DE102005034031A1 - Walzanlage und Verfahren zum Erzeugen eines Metallbandes - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Walzanlage (100) und ein Verfahren zu deren Betrieb. Bekannte Walzanlagen (100) umfassen typischerweise ein Reversiergerüst (110) zum Walzen eines Metallbandes (200) in mehreren Walzvorgängen so lange, bis das Metallband eine gewünschte Dicke erreicht hat. Dem Reversiergerüst (110) ist typischerweise mindestens eine Reversierhaspeleinrichtung (130) mit einem Haspeldorn (132) zugeordnet zum Zwischenspeichern des Metallbandes (200) nach einzelnen Walzvorgängen. Außerdem verfügen die bekannten Walzanlagen (100) über eine Sensoreinrichtung zum Ermitteln der Dicke des Metallbandes (200). Um kostengünstig eine hohe Flexibilität beim Einsatz von Vormaterialien mit unterschiedlich großen Banddicken zu realisieren, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Walzanlage eine Wickelhülsenwechseleinrichtung (140) aufweist zum Aufschieben einer Wickelhülse (134) auf den Haspeldorn (132) vor einer Zwischenspeicherung des Metallbandes (200) und zum Entfernen der Wickelhülse von dem Haspeldorn zwischen zwei Walzvorgängen, wenn die von der Sensoreinrichtung (120) ermittelte Dicke des Metallbandes noch größer als die gewünschte Dicke, aber bereits kleiner als ein vorbestimmter Dickenschwellenwert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Walzanlage und ein Verfahren zum Erzeugen eines Metallbandes, wobei die Walzanlage ein Reversiergerüst zum Walzen des Metallbandes und mindestens eine dem Reversiergerüst zugeordnete Reversierhaspeleinrichtung zum Zwischenspeichern des Metallbandes zwischen einzelnen Walzvorgängen aufweist.
  • Im Stand der Technik sind Haspeleinrichtungen zum Auf- und Abwickeln von Metallband zum Beispiel aus der EP 0 082 326 grundsätzlich bekannt. Die dort offenbarte Haspeleinrichtung weist einen angetriebenen Wickeldorn auf, der von einer spreizbaren Trommel zum Auf- und Abwickeln von bandförmigem Material umgeben ist.
  • Weiterhin ist aus der internationalen Patentanmeldung WO 03/022478 A1 eine Wickelhülse bekannt, welche auf einen spreizbaren Haspeldorn aufschiebbar ist. Während des Aufschiebens der Wickelhülse ist der Haspeldorn nicht gespreizt; er weist dann lediglich einen minimalen Durchmesser auf. Nach dem Aufschieben der Hülse wird der Haspeldorn gespreizt, so dass die aufgeschobene Hülse auf dem gespreizten Haspeldorn festsitzt beziehungsweise klemmt. Zur Demontage der Wickelhülse wird der Dorn wieder in seinem Durchmesser verringert, so dass die Hülse abgenommen werden kann. Durch das Aufschieben der Wickelhülse auf den spreizbaren Haspeldorn wird eine Vergrößerung von dessen Durchmesser bewirkt.
  • Die deutsche Offenlegungsschrift DE 1 752 241 offenbart schließlich eine Anwendung für derartige Haspeleinrichtungen in Verbindungen mit Walzanlagen. Es ist dort beschrieben, dass den Walzanlagen typischerweise eine Haspeleinrichtung vor- und/oder nachgeschaltet ist, um zu walzende Metallbänder während oder nach einzelnen Walzvorgängen aufzurollen und zwischenzuspeichern, um sie später wieder durch Abwicklung freizugeben.
  • Schließlich ist es im Stand der Technik bekannt, dass einer Walzanlage, insbesondere einem Reversiergerüst (110) in einer Walzanlage, Haspeleinrichtungen mit nicht nur einem, sondern mit zwei Haspeldornen mit jeweils unterschiedlichem Durchmesser vor- oder nachgeschaltet sind. Anfänglich dicke Metallbänder werden zunächst auf Haspeldorne mit großem Durchmesser aufgewickelt, um die Gefahr einer Rissbildung beim Verbiegen zu vermeiden. Wenn die Dicke der Metallbänder dann nach einigen Walzvorgängen reduziert wurde, werden sie bevorzugt auf Haspeldorne mit kleinerem Durchmesser aufgewickelt, um ein höheres Bundgewicht bei gleichen Abmessungen zu erzielen. Die Haspeleinrichtungen benötigen dann jeweils ein Haspelgetriebe und eine Schaltung, um nach Maßgabe der Dicke eines jeweils aktuell gewalzten Metallbandes den jeweils aufgrund seines Durchmessers geeigneten Haspeldorn mit einem Antriebsmotor zu kuppeln. Derartige Haspelgetriebe, die für den Antrieb von mindestens zwei räumlich getrennten Haspeldornen ausgebildet sind, sind größer, aufwändiger und somit teurer als ein Haspelgetriebe zur Ansteuerung von nur einem Haspeldorn. Weiterhin sind Überleiteinrichtungen erforderlich, um das gewalzte Metallband von und zu einer von dem Reversiergerüst weiter entfernt stehenden Haspeleinrichtung zu transportieren.
    •
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine bekannte Walzanlage mit einem Reversiergerüst und einer Reversierhaspeleinrichtung sowie ein bekanntes Verfahren zum Betrieb der Walzanlage dahingehend weiterzubilden, dass eine Handhabung, insbesondere ein Aufwickeln von Metallbändern, deren Dicke sich während des Walzvorganges stark ändert, auch ohne die Gefahr einer Rissbildung mit einer Reversierhaspeleinrichtung mit nur einem Haspeldorn möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Demnach weist eine Walzanlage eine Wickelhülsenwechseleinrichtung auf zum Aufschieben einer Wickelhülse auf den Haspeldorn vor einer Zwischensicherung des Metallbandes und zum Entfernen der Wickelhülse von dem Haspeldorn zwischen zwei späteren Walzvorgängen, wenn die von der Sensoreinrichtung ermittelte Dicke des Metallbandes noch größer als die gewünschte Dicke, aber bereits kleiner als ein vorbestimmter Dickenschwellenwert ist.
  • Die beanspruchte Wechseleinrichtung ermöglicht eine schnelle Montage und Demontage einer Wickelhülse auf einem einzigen Haspeldorn einer Reversierhaspeleinrichtung je nach Bedarf. Genauer gesagt ermöglicht die Wickelhülsenwechseleinrichtung ein Aufschieben der Wickelhülse vor einem ersten Walzvorgang, um dann, wenn das zu walzende Metallband noch relativ dick ist, einen vergrößerten Durchmesser zum Aufwickeln des Metallbandes bereitzustellen. Aufgrund des vergrößerten Durchmessers können auch Metallbänder größerer Dicke aufgewickelt werden, ohne dass es bei diesen, auch wenn sie aus harten oder spröden Materialien gefertigt sind, zu einer Rissgefährdung kommt. Gleichermaßen ermöglicht die Wickelhülsenwechseleinrichtung vorteilhafterweise eine Entfernung der Wickelhülse von dem Haspeldorn zwischen zwei Walzvorgängen, wenn die Dicke des zu walzenden Metallbandes zwar noch größer als eine gewünschte Dicke, aber bereits so dünn ist, dass ein Aufwickeln auf einen verkleinerten Durchmesser ohne Rissgefährdung möglich ist. Eine derartige Dicke wird durch einen vorbestimmten Dickenschwellenwert repräsentiert. Sobald die Dicke kleiner ist als der vorbestimmte Dickenschwellenwert, wird das Metallband vorzugsweise direkt auf den Haspeldorn, der einen geringeren Durchmesser hat als die Wickelhülse auf gewickelt, weil auf diese Weise – bei gleichem Außendurchmesser – ein höheres Bundgewicht im Vergleich zu einer Aufwicklung auf der Wickelhülse erzielt werden kann.
  • Die beanspruchte Verwendung der Wickelhülse beim Betrieb der Walzanlage mit Reversiergerüst ermöglicht vorteilhafterweise die Verwendung von lediglich einer Reversierhaspeleinrichtung mit einem einfachen Haspelgetriebe zur Ansteuerung von nur einem Haspeldorn. Die Investitionskosten sowie die Wartungs- und Instandhaltungskosten sind bei der Haspeleinrichtung mit nur einem Haspeldorn deutlich geringer, als wenn die Haspeleinrichtung einen zweiten Haspeldorn mit einer zweiten Antriebswelle und einem entsprechend komplexer aufgebauten Haspelgetriebe aufweisen würde.
  • Die beanspruchte Wickelhülsenwechseleinrichtung ermöglicht vorteilhafterweise eine größere Flexibilität beim Einsatz von Vormaterialien hin zu größeren Banddicken. Gerade bei der Modernisierung von Walzanlagen, die bisher mit Haspeleinrichtungen mit nur einem Haspeldorn betrieben wurden und die vorrangig nur für die Handhabung von dünnen Metallbändern ausgelegt waren, bietet die beanspruchte Wechselhülseneinrichtung vorteilhafterweise die Möglichkeit, nun auch ohne großen zusätzlichen Aufwand dickere Metallbänder materialschonend ohne Rissgefährdung zu wickeln.
  • Schließlich bietet die Wickelhülsenwechseleinrichtung jedoch nicht nur bei der Modernisierung von bestehenden Walzanlagen, sondern auch bei der Planung von neuen Walzanlagen Vorteile. So ist es vorteilhafterweise nicht mehr zwingend erforderlich, dass bereits bei der Auslegung der Walzanlage festgelegt werden muss, ob später einmal auch dickere Metallbänder als Vormaterial eingesetzt werden sollen oder nicht. Die beanspruchte Wickelhülsenwechseleinrichtung kann, sofern Platz vorhanden ist, später jederzeit nachgerüstet werden und ermöglicht dann auch die Verwendung von dickeren Metallbändern als Vormaterial.
  • Die Wickelhülse ist ein Wechselteil; dies ermöglicht eine Bereitstellung von Wickelhülsen mit unterschiedlichen Wickeldurchmessern, um je nach Dicke des verwendeten Vormaterials eine Wickelhülse mit entsprechend geeignetem Durchmesser auswählen zu können.
  • Vorteilhafterweise weist die Wickelhülse eine Klemmeinrichtung auf zum Festklemmen eines Endes des Metallbandes zu Beginn eines Aufwickelvorganges. Vorteilhafterweise kann die Klemmeinrichtung an unterschiedliche Dicken des einzuklemmenden Metallbandes angepasst werden.
  • Die Wickelhülseneinrichtung weist vorteilhafterweise eine Teleskopeinrichtung auf zum koaxialen Verschieben der Wickelhülse aus einer Zwischenposition auf den Haspeldorn oder von dem Haspeldorn in die Zwischenposition.
  • Vorteilhafterweise weist die Wickelhülsenwechseleinrichtung weiterhin eine Schwenkeinrichtung auf zum Schwenken der Wickelhülse von einer Anfangsposition in die Zwischenposition.
  • Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch ein Verfahren zum Erzeugen eines Metallbandes mithilfe einer Walzanlage gelöst. Die Vorteile dieses Verfahrens entsprechen den oben mit Bezug auf die beanspruchte Walzanlage genannten Vorteilen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Walzanlage und des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.
    •
  • Der Beschreibung sind insgesamt vier Figuren beigefügt, wobei
  • 1 eine Walzanlage;
  • 2 eine erfindungsgemäße Wickelhülse;
  • 3 eine Teleskopeinrichtung als Teil einer erfindungsgemäßen Wickelhülsenwechseleinrichtung; und
  • 4 eine Schwenkeinrichtung als weiterer Teil der erfindungsgemäßen Wickelhülsenwechseleinrichtung;
    zeigt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Form von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die genannten Figuren detailliert beschrieben.
  • 1 zeigt eine Walzanlage 100 gemäß der Erfindung. Die Walzanlage dient zum Erzeugen eines Metallbandes 200. Zu diesem Zweck weist die Walzanlage ein Reversiergerüst 110 auf zum Walzen des Metallbandes in mehreren Walzvorgängen solange, bis das Metallband eine gewünschte Dicke erreicht hat. Bei dem Reversiergerüst kehrt sich die Walzrichtung bei jedem Walzvorgang um. Zur Ermittlung der Dicke des Metallbandes 200, vorzugsweise nach jedem Walzvorgang, weist die Walzanlage 100 eine Sensoreinrichtung 120 auf. Darüber hinaus weist die Walzanlage eine dem Reversiergerüst 110 zugeordnete Reversierhaspeleinrichtung 130 auf mit einem Haspeldorn 132. Je nach Ausbildung der Walzanlage und insbesondere des Reversiergerüstes 110 kann die Walzanlage auch eine zweite Reversierhaspeleinrichtung 130' aufweisen, wobei die beiden Haspeleinrichtungen 130, 130' dann typischerweise wechselseitig das Metallband zwischen einzelnen Walzvorgängen zwischenspeichern.
  • Erfindungsgemäß weist die Walzanlage 100 darüber hinaus eine den Reversierhaspeleinrichtungen 130, 130' jeweils zugeordnete Wickelhülsenwechseleinrichtung 140, 140' auf. Diese Wickelhülsenwechseleinrichtungen dienen erfindungsgemäß zum Aufschieben einer Wickelhülse 134 (siehe 2) auf die Haspeldorne 132, 132' vor einer ersten Zwischenspeicherung des Metallbandes und zum Ent fernen der Wickelhülse von den Haspeldornen 130, 130' zwischen zwei Walzvorgängen, wenn die von der Sensoreinrichtung 120 ermittelte Dicke des Metallbandes noch größer als eine gewünschte Dicke, aber bereits kleiner ein vorbestimmter Dickenschwellenwert ist. Der Durchmesser der Wickelhülse liegt typischerweise in einem Bereich von 800-1200 mm.
  • 2 zeigt eine erfindungsgemäß ausgebildete Wickelhülse 134, wie sie bei Bedarf auf die Haspeldorne 132, 132' aufgeschoben und dort festgeklemmt wird. Sie dient zur Vergrößerung des minimalen Wickeldurchmessers und ermöglicht auf diese Weise auch das Aufwickeln von harten und spröden Materialien mit relativ großer Dicke, ohne dass es zu einer Rissgefährdung bei diesen Materialien beziehungsweise diesen Metallbändern kommt. Die Wickelhülse weist eine Klemmeinrichtung 134a beispielhaft in Form eines Klemmschlitzes auf zum Festklemmen eines Endes des Metallbandes zu Beginn eines Aufwickelvorganges. Die Klemmeinrichtung 134a kann für eine manuelle oder eine hydraulische Betätigung ausgebildet sein. Vorzugsweise ist sie zur Aufnahme von Metallbändern mit unterschiedlichen Dicken ausgebildet.
  • 3 veranschaulicht den Aufbau und die Funktionswiese der erfindungsgemäßen Wickelhülsenwechseleinrichtung 140 oder 140'. Die beiden Einrichtungen 140, 140' sind grundsätzlich gleich ausgebildet, weshalb nachfolgend – der Einfachheit halber – lediglich das Bezugszeichen 140 verwendet wird. Die Wickelhülsenwechseleinrichtung 140 weist als ersten Teil eine Teleskopeinrichtung 142 auf zum koaxialen Verschieben der Wickelhülse 134 aus einer Zwischenposition Z auf den Haspeldorn 132 oder von dem Haspeldorn zurück in die Zwischenposition Z. Die Teleskopeinrichtung 142 weist eine Schiene 142-I auf, an welcher die Wickelhülse 134 lösbar befestigt ist. Die Schiene 142-I ist in Bezug auf den Haspeldorn 132 verschiebbar gelagert und ermöglicht so ein koaxiales Aufschieben oder Entfernen der Wickelhülse auf beziehungsweise von dem Haspeldorn 132.
  • 3 zeigt die Schiene 142-I in zwei verschiedenen Verschiebe-Zuständen a) und b). Um die beiden Zustände der Schiene, die sich grundsätzlich nur translatorisch in einer Richtung bewegt, grafisch veranschaulichen zu können, ist die Schiene in den beiden Zuständen a) und b) räumlich versetzt dargestellt. Der Zustand a) zeigt die Schiene 142-I gegenüber dem Haspeldorn 132 in einem ausgezogenen Zustand a), wobei sie gegen einen Anschlag 144 anschlägt; die Wickelhülse 134 befindet sich dann in der Position Z koaxial außen vor dem Haspeldorn 132 positioniert. Demgegenüber symbolisiert der Zustand b) einen eingefahrenen Zustand der Schiene 142-I, welche die Position der Schiene bei auf den Haspeldorn 132 aufgeschobener Wickelhülse 134 symbolisiert. Der Haspeldorn 132 wird von einem Antriebsaggregat beziehungsweise einem Motor 136 zum Auf- beziehungsweise Abwickeln des Metallbandes 200 in Drehung versetzt.
  • Während 3 die Teleskopeinrichtung 142 und ihre Funktionsweise zum Verschieben der Wickelhülse aus der Zwischenposition Z heraus beschreibt, veranschaulicht 4 den Aufbau und die Funktionsweise einer Schwenkeinrichtung 146 als optionalen zweiten Teil der Wickelhülsenwechseleinrichtung 140. Die Schwenkeinrichtung 146 dient zum Schwenken der Wickelhülse 134 von einer Anfangsposition A in die Zwischenposition Z. Zu diesem Zweck weist die Schwenkeinrichtung 146 einen feststehenden Ständer 146-I auf, an dem ein Tragarm 146-II schwenkbar gelagert ist. An dem Tragarm 146-II ist die Wickelhülse 134 lösbar befestigt.
  • Erfindungsgemäß dient die Wickelhülsenwechseleinrichtung 140 zum Aufschieben der Wickelhülse 134 auf den Haspeldorn 132, bevor ein erstes Zwischenspeichern des Metallbandes nach einem Walzvorgang erforderlich ist. Die Wickelhülse ermöglicht dann aufgrund ihres großen Durchmessers ein Aufwickeln des noch dicken Metallbandes ohne Rissgefährdung. Die Wickelhülse 134 bleibt erfindungsgemäß solange auf dem Haspeldorn 132 aufgeschoben, bis die Dicke des Metallbandes 200 nach diversen Walzvorgängen einen vorbestimmten Dickenschwel lenwert unterschritten hat. Dann wird die Wickelhülse 134 entweder durch eine kleinere Wickelhülse mit einem kleineren Durchmesser ersetzt, oder das Metallband 200 wird direkt auf den Haspeldorn 132 aufgewickelt. Wird die kleinere Wickelhülse verwendet, so kann diese, sobald ein zweiter Dickenschwellenwert, der kleiner als der erste Dickenschwellenwert, aber noch größer als die gewünschte Dicke ist, wiederum durch eine noch kleinere Wickelhülse oder den Haspeldorn direkt ersetzt werden.

Claims (11)

  1. Walzanlage (100) zum Erzeugen eines Metallbandes, umfassend ein Reversiergerüst (110) zum Walzen des Metallbandes in mehreren Walzvorgängen, solange bis das Metallband eine gewünschte Dicke erreicht hat, wobei sich die Walzrichtung (R) bei jedem Walzvorgang umkehrt; mindestens eine dem Reversiergerüst (110) zugeordnete Reversierhaspeleinrichtung (130, 130') mit einem Haspeldorn (132, 132') zum Zwischenspeichern des Metallbandes nach den einzelnen Walzvorgängen; und eine Sensoreinrichtung (120) zum Ermitteln der Dicke des Metallbandes vorzugsweise nach jedem Walzvorgang; gekennzeichnet durch eine Wickelhülsenwechseleinrichtung zum Aufschieben einer Wickelhülse (134, 134') auf den Haspeldorn (132, 132') vor einer Zwischenspeicherung des Metallbandes und zum Entfernen der Wickelhülse (134, 134') von dem Haspeldorn (132, 132') zwischen zwei späteren Walzvorgängen, wenn die von der Sensoreinrichtung (120) ermittelte Dicke des Metallbandes noch größer als die gewünschte Dicke, aber bereits kleiner als ein vorbestimmter Dickenschwellenwert ist.
  2. Walzanlage (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Wickelhülse (134, 134') an insbesondere die anfängliche Dicke des zu walzenden Metallbandes angepasst bzw. anpassbar ist.
  3. Walzanlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelhülse (134, 134') eine Klemmeinrichtung (134a) vorzugsweise in Form eines Klemmschlitzes aufweist zum Festklemmen eines Endes des Metallbandes zu Beginn eines Aufwickelvorgangs.
  4. Walzanlage (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinrichtung (134a) manuell oder hydraulisch betätigbar ist.
  5. Walzanlage (100) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinrichtung (134a) ausgebildet ist zur Aufnahme des Metallbandes mit durch die Walzvorgänge bedingten unterschiedlichen Dicken.
  6. Walzanlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelhülsenwechseleinrichtung eine Teleskopeinrichtung (142) aufweist zum koaxialen Verschieben der Wickelhülse (134, 134') aus einer Zwischenposition (Z) auf den Haspeldorn (132, 132') oder von dem Haspeldorn (132, 132') in die Zwischenposition (Z).
  7. Walzanlage (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelhülsenwechseleinrichtung weiterhin eine Schwenkeinrichtung (146) aufweist zu Schwenken der Wickelhülse (134, 134') von einer Anfangsposition (A) in die Zwischenposition (Z).
  8. Walzanlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (D) der Wickelhülse (134, 134') in einem Bereich von 800-1200 mm liegt.
  9. Verfahren zum Erzeugen eines Metallbandes mithilfe einer Walzanlage (100) mit einem Reversiergerüst (110) und mit mindestens einer dem Reversiergerüst (110) zugeordneten Reversierhaspeleinrichtung (130, 130') mit einem Haspeldorn (132, 132'), umfassend die Schritte: Walzen des Metallbandes in dem Reversiergerüst (110) in mehreren Walzvorgängen, solange bis das Metallband eine gewünschte Dicke erreicht hat, wobei sich die Walzrichtung (R) bei jedem Walzvorgang umkehrt; und Zwischenspeichern des Metallbandes nach vorzugsweise jedem Walzvorgang durch Aufwickeln auf die Reversierhaspeleinrichtung (130, 130'); dadurch gekennzeichnet, dass solange die Dicke des Metallbandes einen vorgestimmten Dickenschwellenwert noch nicht unterschritten hat, das Metallband nach vorzugsweise jedem Walzvorgang auf eine auf den Haspeldorn (132, 132') aufgeschobene Wickelhülse (134, 134') aufgewickelt und dort zwischengespeichert wird; und sobald die Dicke des Metallbandes aufgrund der durchgeführten Walzvorgänge den Dickenschwellenwert erreicht oder unterschritten hat, die leere Wickelhülse (134, 134') von dem Haspeldorn (132, 132') entfernt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entfernen der Wickelhülse (134, 134') eine kleinere Wickelhülse mit einem kleineren Durchmesser auf den Haspeldorn (132, 132') aufgeschoben wird und die kleinere Wickelhülse (134, 134') solange als Zwischenspeicher für das Metallband dient, bis dessen Dicke aufgrund weiterer durchgeführter Walzvorgänge einen weiteren Dickenschwellenwert, der kleiner als der erste Dickenschwellenwert ist, unterschritten hat, oder bis dessen Dicke mit der gewünschten Dicke übereinstimmt.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entfernen der Wickelhülse (134, 134') oder der kleineren Wickelhülse das Metallband direkt auf den Haspeldorn (132, 132') aufgewickelt wird.
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