EP3260173A1 - Brandschutzelement - Google Patents

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EP3260173A1
EP3260173A1 EP16176103.6A EP16176103A EP3260173A1 EP 3260173 A1 EP3260173 A1 EP 3260173A1 EP 16176103 A EP16176103 A EP 16176103A EP 3260173 A1 EP3260173 A1 EP 3260173A1
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EP
European Patent Office
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fire protection
intumescent material
protection element
core
fire
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16176103.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Herbert Münzenberger
Andreas OBER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C2/00—Fire prevention or containment
    • A62C2/06—Physical fire-barriers
    • A62C2/065—Physical fire-barriers having as the main closure device materials, whose characteristics undergo an irreversible change under high temperatures, e.g. intumescent

Definitions

  • the invention relates to a fire protection element for partitioning passing through walls or ceilings openings, with a core of intumescent material and a shell element.
  • Fire protection elements that can close cable ducts with non-refractory pipes or cables in ceilings or walls in case of fire to prevent the spread of fire and smoke in buildings, are known in various designs.
  • the fire protection elements typically include an intumescent material disposed about the leads and a reinforcing insert that stabilizes the intumescent material and prevents or delays the loss of the protective ash crust in the event of a fire.
  • such a fire protection element is shown made of an intumescent material having a lattice-shaped support member as a reinforcing insert to keep the ash crust resulting from fire as stable as possible on the fire protection element.
  • the reinforcing inserts contribute to the stability of the ash crust
  • the intumescent material without direction, ie spread in all directions.
  • the resulting pressures can deform the fire protection device and lead to impairment of the fire protection properties.
  • the intumescent material spreads in the direction of least resistance, thereby transporting the material into unfavorable areas.
  • the intumescent material can be pressed out of the fire protection element on the side facing away from the fire, even if this has a latticed reinforcing insert. This results in a reduction of the fire protection properties, since on the side facing the fire the pushed-out intumescent material is no longer available.
  • the object of the invention is to provide a fire protection element in which the expansion of the intumescent material proceeds in a directed manner.
  • a fire protection element for sealing off openings passing through walls or ceilings, in particular of line passages, with a core of intumescent material and a sheath element, wherein the sheath element is fixedly connected to the core and comprises an opaque fabric.
  • a "opaque tissue” is a tissue whose structure is such that expansion of the intumescent material through the tissue is substantially completely prevented.
  • the term "opaque” makes no statements about the optical properties of the fabric, so that even a transparent fabric within the meaning of the invention is considered opaque, as long as it retains the intumescent material.
  • the sheath element limits the spread of the intumescent material in case of fire and thus makes it possible to direct the expansion of the intumescent material in a desired direction.
  • the use of a fabric provides a good bond between the layer of intumescent material and the fabric, and the shell element retains its stabilizing properties even with isolated structural damage.
  • the sheath element is arranged on the surface of the core of intumescent material. As a result, the sheath element completely shields the intumescent material perpendicular to its surface and can prevent expansion of the intumescent material in this direction.
  • the fire protection element is substantially cuboid and in particular has a substantially cuboid core of intumescent material.
  • This design provides efficient use of space and allows in a simple way the modular design of a firewall of several fire protection elements according to the invention.
  • the fire protection element can be arranged in an opening so that the two open, i. have not covered by the shell element sides of the fire protection element in the direction of the supporting structure, which includes the opening.
  • the outer sides of the firewall are covered by the casing element, whereby the resulting in case of fire Intumeszenzasche can not spread to the outside and is kept in the fire.
  • the sheath element surrounds the core of intumescent material in a circumferential direction, whereby a simple production of the fire protection element is possible.
  • One side of the core of intumescent material may only partially, in particular between 35% and 75%, preferably between 50% and 67%, be covered by the sheath element.
  • the edges of the sheath element are connected on this side with the core of intumescent material, so that they do not protrude or overlap and must be additionally secured. Furthermore, this ensures an efficient use of materials.
  • the sheath element comprises a material from the following group: metal, glass fibers, basalt fibers, carbon fibers or ceramic fibers.
  • a hybrid construction of the casing element made of several materials is also possible. These materials have a higher temperature resistance compared to the intumescent material. This is advantageous because the shell element is thus not affected by the temperature activating the intumescent material and in this way can exert its stabilizing function even in the event of fire.
  • the sheath element is preferably in one piece. This offers the advantage that there are only a few transition areas between different sections of the shell element, in which the intumescent material can escape in case of fire. Furthermore, different sections of the stabilize Shell element in the expansion of the intumescent material each other, so that the structural integrity of the fire protection element is improved by this design.
  • the fire protection element has a reinforcing insert, which is formed in particular by a mat, a grid or a woven fabric and preferably consists of metal, expanded metal, glass fibers, basalt fibers, carbon fibers or ceramic fibers.
  • a hybrid construction of the reinforcing insert made of several materials is also possible. This design of the reinforcing insert ensures a good penetration of the intumescent material and a high temperature resistance.
  • the reinforcing insert serves to stabilize the intumescent crust produced in the event of fire and helps to prevent it from falling off in parts from the fire protection element.
  • FIG. 1 an inventive cuboid fire protection element 10 with a core of intumescent material 12 and a shell element 14 is shown.
  • the core of intumescent material 12 is parallelepiped-shaped and comprises an upper side 16 and a lower side 17 arranged opposite to the upper side 16, two end faces 18, 19 arranged opposite to one another and a front side 20 and a rear side 21 arranged opposite to the front side 20 ,
  • the casing element 14 is mounted in the circumferential direction U on the surface 22 of the cuboid core of intumescent material 12 and covers the bottom 17 and end faces 18, 19 completely.
  • the top 16 is only about two-thirds covered by the sheath element 14, wherein the edges 24, 25 of the sheath member 14 leave a portion 26 of the surface 22 of the core of intumescent material 12 free.
  • edges 24, 25 cover the top 16 approximately equally, so that the portion 26 is located approximately in the center of the top 16.
  • all edges 28 in the circumferential direction U on both sides of the respective edge 28 are covered with a portion of the sheath element 14 which covers at least 10% of the corresponding side. In this way, the particularly endangered by a fire edges are protected and a particularly high stability of the fire protection element is guaranteed.
  • the front 20 and the back 21 are not covered by the sheath member 14, whereby an expansion of the intumescent material is directed in case of fire mainly to these sides.
  • the sheath element 14 is integrally connected to the core of intumescent material 12.
  • the sheath member 14 is a one-piece, opaque fabric and may be made of metal, glass fibers, basalt fibers, carbon fibers and / or ceramic fibers.
  • the fire protection element 10 has a reinforcing insert 30 in the core of intumescent material 12, which is arranged near the bottom 17 and extends parallel to the bottom 17.
  • the reinforcing insert 30 may be a mat, a mesh or a woven fabric and may be made of metal, expanded metal, glass fibers, basalt fibers, carbon fibers or ceramic fibers.
  • FIG. 2 a section of a wall 40 is shown with an opening 42 in which a fire protection element 10 is installed as a firewall.
  • the fire protection element 10 is arranged so that the end faces 18, 19 are aligned substantially parallel to the wall 40 and the remaining sides in the direction of the wall 40 show. In this way, the intumescent material spreads in the event of fire in the direction of the front 20 and the back 21 to the wall 40 out and thus remains in the opening 42, where it is still the firewall available.
  • the fire protection element 10 can also be used in conjunction with other fire protection elements 10 to form a firewall for openings 42, whose cross-section is larger than the end face 18, 19 of the fire protection element 10.
  • a fire barrier of modular design in this way for example, designed as a wall be, in which the fire protection elements 10 form the bricks.
  • the end faces 18, 19 are also arranged substantially parallel to the wall 40.
  • the front sides 20 and rear sides 21 which are not covered by casing elements 14 are aligned with the wall 40 or with adjacent fire protection elements 10 and ensure in the event of fire that the pressure generated by the expanding intumescent material holds the fire protection elements 10 securely in the opening 42.

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Abstract

Ein Brandschutzelement (10) zum Abschotten von durch Wände oder Decken hindurchführende Öffnungen, insbesondere von Leitungsdurchgängen, mit einem Kern aus intumeszierendem Material (12) umfasst ein Hüllenelement (14) aus einem blickdichten Gewebe, das fest mit dem Kern (12) verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Brandschutzelement zum Abschotten von durch Wände oder Decken hindurchführenden Öffnungen, mit einem Kern aus intumeszierendem Material und einem Hüllenelement.
  • Brandschutzelemente, die Leitungsdurchgänge mit nicht feuerfesten Rohren oder Kabeln in Decken oder Wänden im Brandfall schließen können, um eine Ausbreitung von Feuer und Rauch in Gebäuden zu verhindern, sind in verschiedensten Ausgestaltungen bekannt. Die Brandschutzelemente enthalten üblicherweise ein intumeszierendes Material, das um die Leitungen herum angeordnet wird, und eine Verstärkungseinlage, die das intumeszierende Material stabilisiert und im Brandfall den Verlust der schützenden Aschekruste verhindert bzw. verzögert.
  • In der EP 2 455 135 A2 ist ein solches Brandschutzelement aus einem intumeszierenden Material gezeigt, das ein gitterförmiges Trägerbauteil als Verstärkungseinlage aufweist, um die im Brandfall entstehende Aschekruste möglichst stabil am Brandschutzelement zu halten.
  • Nachteilig bei den bekannten Brandschutzelementen ist, dass die Verstärkungseinlagen zwar zur Stabilität der Aschekruste beitragen, jedoch sich das intumeszierende Material ungerichtet, d.h. in alle Richtungen ausbreitet. Die hierbei entstehenden Drücke können die Brandschutzvorrichtung verformen und zur Beeinträchtigung der Brandschutzeigenschaften führen. Ferner breitet sich das intumeszierende Material in Richtung des geringsten Widerstands aus, wodurch das Material in unvorteilhafte Bereiche transportiert wird. Insbesondere kann das intumeszierende Material auf der dem Brand abgewandten Seite aus dem Brandschutzelement herausgedrückt werden, selbst wenn dieses eine gitterförmige Verstärkungseinlage aufweist. Dies hat eine Verminderung der Brandschutzeigenschaften zur Folge, da auf der dem Brand zugewandten Seite das herausgedrückte intumeszierende Material nicht mehr zur Verfügung steht.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Brandschutzelement zu schaffen, bei dem die Expansion des intumeszierenden Materials gerichtet abläuft.
  • Zur Lösung der Aufgabe ist ein Brandschutzelement zum Abschotten von durch Wände oder Decken hindurchführende Öffnungen, insbesondere von Leitungsdurchgängen, mit einem Kern aus intumeszierendem Material und einem Hüllenelement vorgesehen, wobei das Hüllenelement fest mit dem Kern verbunden ist und ein blickdichtes Gewebe umfasst. Im Sinne der Erfindung ist ein "blickdichtes Gewebe" ein Gewebe, dessen Struktur derart gestaltet ist, dass eine Expansion des intumeszierenden Materials durch das Gewebe hindurch im Wesentlichen vollständig verhindert ist. Der Begriff "blickdicht" macht keine Aussagen über die optischen Eigenschaften des Gewebes, sodass auch ein transparentes Gewebe im Sinne der Erfindung als blickdicht gilt, solange es das intumeszierende Material zurückhält. Auf diese Weise begrenzt das Hüllenelement die Ausbreitung des intumeszierenden Materials im Brandfall und ermöglicht so, die Expansion des intumeszierenden Materials in eine gewünschte Richtung zu lenken. Dadurch, dass sich das intumeszierende Material nicht mehr unkontrolliert in alle Richtungen ausbreitet, kann die Menge an intumeszierendem Material in dem Brandschutzelement reduziert werden und somit ein Kostenvorteil erzielt werden. Die Verwendung eines Gewebes bietet eine gute Verbindung der Schicht aus intumeszierendem Material mit dem Gewebe, und das Hüllenelement behält seine stabilisierenden Eigenschaften auch bei vereinzelten strukturellen Schäden bei.
  • Es ist von Vorteil, wenn das Hüllenelement auf der Oberfläche des Kerns aus intumeszierendem Material angeordnet ist. Hierdurch schirmt das Hüllenelement senkrecht zu seiner Oberfläche das intumeszierende Material vollständig ab und kann eine Expansion des intumeszierenden Materials in dieser Richtung verhindern.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Brandschutzelement im Wesentlichen quaderförmig und weist insbesondere einen im Wesentlichen quaderförmigen Kern aus intumeszierendem Material auf. Diese Gestaltung bietet eine effiziente Raumnutzung und ermöglicht in einfacher Weise den modularen Aufbau eines Brandschotts aus mehreren erfindungsgemäßen Brandschutzelementen.
  • Vorzugsweise sind zwei entgegengesetzte Seiten des Kerns aus intumeszierendem Material im Wesentlichen nicht von dem Hüllenelement bedeckt. Auf diese Weise kann das Brandschutzelement so in einer Öffnung angeordnet werden, dass die beiden offenen, d.h. nicht von dem Hüllenelement bedeckten Seiten des Brandschutzelements in Richtung der tragenden Struktur weisen, die die Öffnung umfasst. Somit sind die äußeren Seiten des Brandschotts von dem Hüllenelement bedeckt, wodurch sich die im Brandfall entstehende Intumeszenzasche nicht nach außen ausbreiten kann und im Brandschott gehalten wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umgibt das Hüllenelement den Kern aus intumeszierendem Material in einer Umfangsrichtung, wodurch eine einfache Herstellung des Brandschutzelements möglich ist.
  • Eine Seite des Kerns aus intumeszierendem Material kann nur teilweise, insbesondere zwischen 35% und 75%, vorzugsweise zwischen 50% und 67% durch das Hüllenelement bedeckt sein. Auf diese Weise sind die Ränder des Hüllenelements auf dieser Seite mit dem Kern aus intumeszierenden Material verbunden, sodass diese nicht abstehen oder sich überdecken und zusätzlich befestigt werden müssen. Ferner ist hierdurch eine effiziente Materialnutzung gewährleistet.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Hüllenelement ein Material aus der folgenden Gruppe: Metall, Glasfasern, Basaltfasern, Kohlenstofffasern oder Keramikfasern. Auch ein hybrider Aufbau des Hüllenelements aus mehreren Materialien ist möglich. Diese Materialien weisen im Vergleich zum intumeszierendem Material eine höhere Temperaturbeständigkeit auf. Diese ist vorteilhaft, da so das Hüllenelement von der das intumeszierende Material aktivierenden Temperatur nicht beeinträchtigt wird und auf diese Weise seine stabilisierende Funktion auch im Brandfall ausüben kann.
  • Das Hüllenelement ist vorzugsweise einstückig. Dies bietet den Vorteil, dass es nur wenige Übergangsbereiche zwischen verschiedenen Abschnitten des Hüllenelements gibt, in denen das intumeszierende Material im Brandfall austreten kann. Ferner stabilisieren sich verschiedene Abschnitte des Hüllenelements bei der Expansion des intumeszierenden Materials gegenseitig, sodass durch diese Gestaltung die strukturelle Integrität des Brandschutzelements verbessert ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Brandschutzelement eine Verstärkungseinlage auf, die insbesondere durch eine Matte, ein Gitter oder ein Gewebe gebildet ist und vorzugsweise aus Metall, Streckmetall, Glasfasern, Basaltfasern, Kohlenstofffasern oder Keramikfasern besteht. Ein hybrider Aufbau der Verstärkungseinlage aus mehreren Materialien ist ebenfalls möglich. Diese Gestaltung der Verstärkungseinlage gewährleistet eine gute Durchdringung des intumeszierenden Materials sowie eine hohe Temperaturbeständigkeit. Die Verstärkungseinlage dient zur Stabilisierung der im Brandfall entstehenden Intumeszenz-Kruste und hilft zu verhindern, dass diese in Teilen von dem Brandschutzelement abfällt.
  • Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
    • Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht ein erfindungsgemäßes Brandschutzelement, und
    • Figur 2 in einer schematischen Darstellung ein erfindungsgemäßes Brandschutzelement, das in einer Öffnung eingebaut ist.
  • In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes quaderförmiges Brandschutzelement 10 mit einem Kern aus intumeszierendem Material 12 und einem Hüllenelement 14 gezeigt.
  • Der Kern aus intumeszierendem Material 12 ist quaderförmig und umfasst eine Oberseite 16 und eine Unterseite 17, die entgegengesetzt zur Oberseite 16 angeordnet ist, zwei zueinander entgegengesetzt angeordnete Stirnseiten 18, 19 sowie eine Vorderseite 20 und eine Rückseite 21, die entgegengesetzt zur Vorderseite 20 angeordnete ist.
  • Das Hüllenelement 14 ist in Umfangsrichtung U auf der Oberfläche 22 des quaderförmigen Kerns aus intumeszierendem Material 12 befestigt und bedeckt die Unterseite 17 sowie Stirnseiten 18, 19 vollständig. Die Oberseite 16 ist nur etwa zu zwei Drittel von dem Hüllenelement 14 bedeckt, wobei die Ränder 24, 25 des Hüllenelements 14 einen Abschnitt 26 der Oberfläche 22 des Kerns aus intumeszierendem Material 12 frei lassen.
  • Die Ränder 24, 25 bedecken die Oberseite 16 etwa zu gleichen Teilen, sodass der Abschnitt 26 ungefähr in der Mitte der Oberseite 16 angeordnet ist. Hierdurch sind alle Kanten 28 in Umfangsrichtung U zu beiden Seiten der jeweiligen Kante 28 mit einem Abschnitt des Hüllenelements 14 bedeckt, der mindestens 10% der entsprechenden Seite bedeckt. Auf diese Weise sind die durch einen Brand besonders gefährdeten Kanten geschützt und eine besonders hohe Stabilität des Brandschutzelementes ist gewährleistet.
  • Die Vorderseite 20 und die Rückseite 21 sind durch das Hüllenelement 14 nicht bedeckt, wodurch eine Expansion des intumeszierenden Materials im Brandfall hauptsächlich zu diesen Seiten hin gerichtet ist.
  • Das Hüllenelement 14 ist stoffschlüssig mit dem Kern aus intumeszierenden Material 12 verbunden.
  • Das Hüllenelement 14 ist ein einstückiges, blickdichtes Gewebe und kann aus Metall, Glasfasern, Basaltfasern, Kohlenstofffasern und/oder Keramikfasern bestehen.
  • Das Brandschutzelement 10 weist eine Verstärkungseinlage 30 im Kern aus intumeszierendem Material 12 auf, die nahe der Unterseite 17 angeordnet ist und parallel zur Unterseite 17 verläuft.
  • Die Verstärkungseinlage 30 kann eine Matte, ein Gitter oder ein Gewebe sein und kann aus Metall, Streckmetall, Glasfasern, Basaltfasern, Kohlenstofffasern oder Keramikfasern bestehen.
  • In Figur 2 ist ein Ausschnitt einer Wand 40 mit einer Öffnung 42 gezeigt, in der ein Brandschutzelement 10 als Brandschott eingebaut ist.
  • Das Brandschutzelement 10 ist so angeordnet, dass die Stirnseiten 18, 19 im Wesentlichen parallel zu Wand 40 ausgerichtet sind und die übrigen Seiten in Richtung der Wand 40 zeigen. Auf diese Weise breitet sich das intumeszierende Material im Brandfall in Richtung der Vorderseite 20 und der Rückseite 21 zur Wand 40 hin aus und verbleibt somit in der Öffnung 42, in der es weiterhin dem Brandschott zur Verfügung steht.
  • Das Brandschutzelement 10 kann auch im Verbund mit weiteren Brandschutzelementen 10 verwendet werden, um ein Brandschott für Öffnungen 42 zu bilden, deren Querschnitt größer ist als die Stirnseite 18, 19 des Brandschutzelements 10. Ein auf diese Weise modular aufgebautes Brandschott kann beispielsweise wie eine Mauer gestaltet sein, bei der die Brandschutzelemente 10 die Mauersteine bilden.
  • Hierbei werden die Stirnseiten 18, 19 ebenfalls im Wesentlichen parallel zur Wand 40 angeordnet. Auf diese Weise sind die nicht durch Hüllenelemente 14 bedeckten Vorderseiten 20 und Rückseiten 21 zur Wand 40 beziehungsweise zu benachbarten Brandschutzelementen 10 hin ausgerichtet und sorgen im Brandfall dafür, dass der durch das expandierende intumeszierende Material erzeugte Druck die Brandschutzelemente 10 sicher in der Öffnung 42 hält.

Claims (9)

  1. Brandschutzelement (10) zum Abschotten von durch Wände (40) oder Decken hindurchführende Öffnungen (42), insbesondere von Leitungsdurchgängen, mit einem Kern aus intumeszierendem Material (12) und einem Hüllenelement (14), dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllenelement (14) fest mit dem Kern (12) verbunden ist und ein blickdichtes Gewebe umfasst.
  2. Brandschutzelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllenelement (14) auf der Oberfläche (22) des Kerns aus intumeszierendem Material (12) angeordnet ist.
  3. Brandschutzelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brandschutzelement (10) im Wesentlichen quaderförmig ist und insbesondere einen im Wesentlichen quaderförmigen Kern aus intumeszierendem Material (12) aufweist.
  4. Brandschutzelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei entgegengesetzte Seiten (20, 21) des Kerns aus intumeszierendem Material (12) im Wesentlichen nicht von dem Hüllenelement (14) bedeckt sind.
  5. Brandschutzelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllenelement (14) den Kern aus intumeszierendem Material (12) in einer Umfangsrichtung (U) umgibt.
  6. Brandschutzelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seite (16) des Kerns aus intumeszierendem Material (12) nur teilweise, insbesondere zwischen 35% und 75%, vorzugsweise zwischen 50% und 67% durch das Hüllenelement (14) bedeckt ist.
  7. Brandschutzelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllenelement (14) ein Material aus der folgenden Gruppe umfasst: Metall, Glasfasern, Basaltfasern, Kohlenstofffasern oder Keramikfasern.
  8. Brandschutzelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllenelement (14) einstückig ist.
  9. Brandschutzelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brandschutzelement (10) eine Verstärkungseinlage (30) aufweist, die insbesondere durch eine Matte, ein Gitter oder ein Gewebe gebildet ist und vorzugsweise aus Metall, Streckmetall, Glasfasern, Basaltfasern, Kohlenstofffasern oder Keramikfasern besteht.
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