EP0849469B1 - Rohrweiche für eine Zweizylinder-Dickstoffpumpe - Google Patents

Rohrweiche für eine Zweizylinder-Dickstoffpumpe Download PDF

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EP0849469B1
EP0849469B1 EP97120146A EP97120146A EP0849469B1 EP 0849469 B1 EP0849469 B1 EP 0849469B1 EP 97120146 A EP97120146 A EP 97120146A EP 97120146 A EP97120146 A EP 97120146A EP 0849469 B1 EP0849469 B1 EP 0849469B1
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sealing
ring
wire
spring element
pipe
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Inventor
Hartmut Dr. Benckert
Hellmut Dipl.-Ing. Hurr
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Putzmeister Concrete Pumps GmbH
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Putzmeister AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B7/00—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving
    • F04B7/0084—Component parts or details specially adapted therefor
    • F04B7/0088—Sealing arrangements between the distribution members and the housing
    • F04B7/0096—Sealing arrangements between the distribution members and the housing for pipe-type distribution members

Definitions

  • the invention relates to a pipe switch for a two-cylinder thick matter pump with a swivel tube that can be swiveled in front of a cylinder-side spectacle plate, the plate on the glasses with one on the tube end of the swivel tube a fraction of its length to form a radial guide gap axially guided cutting ring is sealing, which cutting ring by a rubber-elastic ring-shaped sealing and spring element on the glasses plate is pressed, which is acted upon by the pressure of the medium on the inside Sealing and spring element on two mutually facing sealing and Support surfaces of the swivel tube and the cutting ring with bridging and sealing of the guide gap is present and, if necessary contains metallic spreader.
  • the sealing and spring element has above all that Function of sealing the guide gap against access of liquid concrete from the interior of the swivel tube. It also helps the Cutting ring, even when depressurized, with a certain amount of preload is pressed against the glasses plate. Since the sealing and spring element in Above all, the interior of the swivel tube is exposed to the flow in suction operation, the risk that it is from its sealing seat in front of the guide gap lifted off and carried away by the flowing medium becomes. To avoid this, it has already been suggested in the rubber elastic Sealing and spring element a metallic expansion device to insert (DE-C 26 14 895).
  • the known spreaders of this type are closed metal rings, vulcanized into the sealing and spring ring become. Special devices are required for this.
  • the closed metal ring is inelastic in the radial direction and therefore with the slightest overstress to plastic deformation tends to leak and a ring loss in the flow can lead. This applies all the more as in the course of the pumping process Area of the sealing and support surfaces can form mortar deposits that lead to an additional load on the sealing and spring element.
  • a sealing ring designed, for example, as an O-ring
  • it is in itself known (EP-A 0450392), in the central channel of a ring hose elastomeric material at least one helically coiled wire spring to arrange.
  • the wire spring is designed there as a coil spring, whose screw axis extends in the circumferential direction of the central channel.
  • Such a spring arrangement is relatively soft and not for use in Two-cylinder thick matter pumps determined and suitable. Also prepares embedding the spring element in the central duct manufacturing technology Problems.
  • the invention is based on the object, the known Pipe diverter of the type specified at the outset to improve that the sealing and spring element is simply manufactured and repaired on site can not be lost in all operating conditions can.
  • the sealing and spring element is an annularly closed round tube made of rubber-elastic material, in the central channel helically wound, with its turns in the circumferential direction of the central channel, a wire ring made of stiff elastic that is open at its ends Material is arranged.
  • the wire ring exists, for example made of spring steel or a glass fiber reinforced plastic wire. He points expediently 1.5 to 2 wire turns lying against each other.
  • a major advantage of the open, preferably made of spring steel Wire rings is that it changes diameter within certain limits of the sealing and spring element allowed and that the spreading forces can be adjusted by selecting the spring material.
  • a sealing and spring element is the on Round or open tube made of rubber-elastic at a jacket opening Material on the turns of the open at its ends, helical bent wire ring until it is completely in the Hose channel is embedded. Then the open ends of the Hose or the hose opening including the wire ring together connected and sealed, for example with a vulcanizing solution or a suitable glue or using Welded temperature and pressure.
  • Another preferred embodiment of the invention provides that at least one of the sealing and support surfaces of the swivel tube or the cutting ring in sections as diverging towards the other sealing and supporting surface Conical surface is formed, the conical surface at least in longitudinal section partially concavely curved and / or via a concave ring step in pass over a cylindrical guide surface delimiting the guide gap can.
  • a sliding layer of a water-repellent Material preferably made of polytetrafluoroethylene (PTFE) are coated.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the two-cylinder slurry pump shown in sections in the drawing is at the mouths of the feed cylinder 10 on the side the rear wall 12 of a material feed container 14 by one with two Apertures 16 for the passage of material provided glasses-shaped wear plate (Glasses plate 18) covered.
  • glasses-shaped wear plate Glasses plate 18
  • On the inside of the material hopper 14 is an S-shaped swivel tube 20 with its a cutting ring 22 end face in front of the eyeglass plate 18 by means of a Swivel shaft 24 can be pivoted back and forth about a horizontal axis arranged that its cylinder-side opening alternately in front of the two openings 16 of the glasses plate 18 and the other Opens opening 16 to the inside of the material feed container 14.
  • the pivot tube 20 and the cutting ring 22 are in the space between their mutually facing sealing and support surfaces 46, 48 by one bridged rubber-elastic ring-shaped sealing and spring element 50, that with its outwardly facing surface 54 the radial guide gap 52 opposite between the cylindrical centering surface 26 and the centering ring 28 seals the medium in the pipe and that in the area its inner surface 56 is subjected to the hydraulic pressure of the pumped medium becomes.
  • the sealing and spring element 50 consists of one on one Butt joint ring-shaped round tube 58 made of rubber, in the central channel 60 of a spring steel wire with a number of turns of 1.9 wound radial spring 64 open at its chamfered ends 62 as Spreading device is arranged.
  • the sealing and support surface 48 of the cutting ring 22 has one for Swivel tube 20 towards conical section 66, which has a concave Ring step 68 in the cylindrical guide surface delimiting the guide gap 52 70 passes.
  • the sealing and support surfaces 46, 48 are with a water-repellent, abrasion-resistant coating, preferably made of polytetrafluoroethylene (PTFE) coated, which prevents that during the conveyor operation can harden mortar.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the invention relates to a pipe switch for a two-cylinder slurry pump, especially for one Concrete pump.
  • the tube switch has one in front of a cylinder-side spectacle plate 18 pivotable pivot tube 20, which on the glasses plate 18 with one on the tube end of the swivel tube 20 with a fraction of it Length axially guided to form a radial guide gap 52
  • Cutting ring 22 rests sealingly, which cutting ring 22 by an annular Sealing and spring element 50 is pressed onto the eyeglass plate 18, wherein the sealing and Spring element 50 on two mutually facing sealing and support surfaces 46, 48 of the swivel tube 20 and the cutting ring 22 with bridging and Sealing of the guide gap 52 is present.
  • Sealing and spring element 50 an annularly closed round tube made of rubber-elastic material, in its central channel helically wound wire ring 64 open at its ends stiff elastic material is arranged.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrweiche für eine Zweizylinder-Dickstoffpumpe mit einem vor einer zylinderseitigen Brillenplatte verschwenkbaren Schwenkrohr, das an der Brillen platte mit einem auf dem Rohrende des Schwenkrohrs mit einem Bruchteil seiner Länge unter Bildung eines radialen Führungsspalts axial geführten Schneidring dichtend anliegt, welcher Schneidring durch ein kautschukelastisches ringförmiges Dicht- und Federelement auf die Brillenplatte gedrückt ist, wobei das vom Druck des Fördermediums innenseitig beaufschlagte Dicht- und Federelement an zwei einander zugewandten Dichtund Stützflächen des Schwenkrohrs und des Schneidrings unter Überbrückung und Abdichtung des Führungsspalts anliegt und eine gegebenenfalls metallische Spreizvorrichtung enthält.
Bei bekannten Zweizylinder-Dickstoffpumpen dieser Art (DE-C 26 14 895) greift das S- oder C-förmige Schwenkrohr der Rohrweiche in einen Materialaufgabebehälter ein und ist dort mit seiner den Schneidring tragenden Stirnseite vor der die Mündungen der Förderzylinder bildenden Brillenplatte mittels eines Schwenkmechanismus um eine horizontale Achse so hin- und herverschwenkbar angeordnet, daß seine zylinderseitige Öffnung abwechselnd vor die beiden Öffnungen der Brillenplatte gelangt und die jeweils andere Öffnung zum Inneren des Materialaufgabebehälters freigibt. Für den druckdichten Anschluß des Schwenkrohrs an der Brillenplatte ist der Schneidring auf dem freien Ende des Schwenkrohrs axial verschiebbar geführt. An seinem der Brillenplatte gegenüberliegenden Ende ist das Schwenkrohr an ein Förderrohr angeschlossen. Das Dicht- und Federelement hat vor allem die Funktion einer Abdichtung des Führungsspalts gegenüber Zutritt von Flüssigbeton aus dem Schwenkrohrinneren. Es trägt außerdem dazu bei, daß der Schneidring auch im drucklosen Zustand unter einer gewissen Vorspannung gegen die Brillenplatte gedrückt wird. Da das Dicht- und Federelement im Inneren des Schwenkrohrs dem Förderstrom ausgesetzt ist, besteht vor allem beim Saugbetrieb die Gefahr, daß es von seinem Dichtsitz vor dem Führungsspalt abgehoben und vom vorbeiströmenden Fördermedium mitgerissen wird. Um dies zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, in das kautschukelastische Dicht- und Federelement eine metallische Spreizvorrichtung einzulegen (DE-C 26 14 895). Die bekannten Spreizvorrichtungen dieser Art sind geschlossene Metallringe, die in den Dicht- und Federring einvulkanisiert werden. Hierzu sind Spezialvorrichtungen erforderlich. Hinzu kommt, daß der geschlossenen Metallring in radialer Richtung unelastisch ist und daher bei der geringsten Überbeanspruchung zu einer plastischen Verformung neigt, die zu Undichtigkeiten und zu einem Ringverlust im Förderstrom führen kann. Dies gilt umso mehr, als im Verlauf des Pumpvorgangs sich im Bereich der Dicht- und Stützflächen Mörtelablagerungen bilden können, die zu einer zusätzlichen Belastung des Dicht- und Federelements führen.
Bei einem beispielsweise als O-Ring ausgebildeten Dichtring ist es an sich bekannt (EP-A 0450392), in dem Zentralkanal eines Ringschlauchs aus elastomerem Material mindestens eine schraubenförmig gewundene Drahtfeder anzuordnen. Die Drahtfeder ist dort als Schraubenfeder ausgebildet, deren Schraubenachse sich in Umfangsrichtung des Zentralkanals erstreckt. Eine solche Federanordnung ist relativ weich und nicht für den Einsatz in Zweizylinder-Dickstoffpumpen bestimmt und geeignet. Außerdem bereitet das Einbetten des Federelements in den Zentralkanal herstellungstechnische Probleme.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Rohrweiche der eingangs angegeben Art dahingehend zu verbessern, daß das Dicht- und Federelement einfach auch vor Ort hergestellt und repariert werden kann und bei allen vorkommenden Betriebszuständen nicht verlorengehen kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das Dicht- und Federelement einen ringförmig geschlossenen Rundschlauch aus kautschukelastischem Material aufweist, in dessen Zentralkanal ein schraubenförmig gewundener, mit seinen Windungen in Umfangsrichtung des Zentralkanals verlaufender an seinen Enden offener Drahtring aus steifelastischem Material angeordnet ist. Der Drahtring besteht beispielsweise aus Federstahl oder einem glasfaserverstärkten Kunststoffdraht. Er weist zweckmäßig 1,5 bis 2 gegeneinander anliegende Drahtwindungen auf.
Ein wesentlicher Vorteil des offenen, vorzugsweise aus Federstahl bestehenden Drahtrings besteht darin, daß er in gewissen Grenzen Durchmesserveränderungen des Dicht- und Federelements erlaubt und daß die Spreizkräfte durch die Auswahl des Federmaterials einstellbar sind.
Zur Herstellung eines solchen Dicht- und Federelements wird der an seinen Enden oder an einer Mantelöffnung offene Rundschlauch aus kautschukelastischem Material auf die Windungen des an seinen Enden offenen, schraubenförmig gebogenen Drahtring aufgezogen, bis dieser vollständig in den Schlauchkanal eingebettet ist. Sodann werden die offenen Enden des Schlauches oder die Schlauchöffnung unter Einschluß des Drahtrings miteinander verbunden und verschlossen, beispielsweise mit einer Vulkanisierlösung oder einem geeigneten Kleber verklebt oder unter Anwendung von Temperatur und Druck verschweißt.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zumindest eine der Dicht- und Stützflächen des Schwenkrohrs oder des Schneidrings abschnittsweise als zur anderen Dicht- und Stützfläche hin divergierende Konusfläche ausgebildet ist, wobei die Konusfläche im Längsschnitt zumindest partiell konkav gekrümmt und/oder über eine konkave Ringstufe in eine den Führungsspalt begrenzende zylindrische Führungsfläche übergehen kann.
Zur Vermeidung von Ablagerungen im Bereich der Stütz- und Führungsflächen können diese mit einer Gleitschicht aus einem wasserabstoßendem Material, vorzugsweise aus Polytetraflourethylen (PTFE) überzogen werden.
Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es möglich, herkömmliche dickwandige Gummischläuche, wie sie in Flüssigkeits- oder Hydraulikleitungen zum Einsatz kommen, zu einem wirkungsvollen Dicht- und Federelement umzufunktionieren, indem in den entsprechend abgelängten Schlauch ein offener Drahtring eingebracht wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1
einen Längsschnitt durch eine Rohrweiche mit S-Rohr;
Fig. 2
einen Ausschnitt aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung
Fig. 3a und b
eine Seitenansicht und eine Schnittdarstellung des Dicht- und Federelements nach Fig. 2;
Fig. 4 a und b
eine Seitenansicht und eine Schnittdarstellung der aus einem schraubenförmig gewickelten Draht bestehenden Spreizvorrichtung des Dicht- und Federelements.
Die in der Zeichnung ausschnittweise dargestellte Zweizylinder-Dickstoffpumpe ist an den Mündungen der Förderzylinder 10 auf der Seite der Rückwand 12 eines Materialaufgabebehälters 14 durch eine mit zwei Öffnungen 16 für den Materialdurchtritt versehenen brillenförmige Verschleißplatte (Brillenplatte 18) abgedeckt. Auf der Innenseite des Materialaufgabebehälters 14 ist ein S-förmig gebogenes Schwenkrohr 20 mit seiner einen Schneidring 22 tragenden Stirnseite vor der Brillenplatte 18 mittels einer Schwenkwelle 24 um eine horizontale Achse so hin- und herverschwenkbar angeordnet, daß seine zylinderseitige Öffnung abwechselnd vor die beiden Öffnungen 16 der Brillenplatte 18 gelangt und die jeweils andere Öffnung 16 zum Inneren des Materialaufgabebehälters 14 freigibt. Für den druckdichten Anschluß des Schwenkrohrs 20 an die Brillenplatte 18 ist auf der zylindrischen Zentrierfläche 26 des Schwenkrohrs 20 der Schneidring 22 mit seinem axial überstehenden Zentrierring 28 axial verschiebbar gelagert. Der Verschiebeweg ist durch einen Axialanschlag 30 am Schwenkrohr 20 begrenzt. An seinem dem Schneidring 22 gegenüberliegenden Ende ist das Schwenkrohr 20 in einem über eine Druckrohrdichtung 30 durch die betreffende Wand 34' des Materialaufgabebehälters 14 hindurchgeführten Druckrohrlager 36 gelagert und mündet dort in ein Förderrohr 38. Die Betätigung des Schwenkrohrs 20 erfolgt über einen mit hydraulischen Mitteln 40 betätigbaren Schalthebel 42, der die am Wellenlager 44 an der Behälterrückwand 12 gelagerte Schwenkwelle 24 antreibt.
Das Schwenkrohr 20 und der Schneidring 22 sind im Zwischenraum zwischen ihren einander zugewandten Dicht- und Stützflächen 46, 48 von einem kautschukelastischen ringförmigen Dicht- und Federelement 50 überbrückt, das mit seiner nach außen weisenden Fläche 54 den radialen Führungsspalt 52 zwischen der zylindrischen Zentrierfläche 26 und dem Zentrierring 28 gegenüber dem Fördermedium im Rohrinneren abdichtet und das im Bereich seiner Innenfläche 56 mit dem hydraulischen Druck des Fördermediums beaufschlagt wird. Das Dicht- und Federelement 50 besteht aus einem an einer Stoßstelle ringförmig zusammengeklebten Rundschlauch 58 aus Gummi, in dessen Zentralkanal 60 eine aus Federstahldraht mit einer Windungszahl von 1,9 gewickelte, an ihren angefasten Enden 62 offene Radialfeder 64 als Spreizvorrichtung angeordnet ist.
Die Dicht- und Stützfläche 48 des Schneidrings 22 weist einen zum Schwenkrohr 20 hin konischen Abschnitt 66 auf, der über eine konkave Ringstufe 68 in die den Führungsspalt 52 begrenzende zylindrische Führungsfläche 70 übergeht. Die Dicht- und Stützflächen 46, 48 sind mit einem wasserabstoßenden, abriebfesten Überzug vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen (PTFE) beschichtet, der verhindert, daß sich während des Förderbetriebs aushärtender Mörtel ablagern kann.
Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrweiche für eine Zweizylinder-Dickstoffpumpe insbesondere für eine Betonpumpe. Die Rohrweiche weist ein vor einer zylinderseitigen Brillenplatte 18 verschwenkbares Schwenkrohr 20 auf, das an der Brillenplatte 18 mit einem auf dem Rohrende des Schwenkrohrs 20 mit einem Bruchteil seiner Länge unter Bildung eines radialen Führungsspalts 52 axial geführten Schneidring 22 dichtend anliegt, welcher Schneidring 22 durch ein ringförmiges Dicht- und Federelement 50 auf die Brillenplatte 18 gedrückt ist, wobei das vom Druck des Fördermediums innennseitig beaufschlagte Dicht- und Federelement 50 an zwei einander zugewandten Dicht- und Stützflächen 46, 48 des Schwenkrohrs 20 und des Schneidrings 22 unter Überbrückung und Abdichtung des Führungsspalts 52 anliegt. Erfindungsgemäß weist das Dicht- und Federelement 50 einen ringförmig geschlossenen Rundschlauch aus kautschukelastischem Material auf, in dessen zentralem Kanal ein schraubenförmig gewundener, an seinen Enden offener Drahtring 64 aus steifelastischem Material angeordnet ist.

Claims (11)

  1. Rohrweiche für eine Zweizylinder-Dickstoffpumpe mit einem vor einer zylinderseitigen Brillenplatte (18) verschwenkbaren Schwenkrohr (20), das an der Brillenplatte (18) mit einem auf dem Rohrende des Schwenkrohrs (20) mit einem Bruchteil seiner Länge unter Bildung eines Führungsspalts (52) axial geführten Schneidring (22) dichtend anliegt, welcher Schneidring (22) durch ein kautschukelastisches ringförmiges Dicht- und Federelement (50) auf die Brillenplatte (18) gedrückt ist, wobei das vom Druck des Fördermediums innenseitig beaufschlagte Dicht- und Federelement (50) an zwei einander zugewandten Dicht- und Stützflächen (46, 48) des Schwenkrohrs (20) und des Schneidrings (22) unter Überbrückung und Abdichtung des Führungsspalts (52) anliegt und eine ggf. metallische Spreizvorrichtung (64) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Dicht- und Federelement (50) einen ringförmig geschlossenen Rundschlauch (58) aus kautschukelastischem Material aufweist, in dessen Zentralkanal (60) ein schraubenförmig gewundener, mit seinen Windungen in Umfangsrichtung des Zentralkanals (60) verlaufender, an seinen Enden (62) offener Drahtring (64) aus steifelastischem Material angeordnet ist.
  2. Rohrweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtring (64) 1,5 bis 2 gegeneinander anliegende Drahtwindungen aufweist.
  3. Rohrweiche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtring (64) aus Federstahl besteht.
  4. Rohrweiche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtring (64) aus glasfaserverstärktem Kunststoffdraht besteht.
  5. Rohrweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Dicht- und Stützflächen (46, 48) mit einer Gleitschicht aus einem wasserabstoßenden Material, vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen überzogen ist.
  6. Dicht- und Federelement zum Abdichten einer Rohrweiche in Zweizylinder-Dickstoffpumpen mit einem Ring aus kautschukelastischem Material, wobei der Ring einen Rundschlauch (58) aufweist, in dessen Zentralkanal (60) eine schraubenförmig gewundene, an ihren Enden (62) offene Drahtfeder angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtfeder als Drahtring (64) aus steifelastischem Material ausgebildet ist, dessen Windungen in Umfangsrichtung des Zentralkanals (60) verlaufen.
  7. Dicht- und Federelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtring (64) 1,5 bis 2 gegeneinander anliegende Drahtwindungen aufweist.
  8. Dicht- und Federelement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtring (64) aus Federstahl besteht.
  9. Dicht- und Federelement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtring (64) aus glasfaserverstärktem Kunststoffdraht besteht.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Dicht- und Federelements zum Abdichten einer Rohrweiche in Zweizylinder-Dickstoffpumpen, dadurch gekennzeichnet, daß ein an seinen Enden oder an einer Mantelöffnung offener Rundschlauch aus kautschukelastischem Material mit seinem Zentralkanal (60) auf die Windungen eines an seinen Enden offenen, schraubenförmig gewundenen Drahtrings (64) aufgezogen wird und dass anschließend die offenen Enden des Rundschlauchs oder die Schlauchöffnung unter Einschluß des Drahtrings miteinander verbunden oder verschlossen werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchenden oder die Mantelöffnung verklebt oder verschweißt werden.
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EP0849469A2 EP0849469A2 (de) 1998-06-24
EP0849469A3 EP0849469A3 (de) 1999-02-10
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