum15 gewünschten Abstand entspricht;2A . - Das einfache Einsetzen dieser Form- oder Gusskokillen
14A ,14B in die Innenfläche18 der Backe12' ist ausreichend für ihren Halt. - Die Backe
12'' wird nun mittels der Doppel- oder Zweifacheffekt-Zylinder-Kolben- bzw. -Hubanordnungen29 herabgesenkt, bis sie mit ihrer Innenfläche18 gegen den Rand bzw. die Stirnfläche der Form- oder Gusskokillen14A ,14B in Anlage kommt;2B . - Da die Gussform
13 nunmehr geschlossen ist, ist es möglich, mittels der Leitung32 ihre Füllung vorzunehmen, indem die erforderliche Menge der auszuformenden Masse eingeführt wird. - Zu diesem Zweck werden beispielsweise Pumpmittel eingesetzt, geeignet, eine kontinuierliche, das heißt unterbrechungsfreie, Versorgung des Formungshohlraums
15 mit auszuformender Masse zu gewährleisten. - Da sich die Erfindung nicht auf die entsprechenden Anordnungen bezieht, werden sie hier nicht beschrieben.
- Zur bezweckten Initialisierung der Polymerisation der so ausgeformten Masse wird anschließend eine Bestrahlung oder Belichtung vorgenommen.
- Zu diesem Zweck wird der erfindungsgemäßen Vorrichtung
11 eine Strahlungsquelle33 zugeordnet, die gegenüber zumindest einer der Form- oder Gusskokillen14A ,14B angebracht wird, in diesem Fall der Form- oder Gusskokille14A , wie in2C dargestellt. - Diese Strahlungsquelle
33 ist beispielsweise eine Quelle von UV-Strahlung. - Da die Form- oder Gusskokille
14A beispielsweise aus Glas besteht, ist sie zumindest teilweise transparent bzw. für UV-Strahlung durchlässig, was wie beabsichtigt zumindest die Initialisierung der Polymerisation der ausgeformten Masse gestattet. - Aus dem Vorherstehenden ergibt sich, dass erfindungsgemäß die Vorgänge der Zusammensetzung der Gussform
13 , der Füllung derselben und zumindest der Initialisierung der Polymerisation der ausgeformten Masse innerhalb derselben Vorrichtung ausgeführt werden, im vorliegenden Fall in der Vorrichtung11 . - Da zumindest die VorPolymerisation der so erzeugten optischen Linse
10 zu diesem Zweck ausreichend ist, genügt es, anschließend die Gussform13 zu öffnen, indem man, wie in2D gezeigt, die obere Backe12'' mittels der Doppel- oder Zweifacheffekt-Zylinder-Kolben- bzw. -Hubanordnung29 hebt und den Block34 , der nunmehr von der optischen Linse10 und den beiden sie einschließenden Form- oder Gusskokillen14A ,14B gebildet wird, aus der unteren Backe12' herausnimmt. - Nach Abschluss (sofern erforderlich) der Polymerisation der ausgeformten Masse genügt es schließlich, wie in
3 dargestellt, die gewünschte optische Linse10 aus diesen Form- oder Gusskokillen14A ,14B herauszunehmen. - Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform und Einsatzweise beschränkt, sondern schließt sämtliche Ausführungsvarianten ein.
- Insbesondere kann die Anzahl der von der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfassten Backen größer als zwei sein und/oder eine dieser Backen kann, anstatt translatorisch mobil, beispielsweise rotationsmäßig mobil sein, indem sie beispielsweise an eine andere Backe angelenkt ist.
- Darüber hinaus hat die Gussform, welche die Backen mit den Form- oder Gusskokillen bilden, nicht unbedingt eine horizontale Achse, sondern kann beispielsweise auch eine vertikale Achse haben.
- Schließlich erfolgt die Füllung nicht unbedingt von unten, obwohl dies die vorzugsweise Füllweise ist.
Claims (16)
- Verfahren zur Herstellung einer optischen Linse aus polymerisierbarem, synthetischem Material der Art, nach der eine Form (
13 ) zusammengefügt wird, die zwei Form- oder Gusskokillen (14A ,14B ) und ein Verschlusselement (12 ) umfasst, welches, ringförmig um die Form- oder Gusskokillen (14A ,14B ) ausgebildet, mit diesen den erforderlichen Formungshohlraum (15 ) definiert, die Form mit dem nötigen zu formenden oder zu gießenden Material befüllt wird, und die Initialisierung von zumindest der Polymerisation des so geformten Materials gewährleistet wird, wobei die Operationen des Zusammenfügens der Form (13 ), der Befüllung derselben und der Initialisierung von zumindest der Polymerisation des geformten Materials in ein und derselben Vorrichtung (11 ) ausgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass als Verschlusselement (12 ) ein Verschlusselement gewählt wird, das gebildet ist mittels zumindest zweier Backen (12' ,12'' ), von denen zumindest eine beweglich mit Bezug auf die andere und mit Bezug auf die Form- oder Gusskokillen (14A ,14B ) ist, mit der Innenfläche (18 ) davon, die sich von der Stirnfläche der Form- oder Gusskokillen (14A ,14B ) entfernt oder sich dieser nähert. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, da die Form- oder Gusskokillen (
14A ,14B ) hochkant angeordnet sind und eine Einlassöffnung (26 ) in dem Verschlusselement (12 ) zur Einführung des zu formenden Materials in dem Formungshohlraum (15 ) ausgebildet ist, die Einlassöffnung (26 ) am unteren Teil des Formungshohlraums (15 ) angeordnet ist. - Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (
26 ) am niedrigsten Punkt des Formungshohlraums (15 ) angeordnet ist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass, da die Initialisierung von zumindest der Polymerisation des zu formenden Materials durch Bestrahlung geschieht, die notwendige Strahlungsquelle (
33 ) seitlich von zumindest einer der Form- oder Gusskokillen (14A ,14B ) präsentiert wird. - Vorrichtung zur Herstellung einer optischen Linse aus polymerisierbarem, synthetischem Material, dadurch gekennzeichnet, dass für die Umsetzung eines Verfahrens entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 4, sie zumindest zwei Backen (
12' ,12'' ) umfasst, von denen zumindest eine zur Ausbildung einer Form (13 ) beweglich mit Bezug auf die andere und mit Bezug auf zwei Form- oder Gusskokillen (14A ,14B ) ist mit einer Innenfläche (18 ) davon, die sich von der Stirnfläche der Form- oder Gusskokillen (14A ,14B ) entfernt oder sich dieser nähert, wobei hinsichtlich dieser ein Verschlusselement (12 ) gebildet wird, das mit diesen den gesuchten Formungshohlraum (15 ) definiert. - Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie nur zwei Backen (
12' ,12'' ) umfasst und dass die Innenfläche (18 ) einer jeden hauptsächlich halbzylindrisch ist. - Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Backen (
12' ,12'' ) in Eingriff stehen mit einem gemeinsamen Gestell (19 ) und zumindest eine der zwei translatorisch beweglich an dem Gestell (19 ) montiert ist. - Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich eine der Backen (
12' ,12'' ) translatorisch beweglich an dem Gestell (19 ) montiert ist, während die andere feststehend mit dem Gestell (19 ) verbunden ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7, 8, dadurch gekennzeichnet, dass diejenige der Backen (
12'' ), die translatorisch beweglich an dem Gestell (19 ) montiert ist, mittels der Enden davon in gleitfähigem Eingriff mit Rinnen (22 ) steht, die zu diesem Zweck an dem Gestell (19 ) ausgebildet sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Backe (
12'' ) zum Zwecke ihrer Steuerung zumindest einer Doppel- oder Zweifacheffekt-Zylinder-Kolben bzw. -Hubanordnung (29 ) unterliegt. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Backen (
12' ,12'' ) vertikal an dem Gestell (19 ) ausgerichtet sind, wobei die Achse ihrer Innenfläche (18 ) horizontal verläuft. - Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Backe (
12' ) feststehend ist, und die obere Backe (12'' ) beweglich ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11, 12, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Backe (
12' ) eine Durchgangsbohrung (25 ) aufweist, durch ihre Mündung die Einlassöffnung (26 ) ausbildend, und die obere Backe (12'' ) eine Durchtrittsbohrung (28 ) aufweist, die eine Entlüftung ausbildet. - Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (
26 ) sich an der niedrigsten Erzeugenden der Innenfläche (18 ) der unteren Backe (12' ) befindet. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Backen (
12' ,12'' ) jeweils gebildet sind durch einen metallischen Klotz, wobei die Innenfläche (18 ) davon einen Überzug (23 ) aus synthetischem oder Kunststoffmaterial umfasst. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ihr eine Strahlungsquelle (
33 ) zugeordnet ist.
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