DE8118808U1 - Vorrichtung zum trocknen von tabak - Google Patents

Description

Stw.: Tabaktrockner-Vakuum-Wärmepumpe - A 1673
Hamburg 80, den 30. August 1982

Vorrichtung zum Trocknen von Tabak

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von Tabak mit einem Trockner, welcher Fördermittel zum Fördern des Tabaks und eine Heizung zur Wärmebehandlung des Tabaks aufweist.

Aus der DE-PS 722 628 ist es bekannt, zum Trocknen von Tabakwaren, insbesondere in Behältern gelagerter Zigaretten, einen Vakuumtrockner zu verwenden. Die im Trockner verwendete Heizung ist als Strahlungsheizung ausgebildet, die den die Tabakwaren tragenden Behälter umgibt.

Bei einer derartigen Anlage wird ein hoher Kostenfaktor von der Heizung verursacht, denn aufgrund der physikalischen Gegebenheiten haben Strahlungsheizungen bei geringer Effektivität einen hohen Energieverbrauch. Darüber hinaus werden
bei dem bekannten Trockner die aus den Tabak austretenden
warmen Brüden in das Heizsystem eingeführt. Dies stellt jedoch die Funktion der Heizung bei Dauerleistung in Frage,
denn die Fremdstoffe in den Brüden können durch Ablagerung und Verunreinigung in dem Heizsystem zu einer Beeinträchtigung des Trocknerbetriebes und zur Verminderung der Heizleistung führen.

Aufgabe der Neuerung ist es daher, die eingangs genannte
Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß eine Tabaktrocknung energiesparend und ohne Beeinträchtigung des Betriebes des Trockners und der Heizleistung durchgeführt werden kann.

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Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß gelöst durch einen Brüdenabzugsraum, der mit dem Innenraum des Trockners in Verbindung steht, sowie durch einen Kältemittelkreislauf, dessen Verdampfer im Brüdenabzugsraum liegt und dessen Kondensator als Heizelement der Heizung im Innenraum des Trockners liegt.

Über den im Brüdenabzugsraum gelegenen Verdampfer des Kältemittelkreislaufes wird ohne großen apparativen Aufwand aus den warmen Brüden ein Teil der zur Wärmebehandlung des Tabaks verwendeten Wärmeenergie zurückgewonnen und den Heiz- \ elementen zugeführt.

Gemäß einer Weiterführung der Neuerung bestehen die Fördermittel im Trockner aus Schwingförderrinnen, die gleichzeitig Kondensatoren des Kältemittelkreislaufes sind. Die einzelnen Schwingförderrinnen sind doppelwandig ausgebildet. Zwischen den Wandungen ist mindestens eine Leitung für das Kältemittel vorgesehen. Aufgrund dieser Ausbildung steht die Wärmequelle während der Wärmebehandlung im direkten Kontakt mit dem Tabak, d. h. die Wärmeenergie wird ohne nennenswerte StrahlungsVerluste dem zu behandelnden Gut zugeführt. Der Kältemittelkreislauf weist nach Art des Kältemittelkreislaufes einer Kompressorkältemaschine einen Verdampfer mit vorgeschaltetem Expansionsventil, in welchem das entspannte Kältemittel Kondensationswärme der Brüden aufnimmt, einen Kompressor, welcher das aus dem Verdampfer kommende erwärmte Kältemittel verdichtet und als Fördermittel ausgebildete Kondensatoren, in welchen das verdichtete Kältemittel Kondensationswärme an den Tabak abgibt und einen mit dem nachgeschalteten Expansionsventil verbundenen Sammelbehälter, in dem das kondensierte Kältemittel fließt, auf. In Verwendung dieses Kältemittelkreislaufes als Heizanlage

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liegt der Vorteil, daß Energie auf einfache Weise aufgenommen, erhöht und wieder abgegeben wird, ohne daß die Gefahr einer Beeinträchtigung der Heizleistung beispielsweise durch Fremdstoffablagerung entsteht.

Der Innenraum des Trockners ist gegenüber dem Atmosphärendruck mit einer Eingangsschleuse und einer Ausgangsschletise für den Tabak abgedichtet und an eine Vakuumquelle angeschlossen. Die Schleusen bestehen im wesentlichen aus einer Schleusenkammer, an deren Ein- und Ausgang jeweils ein drehbares Zellenrad angeordnet ist. Mittels dieser Ausgestaltung wird der Tabak unter Aufrechterhaltung des Vakuums im Trockner stetig in den Trockner ein- und ausgeschleust. Gemäß einer Weiterführung der Neuerung sind die Schleusen über ein Kammersystem, bestehend aus die Zellenräder mindestens abschnittsweise umgebenden Kammern, mit der Vakuumquelle verbunden. Diese Verbindung wird über Kammern des jeweiligen Kammersystems hergestellt. Dazu ist die dem Zellenrad zugewandte Wand der jeweils benachbarten Kammer beispielsweise perforiert. Hierdurch wird die beim Schleusen des Tabaks eingeschleuste Luft über das mit der Vakuumquelle verbundene Kammersystem schon aus den betreffenden Zellen des Zellenrades abgesaugt. Hierdurch werden Schwankungen des Vakuums im Trockner weitgehend ausgeschlossen

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Die Neuerung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Hierbei zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung der Gesamtanlage,

Figur 2 einen Abschnitt einer Schwingförderrinne in Draufsicht,

Figur 3 einen Querschnitt durch eine Schwingförderrinne entlang der Schnittlinie III-III in Figur 2.

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Die in der Figur 1 gezeigte Anlage besteht im wesentlichen aus einem Trockner 1, der von einer Vakuumquelle unter Vakuum gehalten wird und einem mit dem Trockner gekoppelten Kältemittelkreislauf 3.

Der Trockner 1 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 5,in dessen Innenraum 6 Fördermittel 7 angeordnet sind, eisern am Gehäuse 5 angeschlossenen Brüdenabzugsraum 8, der mit dem Innenraum 6 in Verbindung steht, sowie einer Eingangsschleuse 9 und einer Ausgangsschleuse 10, mit der der Innenraum 6 des Trockners gegenüber dem Atmosphärendruck abgedichtet und durch die Tabak in den Innenraum 6 ein- und ausgeschleust wird.

Als Fördermittel 7, mit denen der Tabak im Innenraum des Trockners 1 gefördert wird, sind im dargestellten ι

Fall Schwingförderrinnen; vorgesehen, die in jeweils gegenläufiger Förderrichtung 42, 42a übereinander angeordnet sind. Auf diesen Schwingförderrinnen wird der stetig in dem Trockner 1 geförderte Tabak 4 zu einem Ausgang des Trockners 1 gefördert, wobei sich die Förderrichtung 42, 42a des Tabaks 4 nach jedem Wechsel der Schwingförderrinne umkehrt.

Diese Schwingförderrinnen sind jeweils als doppelwandige Wanne 56 ausgebildet (Figuren 2 und 3). Zwischen den Wandungen 57 ist eine Rohrschlange 58 für die Beheizung hindurchgeführt. Die Schwingförderrinnen sowie die Art der stteizung in denselben können jedoch auch anders ausgebildet sein; beispielsweise können zwischen den Wandungen 57 leitungsbildende Trennbleche angeordnet sein.

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Die Eingangsschleuse 9 und die Ausgangsschleuse 10 des Trockners 1 bestehen im wesentlichen jeweils aus einer Schleusenkammer 15, 16, an deren Eingang 17, 18 ein Zellenrad 19, 20 und an deren Ausgang 21, 22 ein Zellenrad 23, 24 angeordnet ist. Die Zellenräder 19, 20; 23, 24 sind in Zellen 41 aufgeteilt.

Die Schleusengehäuse sind abschnittsweise doppelwandig ausgebildet. Hierdurch werden zwei Karamersystenie gebildet, von denen eines die Zellenräder 19, 23 der Eingangsschleuse 9 und das andere die Zellenräder 20, 24 der Ausgangsschleuse 10 abschnittsweise umschließt. Das Kammersystem der Eingangsschleuse 9 besteht aus Kammern 33, 34, 35, 36 und das der Ausgangsschleuse 10 aus Kammern 37, 38, 39, 40. Die den jeweils benachbarten Zellenrädern 19, 23; 20, 24 zugewandte Wand der Kammern 33, 34, 35, 36; 37, 38, 39, 40 ist perforiert.
f Anstelle einer solchen Perforation kommen natürlich auch ίΓ andere Verbindungen zwischen den Kammern uiü den Zellen der Zellenräder in Frage, welche ein Absaugen der Luft aus den Zellen gestatten ohne den Tabak mitzureißen.

Durch die Perforation der Kammerwände stehen die Zellen 41 des Zellenrades 19 mit der Vakuumpumpe 2 in Verbindung und zwar schon bevor sie in den Bereich der Schleusenkammer 15 gelangt. Die das Zellenrad 23 umgebenden Kammern 35, 36 sind mit dem Innenraum 6 des Trockners 1 verbunden und gegen die Schleusenkammer 15 abgeschlossen. Über die Perforation der inneren Kammerwände stehen die Zellen 41 dieses Zellenrades mit dem Vakuum des Innenraumes 6 in Verbindung,bevor sie in den Bereich des Trocknereingangs 21 gelangen. Auf diese Weise bildet das

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Zellenrad 23 die zweite Stufe der zweistufigen Eingangsschleuse 9, deren erste Stufe das Zellenrad 19 und die Schleusenkammer 15 bilden. Das Kammersystem der Ausgangsschleuse 10 ist entsprechend der Eingangsschleuse 9 aufgebaut. Hier ist das Zellenrad 24, das die erste Stufe der Ausgangsschleuse 10 bildet, abschnittsweise von Kammern 39, 40 umgeben, die über Perforationen ihrer Innenwände mit dsn Zellen 41 des Zellenrades 24 in Verbindung stehen und gleichzeitig auch mit der Schleusenkammer 16 verbunden sind. Das die zweite Stufe der Ausgangsschleuse 10 bildende Zellenrad 20 ist abschnittsweise von Kammern 37, 38 umgeben, deren Innenwände ebenfalls perforiert sind und die an das Vakuum im Innern des Trockners 1 angeschlossen sind.

Über ein im Bereich der Zellenräder 19, 23 der Eingangsschleuse 9 abzweigendes Leitungssystem 25, und ein im Bereich der Zellenräder 20, 24 der Ausgangsschleuse 10 abzweigendes Leitungssystem 29, die mit jeweils einer weiteren Leitung 13 und 14 verbunden sind, ist der Trockner 1 über die Schleusen 9, 10, an die Vakuumquelle 2 angeschlossen. Hierbei ist das Leitungssystem 25, bestehend aus den Leitungen 26, 27, 28 mit der Leitung 28 an die Leitung 13 und das Leitungssystem 29, bestehend aus Leitungen 30, 31, 32 mit der Leitung 32 an die Leitung 14 angeschlossen.

Die Vakuumquelle 2 besteht im wesentlichen aus einer mit einem Ausgleichsbehälter 12 gekoppelten Vakuumpumpe 11, die über die schon beschriebene Verbindung, bestehend aus den an den Ausgleichsbehälter 12 angeschlossenen Leitungen 13, 14, den Leitungssystemen 25, 29 sowie den Schleu-

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sen 9, 10 mit dem Innenraum 6 des Trockners 1 in Wirkverbindung steht.

Zur Wärmebehandlung des Tabaks 4 dient der Kältemittelkreislauf 3. Dieser Kältemittelkreislauf 3 besteht aus einem das Kältemittel 43 aufnehmenden Sammelbehälter 44, einem Expansionsventil 45, einem im Brüdenabzugsraum 8 gelegenen Verdampfer 46„ einem Kompressor 47 sowie den im Innenraum 6 des Trockners 1 gelegenen Kondensatoren 48, die über Außenleitungen 49, 50, 51 und bewegliche Innen— leitungen 52 in den Kältemittelkreislauf 3 einbezogen sind.

Heuerungsgemäß sind die Schwingförderrinnen des Trockners 1 als Kondensatoren 48 des Kältemittelkreislaufes 3 ausgebildet, über die die Kondensationswärme des Kältemittels 43 im Kältemittelkreislauf 3 an den Tabak 4 abgegeben wird.

Der Kältemittelverdampfer 46 besteht im wesentlichen aus einer aus der Leitung 50 gebildeten Schlange 53, die in den Brüdenabzugsraum 8 hineinragt. Zum Ablaufen des sich an der Schlange bildenden Kondensats ist ein an den Brüdenabzugsraum angeschlossener Kondensatableiter 55 mit einer Kondensatpumpe 54 vorgesehen.

Wirkungsweise der Vorrichtung

Der Tabak 4 wird in stetiger Beschickung über die Ein- ''

gangsschleuse 9 in den von der Vakuumpumpe 11 unter Vakuum gehaltenen Innenraum 6 des Trockners eingeschleust. Dies geschieht mittels der in Einzelzellen 41 unterteil- ^;

ten Zellenräder 19, 20. Der Tabak 4 gelangt durch den !

ί Eingang 17 zunächst in die erste Stufe der Eingangs- jj

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schleuse 9. Er fällt in eine Zelle 41 des Zellenrades 19, wird durch Drehung des Zellenrades 19 zur Schleusenkammer 15 gefördert, durchfällt sie und füllt eine Zelle 41 des Zellenrades 23, welches die zweite Stufe der Eingangschleuse bildet. Beim Drehen desselben entleert sich die betreffende Zelle 41, sobald sie den zum Innenraum 6 führenden Ausgang 21 der Schleuse ^passiert, auf die darunterliegende oberste Schwingförderrinne im Trockner 1· Während dieses Ablaufes wird die mit dem Tabak 4 aus der Umgebung eingeschleuste Luft über das das Zellenrad 19 der ersten Schleusenstufe abschnittsweise umgebende Kammersystem, also über die Kammern 33, 34, das daran anschließende Leitungssystem 25 und die Leitung 13 in den Ausgleichsbehälter 12 abgesaugt. In ähnlicher Weise wird eventuell . aus der Schleusenkammer 15 in den Zellen 41 des Zellenrades 23 eingeschleppte Luft durch die Kammern 35, 36 abgesaugt, bevor sie das Vakuum im Trockner 1 beeinflussen kann -. Aus dem Ausgleichsbehälter 12 wird die Luft von der Vakuumpumpe 11 abgepumpt. Im Trockner 1 wird der Tabak 4 in sich von Schwingförderrinne zu Schwingförderrinne umkehrender Förderrichtung 42, 42a zur Ausgangsschleuse 10 geförderte Beim Erreichen der Ausgangsschleuse 10 fällt der Tabak 4 durch den Eingang 18 in eine Zelle 41 des die zweite Stufe der Ausgangsschleuse 10 bildenden Zellenrades 20. Während des Vorbeidrehens der Zelle 41 an der Schleusenkammer 16 wird der Tabak 4 in die erste Stufe der Schleuse ausgeschüttet. Er gelangt nach Durchfallen der Schleusenkammer 16 in eine Zelle 41 des Schleusenrades 24 und wird beim Vorbeidrehen am Ausgang 22 auf eine nichtgezeigte Abfördervorrichtung ausgeschüttet.

Dabei wird über die Kammern 37, 38 eventuell aus der

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Schleusenkammer 16 eingeschleppte Luft aus den Zellen 41 i

des Zellenrades 20 und durch den Schleusenausgang 22 eingeschleppte Luft über die Kammern 39, 40 aus der ersten Stufe der Ausgangsschleuse evakuiert.

Mit diesen zweistufig ausgebildeten Schleusen 9, 10 wird einerseits erreicht, daß das im Innenraum 6 des Trockners 1 aufgebaute Vakuum durch den Schleusvorgang nicht beeinflußt wird und andererseits ermöglichen sie es, den Vakuumtrockner 1 mit den von den modernen Tabakwarenfa— brikationen geforderten Mengen im Fließverfahren stetig zu beschicken.

Während der Förderung des Tabaks 4 auf den Schwingförderrinnen wird er einer stetigen Wärmebehandlung unterworfen. Zur Erwärmung des Tabaks 4 wird die Kondensationswärme benutzt, die von dem mit dem Trockner 1 gekoppelten Kältemittelkreislauf 3 abgegeben wird. Gemäß der gezeigten bevorzugten Ausführungsform der Neuerung sind die Schwingförderrinnen gleichzeitig Kondensatoren 48 des Kältemittelkreislaufes 3 und somit Heizelemente des Trockners 1. Aufgrund dieser Maßnahme wird die vom Kältemittelkreislauf 3 über die Kondensatoren 48 abgegebene Kondensationswärme unter Vermeidung großer Strahlungsverluste zur Erwärmung des Tabaks 4 verwendet. Die Abgabe der Kondensationswärme geschieht bei der in der Beschreibung aufgezeigten Ausbildung .der Schwingförderrinne, während das Kältemittel 43 die Rohrschlange 58 unter Kondensation durchströmt.

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Dem Tabak 4 wird während dar Behandlung Feuchtigkeit entzogen, die als Wasserdampf in Form von warmen Brüden austritt. Diese warmen Brüden werden aufgrund des Temperatur- und Druckgefälles zwischen dem Innenraum 6 und dem mit ihm in Verbindung stehenden Brüdenabzugsraum 8 in diesen gezogen und beaufschlagen hier den in den Brüdenabzugsraum 8 hineinragenden Verdampfer- 46 des Kalt emit= telkreislaufes 3. An der abgekühlten Oberfläche des Verdampfers 46 kondensieren die Brüden, wobei die abgegebene Kondensationswärme vom Kältemittel 43 aufgenommen wird.

Die Abkühlung der Oberfläche des Verdampfers 46 des Kältemittelkreislaufes 3 wird durch Verdampfen des im Kältemittelkreislauf zirkulierendenKältemittels 43 bewirkt. Dieses Kältemittel 43 strömt vom Sammelbehälter 44 im flüssigen Zustand über die Leitung 50 durch das Expansionsventil 45 in den Verdampfer 46. Beim Durchlaufen des Expansionsventils wird das Kältemittel 43 entspannt. Dieser Vorgang führt zu seiner Verdampfung. Das Verdampfen des Kältemittels 43 im Verdampfer 46 führt zur Abkühlung des Brüdenabzugsraumes 6 und damit zur Kondensation der Brüden. Die hierbei freiwerdende Kondensationswärme wird an das Kältemittel 43 abgegeben. Hierdurch erhitzt sich der Dampf des Kältemittels 43. Dieser wird im weiteren Verlauf von dem dem Verdampfer 46 nachgeschalteten Kompressor 47 auf einen höheren Druck verdichtet und in die Kondensatoren 48,also in die Schwingförderrinnen des Trockners 1 geleitet. Während seines Durchlaufs durch die Rohrschlangen 58 in den Schwingförderrinnen wird das komprimierte Kältemittel 43 unter Abgabe von Kondensationswärme wieder verflüsssigt. Die Kondensationswärme des Kältemittels wird an den Tabak

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abgegeben und führt zu dessen Trocknung. Das verflüssigte Kältemittel fließt über die Leitung 51 zurück in den Sammelbehälter 44, wonach sich der Vorgang wiederholt.

Die im Brüdenabzugsraum 8 kondensierten Brüden werden über den Kondensatableiter 55 mittels Kondensatpumpe auf Atmosphärendruck gepumpt und abgeleitet.

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Claims (12)

HAUNi-WERKE korber & co. KQ. Hamburg 80, den 30.8.1982 Patent R/Ei Stw.; Tabaktrockner-Vakuum-Wärmepumpe - Hauni-Akte 1673 S chut zansprüche

1. Vorrichtung zum Trocknen von Tabak mit einem Trockner, welcher Fördermittel zum Fördern des Tabaks und eine Heizung zur Wärmebehandlung des Tabaks aufweist, gekennzeichnet durch einen Brüdenabzugsraum (8) der mit einem Innenraum (6) des Trockners (1) in Verbindung steht, und einen Kältemittelkreislauf (3), dessen Verdampfer (46) im Brüden- ! abzugsraum (8) liegt und dessen Kondensator (48) als Heiz- ι element der Heizung im Innenraum (6) des Trockners (1) liegt,

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Fördermittel (7) als Heizelemente ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Fördermittel (7) im Trockner (1) Schwingförderrinnen vorgesehen sind, welche auch gleichzeitig Kondensatoren (48) des Kältemittelkreislaufes sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingförderrinnen doppelwandig ausgebildet sind und daß zwischen den Wandungen (57) mindestens eine Leitung (58) für das Kältemittel (43) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (6) des Trockners (1) gegenüber Atmosphärendruck mit einer Eingangsschleuse (9) und

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einer Ausgangsschleuse (10) für den Tabak (4) abgedichtet und an eine Vakuumquelle (2) angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangs- und die Ausgangsschleuse (9, 10) jeweils aus einer Schleusenkammer (15, 16) bestehen und daß jede Schleusenkammer (15, 16) sowohl zum Trockner (1) als auch zur Atmosphäre hin mit einem Zellenrad (19. 23; 20, 24) abgeschlossen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenkammern (15, 16) an die Vakuumquelle (2) angeschlossen sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsschleuse (9) und die Ausgangsschleuse (10) über je ein Kammersystem, das die Zellenräder (19, 23; 20, 24) mindestens abschnittsweise umgibt, mit der Vakuumquelle (2) verbunden sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kammersystem aus die Schleusen (9, 10) mindestens im Bereich der Zellenräder (19, 23; 20, 24) mindestens abschnittsweise umgebenden Kammern (33, 34, 35, 36; 37, 38, 39, 40) besteht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die den Zellenrädern (19, 23; 20, 24) zugewandte Wand der Kammern (33, 34, 35, 36; 37, 38, 39, 40), luftdurchlässig ausgebildet ist.

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11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kältemittelkreislauf (3) nach Art einer Kältemaschine ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kältemittelkreislauf (3) einen Verdampfer (46) mit vorgeschaltetem Expansionsventil (45) einen Kompressor (47), als Fördermittel (7) ausgebildete Kondensatoren (48) und einen mit dem nachgeschalteten Expansionsventil verbundenen Sammelbehälter (44) aufweist.