DE102016203893A1 - separating - Google Patents
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Abstract
Um eine Abscheidevorrichtung bereitzustellen, welche einfach aufgebaut ist und eine effiziente und zuverlässige Reinigung des Rohgasstroms ermöglicht, wird vorgeschlagen, dass die Abscheidevorrichtung Folgendes umfasst:
Ein Gehäuse, welches einen Abscheideraum der Abscheidevorrichtung umgibt;
einen in dem Abscheideraum angeordneten Rotationsabscheider zum Abscheiden von Verunreinigungen, insbesondere Flüssigkeitstropfen, aus dem Rohgasstrom;
eine Sammelrinne zum Sammeln und Abführen von aus dem Rohgasstrom abgeschiedenen Verunreinigungen, insbesondere Flüssigkeitstropfen, aus dem Abscheideraum, wobei die Sammelrinne einen, zwei oder mehr als zwei Sammelrinnenabschnitte umfasst, welche in eine, zwei oder mehr als zwei Ventilvorrichtungen der Abscheidevorrichtung münden. In order to provide a separation device which is simple in construction and enables efficient and reliable purification of the raw gas flow, it is proposed that the separation device comprises:
A housing surrounding a separation space of the separation device;
a rotary separator arranged in the separation chamber for separating impurities, in particular liquid drops, from the raw gas stream;
a collecting trough for collecting and removing contaminants deposited from the raw gas stream, in particular liquid droplets, from the separation space, the collecting trough comprising one, two or more than two collecting trough sections which open into one, two or more than two valve devices of the separating device.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abscheidevorrichtung zum Abscheiden von Verunreinigungen aus einem Rohgasstrom. The present invention relates to a separation device for separating impurities from a raw gas stream.
Eine Abscheidevorrichtung kann beispielsweise eine Ölabscheidevorrichtung sein. Insbesondere umfasst die Abscheidevorrichtung einen Rotationsabscheider zum Abscheiden von Verunreinigungen, insbesondere Flüssigkeitstropfen, aus dem Rohgasstrom.A separator may, for example, be an oil separator. In particular, the separation device comprises a rotary separator for separating impurities, in particular liquid drops, from the raw gas stream.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abscheidevorrichtung bereitzustellen, welche einfach aufgebaut ist und eine effiziente und zuverlässige Reinigung des Rohgasstroms ermöglicht. The present invention has for its object to provide a separator, which is simple in construction and allows efficient and reliable cleaning of the raw gas stream.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Abscheidevorrichtung zum Abscheiden von Verunreinigungen aus einem Rohgasstrom gelöst, wobei die Abscheidevorrichtung Folgendes umfasst:
Ein Gehäuse, welches einen Abscheideraum der Abscheidevorrichtung umgibt;
einen in dem Abscheideraum angeordneten Rotationsabscheider zum Abscheiden von Verunreinigungen, insbesondere Flüssigkeitstropfen, aus dem Rohgasstrom;
eine Sammelrinne zum Sammeln und Abführen von aus dem Rohgasstrom abgeschiedenen Verunreinigungen, insbesondere Flüssigkeitstropfen, aus dem Abscheideraum, wobei die Sammelrinne einen, zwei oder mehr als zwei Sammelrinnenabschnitte umfasst, welche in eine, zwei oder mehr als zwei Ventilvorrichtungen der Abscheidevorrichtung münden. This object is achieved according to the invention by a separation device for separating impurities from a stream of raw gas, the separation device comprising:
A housing surrounding a separation space of the separation device;
a rotary separator arranged in the separation chamber for separating impurities, in particular liquid drops, from the raw gas stream;
a collecting trough for collecting and removing contaminants deposited from the raw gas stream, in particular liquid droplets, from the separation space, the collecting trough comprising one, two or more than two collecting trough sections which open into one, two or more than two valve devices of the separating device.
Dadurch, dass bei der erfindungsgemäßen Abscheidevorrichtung eine Sammelrinne vorgesehen ist, welche in mindestens eine Ventilvorrichtung mündet, kann mittels der Abscheidevorrichtung vorzugsweise auch bei ungünstigen Betriebsparametern eine zuverlässige Reinigung des Rohgasstroms ermöglicht werden. Insbesondere kann mittels der mindestens einen Ventilvorrichtung vermieden werden, dass verunreinigtes Gas ohne eine Reinigung desselben mittels des Rotationsabscheiders an eine Umgebung der Abscheidevorrichtung abgegeben wird. Characterized in that in the separation device according to the invention a collecting channel is provided, which opens into at least one valve device, a reliable cleaning of the raw gas stream can be made possible by means of the deposition preferably also at unfavorable operating parameters. In particular, it can be avoided by means of the at least one valve device that contaminated gas is discharged without a cleaning thereof by means of the rotary separator to an environment of the separating device.
Günstig kann es sein, wenn die Abscheidevorrichtung eine Welle zur Aufnahme des Rotationsabscheiders umfasst. It may be favorable if the separation device comprises a shaft for receiving the rotary separator.
Die Welle zur Aufnahme des Rotationsabscheiders ist vorzugsweise unterhalb des Rotationsabscheiders mittels eines einseitig oder zweiseitig geschlossenen und/oder abgedichteten Lagers an dem Gehäuse gelagert. The shaft for receiving the rotary separator is preferably mounted below the rotary separator by means of a one-sided or two-sided closed and / or sealed bearing on the housing.
Das Lager ist insbesondere ein Kugellager und/oder einseitig in Richtung des Abscheideraums und/oder einseitig in Richtung eines Antriebsraums geschlossen und/oder abgedichtet. The bearing is in particular a ball bearing and / or closed on one side in the direction of the separation chamber and / or on one side in the direction of a drive space and / or sealed.
Vorzugsweise ist die Welle durch eine Trennwand und/oder Bodenwandung des Gehäuses, welche einen Abscheideraum von einem Antriebsraum trennt, hindurchgeführt. Preferably, the shaft is passed through a partition wall and / or bottom wall of the housing which separates a separation space from a drive space.
Mittels des geschlossenen und/oder abgedichteten Lagers ist vorzugsweise eine Fluidverbindung zwischen dem Abscheideraum und dem Antriebsraum im Bereich des Lagers wirksam verhindert. By means of the closed and / or sealed bearing, a fluid connection between the separation space and the drive space in the region of the bearing is preferably effectively prevented.
Zur Abdichtung des Lagers kann beispielsweise eine Spaltdichtung und/oder ein Radialwellendichtring vorgesehen sein. To seal the bearing, for example, a gap seal and / or a radial shaft seal may be provided.
Die Spaltdichtung und/oder der Radialwellendichtring sind beispielsweise an der Welle und/oder an dem Gehäuse und/oder zwischen der Welle und dem Gehäuse angeordnet und/oder festgelegt. The gap seal and / or the radial shaft sealing ring are arranged and / or fixed, for example, on the shaft and / or on the housing and / or between the shaft and the housing.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die eine, die zwei oder die mehr als zwei Ventilvorrichtungen als Rückschlagventile ausgebildet sind, welche eine Fluidströmung in den Abscheideraum hinein verhindern. It may be advantageous if the one, the two or the more than two valve devices are designed as check valves which prevent fluid flow into the separation chamber.
Die eine, die zwei oder die mehr als zwei Ventilvorrichtungen umfassen vorzugsweise jeweils einen mit mindestens einer Durchtrittsöffnung versehenen Grundkörper und ein Ventilelement. The one, the two or the more than two valve devices preferably each comprise a base body provided with at least one passage opening and a valve element.
Das Ventilelement umfasst vorzugsweise einen Schirmabschnitt zur wahlweisen Abdeckung oder Freigabe der mindestens einen Durchtrittsöffnung. The valve element preferably comprises a screen section for selectively covering or releasing the at least one passage opening.
Vorzugsweise ist das Ventilelement mittels eines Verankerungsabschnitts beweglich, insbesondere längsverschieblich, an dem Grundkörper gehalten. Preferably, the valve element by means of an anchoring portion is movable, in particular longitudinally displaceable, held on the base body.
Die Ventilvorrichtung ist insbesondere ein sogenanntes Umbrella-Ventil.The valve device is in particular a so-called umbrella valve.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das Gehäuse zwei Gehäusehälften umfasst. It can be advantageous if the housing comprises two housing halves.
Jede Gehäusehälfte ist vorzugsweise einstückig ausgebildet, insbesondere in einem einzigen Herstellungsschritt hergestellt. Each housing half is preferably formed in one piece, in particular produced in a single manufacturing step.
Jede Gehäusehälfte ist beispielsweise ein Spritzgussbauteil, insbesondere ein Kunststoff-Spritzgussbauteil. Each housing half is, for example, an injection-molded component, in particular a plastic injection-molded component.
Vorzugsweise ist das Gehäuse, insbesondere beide Gehäusehälften, aus einem Kunststoffmaterial gebildet. Preferably, the housing, in particular both housing halves, is formed from a plastic material.
Eine, zwei oder mehr als zwei Ventilvorrichtungen sind im montierten Zustand der Abscheidevorrichtung vorzugsweise jeweils ungefähr hälftig in einer der beiden Gehäusehälften und ungefähr hälftig in einer weiteren der beiden Gehäusehälften angeordnet und/oder festgelegt. One, two or more than two valve devices are preferably arranged and / or fixed approximately half each in one of the two housing halves in the assembled state of the separation device and approximately half in another of the two housing halves.
Jede Gehäusehälfte weist vorzugsweise eine Aufnahme zur Aufnahme einer Hälfte einer Ventilvorrichtung auf. Each housing half preferably has a receptacle for receiving one half of a valve device.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass jede Gehäusehälfte mehrere solcher Aufnahmen zur Aufnahme von mehreren Hälften unterschiedlicher Ventilvorrichtungen umfasst. In particular, it may be provided that each housing half comprises a plurality of such receptacles for receiving a plurality of halves of different valve devices.
Jede Aufnahme in einer Gehäusehälfte ist vorzugsweise zumindest näherungsweise als eine Vertiefung in Form eines längsgeteilten Kreiszylinders ausgebildet. Each receptacle in a housing half is preferably formed at least approximately as a recess in the form of a longitudinally divided circular cylinder.
Insbesondere kann eine kreiszylinderförmige Ventilvorrichtung hierdurch einfach an den zwei Gehäusehälften angeordnet, insbesondere zwischen den zwei Gehäusehälften aufgenommen und fixiert, werden. In particular, a circular-cylindrical valve device can thus simply be arranged on the two housing halves, in particular accommodated and fixed between the two housing halves.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Sammelrinne ein oder mehrere Paare von Sammelrinnenabschnitten umfasst, wobei jedem Paar von Sammelrinnenabschnitten eine separate Ventilvorrichtung zugeordnet ist, in welche die beiden Sammelrinnenabschnitte eines jeden Paars münden. It can be advantageous if the collecting trough comprises one or more pairs of collecting trough sections, wherein each pair of collecting trough sections is assigned a separate valve device, into which the two collecting trough sections of each pair open.
Der eine, die zwei oder die mehr als zwei Sammelrinnenabschnitte weisen vorzugsweise eine Bodenwandung auf, welche mit einer Umfangsrichtung der Sammelrinne einen schrägen Winkel von beispielsweise mindestens ungefähr 5° und/oder höchstens ungefähr 40° einschließt. The one, the two or the more than two collecting channel sections preferably have a bottom wall which encloses with a circumferential direction of the collecting channel an oblique angle of for example at least approximately 5 ° and / or at most approximately 40 °.
Ein schräger Winkel ist dabei insbesondere ein Winkel, welcher weder 0° noch 90° noch 180° beträgt. An oblique angle is in particular an angle which is neither 0 ° nor 90 ° nor 180 °.
Die Sammelrinne ist vorzugsweise zumindest näherungsweise kreisringförmig, wobei eine Bodenwandung der Sammelrinne einen längs der Umfangsrichtung in axialer Richtung variierenden Höhenverlauf aufweist. The collecting trough is preferably at least approximately circular-ring-shaped, wherein a bottom wall of the collecting trough has a height profile varying along the circumferential direction in the axial direction.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der eine, die zwei oder die mehr als zwei Sammelrinnenabschnitte eine Bodenwandung aufweisen, welche mit einer Rotationsachse des Rotationsabscheiders einen schrägen Winkel von beispielsweise mindestens ungefähr 70° und/oder höchstens ungefähr 85° einschließt. In one embodiment of the invention, it may be provided that the one, the two or the more than two collecting gutter sections have a bottom wall which encloses with an axis of rotation of the rotary separator an oblique angle of for example at least about 70 ° and / or at most about 85 °.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass der eine, die zwei oder die mehr als zwei Sammelrinnenabschnitte eine Bodenwandung aufweisen, welche mit einer Innenseite einer den Abscheideraum radial außen begrenzenden Abscheidewand einen schrägen Winkel von beispielsweise mindestens ungefähr 95° und/oder höchstens ungefähr 115° einschließt. Alternatively or additionally, it can be provided that the one, the two or the more than two collecting gutter sections have a bottom wall, which with an inner side of the separation space radially outwardly delimiting separation wall an oblique angle, for example, at least about 95 ° and / or at most about 115th ° includes.
Es kann vorgesehen sein, dass die Sammelrinne ein oder mehrere Paare von Sammelrinnenabschnitten umfasst, wobei die Sammelrinnenabschnitte eines jeden Paars längs einer Umfangsrichtung der Sammelrinne einen Winkel von mindestens ungefähr 140° und/oder höchstens ungefähr 170° miteinander einschließen. It can be provided that the collecting channel comprises one or more pairs of collecting channel sections, wherein the collecting channel sections of each pair enclose an angle of at least approximately 140 ° and / or at most approximately 170 ° with each other along a circumferential direction of the collecting channel.
Es kann vorgesehen sein, dass sämtliche Sammelrinnenabschnitte der Sammelrinne eine einheitliche Länge längs einer Umfangsrichtung der Sammelrinne aufweisen. It can be provided that all collecting gutter sections of the collecting trough have a uniform length along a circumferential direction of the collecting trough.
Vorteilhaft kann es sein, wenn jeder Sammelrinnenabschnitt ein einer Ventilvorrichtung zugewandtes Ende und ein dieser Ventilvorrichtung abgewandtes Ende umfasst. It can be advantageous if each collecting channel section comprises an end facing a valve device and an end facing away from this valve device.
Das der Ventilvorrichtung abgewandte Ende ist vorzugsweise bezüglich einer parallel zu einer Rotationsachse des Rotationsabscheiders verlaufenden Richtung näher an dem Rotationsabscheider angeordnet als das der Ventilvorrichtung zugewandte Ende. The end facing away from the valve device is preferably arranged closer to the rotary separator with respect to a direction parallel to a rotational axis of the rotary separator than the end facing the valve device.
Insbesondere weist die Bodenwandung längs der Umfangsrichtung einen Höhenverlauf derart auf, dass die Bodenwandung der Sammelrinne im Bereich der Ventilvorrichtung weiter entfernt von dem Rotationsabscheider ist und an den der Ventilvorrichtung abgewandten Enden eines oder mehrerer Sammelrinnenabschnitte näher an dem Rotationsabscheider angeordnet ist. In particular, the bottom wall has a height profile along the circumferential direction in such a way that the bottom wall of the collecting trough is further away from the rotary separator in the area of the valve device and is arranged closer to the rotary separator at the ends of one or more collecting trough sections facing away from the valve device.
Die Bodenwandung ist dabei insbesondere gleichmäßig, kontinuierlich und/oder stetig ansteigend oder abfallend ausgebildet, insbesondere ansteigend von der Ventilvorrichtung hin zu einem Hochpunkt.The bottom wall is formed in particular uniformly, continuously and / or steadily rising or falling, in particular rising from the valve device towards a high point.
Ein Hochpunkt ist insbesondere zwischen zwei Sammelrinnenabschnitten angeordnet und/oder gebildet. A high point is in particular arranged and / or formed between two collecting channel sections.
Bezüglich einer Umfangsrichtung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Bodenwandung ausgehend von einer ersten Ventilvorrichtung über 90° der Umfangsrichtung hinweg ansteigend, dann über 90° der Umfangsrichtung hinweg abfallend ausgebildet ist, um dann in eine weitere Ventilvorrichtung zu münden. Ausgehend von dieser weiteren Ventilvorrichtung ist dann vorzugsweise über weitere 90° der Umfangsrichtung hinweg erneut eine ansteigende Bodenwandung vorgesehen, welche dann über die verbleibenden 90° der Umfangsrichtung hinweg wieder abfällt und in die erste Ventilvorrichtung mündet. With regard to a circumferential direction, it can be provided, for example, that the bottom wall rises starting from a first valve device over 90 ° of the circumferential direction, is then formed sloping over 90 ° of the circumferential direction, then to open into another valve device. Starting from this further valve device, an ascending bottom wall is then preferably again provided over a further 90 ° of the circumferential direction, which then drops off again over the remaining 90 ° of the circumferential direction and opens into the first valve device.
Längs einer Umfangsrichtung der Sammelrinne ist vorzugsweise ausgehend von einer Ventilvorrichtung ein bezüglich einer Schwerkraftrichtung ansteigender Sammelrinnenabschnitt vorgesehen. Auf diesen ansteigenden Sammelrinnenabschnitt folgt vorzugsweise ein bezüglich der Schwerkraftrichtung abfallender Sammelrinnenabschnitt. Auf diesen abfallenden Sammelrinnenabschnitt folgt vorzugsweise eine weitere Ventilvorrichtung. Along a circumferential direction of the collecting trough, starting from a valve device, a collecting trough section rising in relation to a direction of gravity is preferably provided. On this rising collecting trough portion preferably follows a with respect to the direction of gravity sloping collecting trough portion. On this sloping collecting channel section is preferably followed by another valve device.
Zwischen dem ansteigenden und dem abfallenden Sammelrinnenabschnitt ist vorzugsweise ein Hochpunkt vorgesehen. Between the rising and the sloping collecting trough portion, a high point is preferably provided.
Die Abscheidevorrichtung eignet sich insbesondere zur Verwendung in einem Fahrzeug. The separation device is particularly suitable for use in a vehicle.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch ein Fahrzeug, welches eine erfindungsgemäße Abscheidevorrichtung umfasst. The present invention therefore also relates to a vehicle comprising a separation device according to the invention.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Abscheidevorrichtung beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf. The vehicle according to the invention preferably has one or more of the features and / or advantages described in connection with the separating device according to the invention.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Abscheidevorrichtung zwei Ventilvorrichtungen umfasst, welche insbesondere bezüglich einer Umfangsrichtung der Sammelrinne einander gegenüberliegen, das heißt um 180° versetzt zueinander angeordnet sind. For example, it may be provided that a separation device comprises two valve devices which, in particular with respect to a circumferential direction of the collecting channel opposite each other, that are offset by 180 ° to each other.
Beide Ventilvorrichtungen sind vorzugsweise jeweils hälftig in einer von zwei Gehäusehälften des Gehäuses und jeweils hälftig in einer weiteren der beiden Gehäusehälften des Gehäuses angeordnet. Both valve devices are preferably each arranged in half in one of two housing halves of the housing and each half in a further of the two housing halves of the housing.
Günstig kann es sein, wenn die Abscheidevorrichtung derart an oder in dem Fahrzeug montiert ist, dass eine Trennebene zwischen den zwei Gehäusehälften des Gehäuses der Abscheidevorrichtung parallel oder senkrecht zu einer Fahrzeuglängsachse des Fahrzeugs ausgerichtet ist. Auf diese Weise kann insbesondere auch bei Bergauffahrten und/oder Bergabfahrten ein zuverlässiger Betrieb der Abscheidevorrichtung gewährleistet werden. It may be favorable if the separating device is mounted on or in the vehicle such that a parting plane between the two housing halves of the housing of the separating device is aligned parallel or perpendicular to a vehicle longitudinal axis of the vehicle. In this way, a reliable operation of the separation device can be ensured especially when driving uphill and / or downhill.
Bei ebener Ausrichtung des Fahrzeugs ist eine Rotationsachse des Rotationsabscheiders vorzugsweise im Wesentlichen vertikal ausgerichtet. In a planar orientation of the vehicle, a rotational axis of the rotary separator is preferably oriented substantially vertically.
Die Fahrzeuglängsachse ist dabei vorzugsweise parallel oder senkrecht zu einer die zwei Ventilvorrichtungen miteinander verbindenden Verbindungslinie.The vehicle longitudinal axis is preferably parallel or perpendicular to a connecting line connecting the two valve devices.
Vorzugsweise umfasst die Sammelrinne zwei, vier, sechs oder acht Sammelrinnenabschnitte, insbesondere mit einer, zwei, drei oder vier zugeordneten Ventilvorrichtungen. Preferably, the collecting channel comprises two, four, six or eight collecting channel sections, in particular with one, two, three or four associated valve devices.
Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels. Further preferred features and / or advantages of the invention are the subject of the following description and the drawings of an embodiment.
In den Zeichnungen zeigen: In the drawings show:
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Identical or functionally equivalent elements are provided with the same reference numerals in all figures.
Eine in den
Die Abscheidevorrichtung
Mittels der Abscheidevorrichtung
Die Abscheidevorrichtung
Das Gehäuse
Der Abscheideraum
Über eine Abführvorrichtung
Die Abscheidevorrichtung
Der Rotationsabscheider
Dieser Stapel
Der Rotationsabscheider
Die Welle
Die Welle
Die Trennwand
Eine der Lagerstellen
Insbesondere ist die Welle
Das Lager
An einem sich in den Antriebsraum
Mittels einer Düsenvorrichtung
Aufgrund des geschlossenen Lagers
Eine optimierte Abdichtung der Trennwand
Da über die Abführvorrichtung
Die Abscheidevorrichtung
Die Sammelrinne
Mittels jeder Ventilvorrichtung
Jede Ventilvorrichtung
Mittels der Ventilvorrichtung
Jede Ventilvorrichtung
Ferner umfasst jede Ventilvorrichtung
Das Ventilelement
Das Ventilelement
Der Schirmabschnitt
Im Normalbetrieb der Abscheidevorrichtung
In diesem Normalbetrieb kann insbesondere gereinigtes Gas aus dem Abscheideraum
Bei ungünstigen Betriebsparametern der Abscheidevorrichtung
Insbesondere wird bereits bei beginnender Rückströmung der Schirmabschnitt
Erst nach Normalisierung der Druckniveaus ergibt sich dann vorzugsweise aufgrund der Schwerkraft eine erneute Absenkung des Ventilelements
Die mindestens eine Ventilvorrichtung
Die mindestens eine Ventilvorrichtung
Die beiden Gehäusehälften
Beispielsweise weist jede Gehäusehälfte
Zur Montage der Abscheidevorrichtung
Die Abdichtung der Ventilvorrichtung
Wie insbesondere aus den
Ein solcher Sammelrinnenabschnitt
Wie dieser Darstellung zu entnehmen ist, ist eine Bodenwandung
Der Sammelrinnenabschnitt
Die Ventilvorrichtung
Ein der Ventilvorrichtung
Vorzugsweise grenzt dieses der Ventilvorrichtung
Längs der Umfangsrichtung
Die Bodenwandung
Hierdurch wird insbesondere erzielt, dass auch geringe Mengen von Verunreinigungen, insbesondere Flüssigkeit, sich sammeln und effizient abfließen können. This achieves in particular that even small amounts of impurities, in particular liquid, can collect and drain efficiently.
Bei der dargestellten Ausführungsform der Abscheidevorrichtung
Beispielsweise kann es sich hierbei um eine seitliche Neigung eines Fahrzeugs
Wie den
Die Abscheidevorrichtung
Die Fahrzeuglängsachse
Durch diese Ausgestaltung und/oder Anordnung der Abscheidevorrichtung
Dadurch, dass die Abscheidevorrichtung
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