DE2542185C3 - - Google Patents
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- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufhängung bzw. Abstützung eines Chassis eines Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerätes, insbesondere
eines Plattenspielers, mit Federelemente enthaltenden Abstütz- und Aufhängungselemenvsi, an welchen das
Chassis, das die zur Aufnahme und/oder Wiedergabe notwendigen Einrichtungen trägt gegenüber einem
Gehäuse oder Gehäuserahmen aufgehängt bzw. abgestützt ist und mit den Abstütz- bzw. Aufhängungselementen ein schwingungsfähiges System bildet.
Für die Aufhängung des Chassis bei einem Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät, insbesondere einem
Plattenspieler, sind verschiedene Ausführungsformen mit Federelementen bekannt Es können hierzu Zug-
und Druckfedern mit und ohne zusätzliche Dämpfung zur Anwendung kommen. Außerdem sind federnd
aufgehängte Pendelelemente bekannt geworden. Auch mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllte elastische
Kugeln kommen bei bekannten Geräten als Federelemente zum Einsatz. Diese bekannten Abstütz- und
Aufhängeeinrichtungen genügen insofern nicht den gestellten Anforderungen, als sie bei Einleitung einer
Auslenkung in einer bestimmten Richtung, welche beispielsweise bei einem Stoß erfolgt, nicht mit einer
Kraft in der genau entgegengesetzten Richtung reagieren. Dies bedeutet, daß bei der praktischen
Anwendung solcher Aufhängungen bzw. Abstützungen selbst bei Einleitung einer einfachen translatorischen
Auslenkung, wie sie sich in der Praxis häufig ergibt, das Gerät mit komplizierten überlagerten, aus Translations-
und Rotationsschwingungen bestehenden Reaktionsbewegungen antwortet. Bei einem Plattenspieler, der
durch die Kreiselkräfte des Tellers noch zusätzlich beeinflußt ist, wird dadurch die Abtastsicherheit stark
beeinträchtigt oder geht ganz verloren, da der Tonarm,
durch seine Lagerung bedingt, Rotationsbewegungen nicht mitmacht und durch die entstehende Relativbewegung zu starken Eigenschwingungen angeregt wird.
Aus der deutschen Auslegeschrift 15 72 419 ist eine
Vorrichtung zur Aufhängung bzw. Abstützung des Chassis oder dgl. bei elektroakustischen Geräten
bekannt, mit der mechanische Störschwingungen, vor allem wenn sie innerhalb des Hörbereichs liegen, von
den akustischen Reproduktionsorganen ferngehalten werden sollen. Außerdem will man sowohl bei hohen
Amplituden und niedrigen Frequenzen als auch bei geringen Amplituden mit hohen Frequenzen gute
Dämpfungseigenschaften erzielen. Hierzu zeigt die bekannte Vorrichtung eine getrennte Anordnung von
Feder und Dämpfungsmittel, wobei das Dämpfungsmittel in Form eines in einer Flüssigkeit bewegbaren
Kolbens parallel zur Feder angeordnet ist Bei einer Auslenkung, beispielsweise in horizontaler Richtung,
läßt es sich bei der bekannten Vorrichtung jedoch nicht vermeiden, daß dann in der Feder eine in vertikaler
Richtung wirksame potentielle Energie gespeichert wird, d.h. sowohl horizontale als auch vertikale
Schwingungskomponenten sind miteinander gekoppelt, die sich untereinander beeinflussen. Hieraus resultieren
Reaktionsbewegungen bzw. -schwingungen, welche auch Rotationskomponenten enthalten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art für eine schwingungsisolierende Aufhängung zu schaffen, die die genannten
Nachteile vermeidet und ohne großen Aufwand es ermöglicht, daß bei einer beispielsweise durch einen
Stoß eingeleiteten Auslenkung als Reaktionsbewegungen im wesentlichen das Chassis nur translatorische
Schwingungen ausführt
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß die drei orthogonalen Schwingungsrichtungen des schwingungsfähigen Systems untereinander
entkoppelt sind.
LJm dies zu ermöglichen, kann das Chassis über eine
starre Stütze in einem Gelenk in der Weise abgestützt sein, daß eine gedachte Verbindungslinie zwischen
einem Abstützpunkt und dem Gelenk der Stütze immer in Richtung einer der Hauptschwingungsrichtungen
liegt.
Zusätzlich kann die Stütze in Richtung der gedachten Verbindungslinie zwischen Abstützpunkt der Stütze und
dem Gelenk elastisch oder federnd gelagert sein.
Um zu gewährleisten, daß die Verbindungslinie zwischen dem Abstützpunkt der Stütze und dem Gelenk
immer mit liner der möglichen Hauptschwingungsrichtungen zusammenfällt und außerdem insbesondere der
Abstand zwischen Abstützpunkt und Gelenk auch bei den vorkommenden Bewegungen konstant bleibt,
können das Chassis oder die Stütze so ausgebildet sein, daß die während der Bewegungen möglichen Abstützpunkte auf einer Kugelfläche liegen.
Diese Kugelfläche weist insbesondere einen Radius auf, der dem Abstand zwischen Gelenk und dem
Abstützpunkt der Stütze am Gegenlager in Ruhestellung entspricht.
Falls die Kugelfläche am Chassis vorgesehen ist, ist die Stütze mit einem Gegenlager versehen, das eine
ebene Fläche aufweist. Falls die Kugelfläche an der Stütze vorgesehen ist, ist ein Gegenlager vorgesehen,
das eine ebene Fläche ai fweist. Während der Bewegungen rollt dann die Kugelfläche auf der ebenen Fläche
des Gegenlagers ab. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß das Chassis beispielsweise nur in horizontaler
Richtung Bewegungen ausführt Falls das Chassis auch in senkrechter Richtung dazu Bewegungen ausführen
soll, kann, wie bereits erwähnt, die Stütze zur Unterlage
bzw. Gehäuse federnd oder elastisch abgestützt sein, wobei dann die Bewegungen in horizontaler Richtung
und die Bewegungen in vertikaler Richtung voneinander exakt entkoppelt sind.
lu Um weitgehend Momente, welche am schwingungsfähigen System angreifen können, zu vermeiden, ist es
von Vorteil, den gemeinsamen Schwerpunkt des Chassis, sowie der mit diesem verbundenen Teile in eine
Ebene zu legen, die den Angriffspunkt der Stütze am
Chassis enthält und senkrecht zu der gedachten
Verbindungslinie zwischen Abstützpunkt und Gelenk, insbesondere bei Ruhestellung des Systems, liegt Im
Falle mehrerer Aufhängungselemente ist es vorteilhaft, den Schwerpunkt des schwingungsfähigen Systems in
den Kraftmittelpunkt aller über die Stützen ins Chassis eingeleiteten Kräfte zu legen.
Außerdem ist es von Vorteil, kückstellfedern
vorzusehen, welche an der Stütze angreifen. Hierdurch
lassen sich die Ruhestellung des Chassis uT.d die
Resonanzfrequenz in horizontaler Richtung genau
definieren. Hierzu können die Kräfte der Rückstellfedern senkrecht zu der Verbindungslinie des Abstützpunktes und des Gelenkes liegen.
Außerdem können zusätzliche Dämpfungsmittel
vorgesehen sein, welche insbesondere im Bereich des
Abstutzpunktes der Stütze zur Wirkung kommen. Hierzu können die Gegenlager aus dämpfendem
Material bestehen oder durch ein dämpfendes Material jeweils gelagert sein.
α Um eine noch wirkungsvollere Unterdrückung von
Rotationsschwingungen zu erzielen, ist es von Vorteil, die Resonanzfrequenz des schwingungsfähigen Systems
in der einen Hauptschwingungsrichtung höher als. in der anderen Schwingungrichtung zu wählen.
Die Vorteile, welche bei der Erfindung erzielt werden, sinri insbesondere darin zu sehen, daß man eine
schwingungsisolierende Aufhängung bzw. Abstützung erhält, bei der bei Einleitung einer Auslenkung des
abgestützen Bauteiles vermieden wird, daß miteinander
ι ~> gekoppelte Schwingungen und Bewegungen stattfinden.
Insbesondere werden gekoppelte Translations- und Rotationsschwingungen als Reaktionsbewegungen unterbunden. Man erhält vielmehr bei der Erfindung eine
Entkopplung von vertikalen und horizontalen Schwin-
i(i gungen.
Demzufolge läßt sich die Erfindung vorteilhaft bei solchen Geräten verwenden, bei denen Abtastelement*;,
insbesondere mechanische Abtastelemente vorhanden sind, die bei Erschütterungen in ihrer Funktion
μ beeinträchtigt werden. Demzufolge ist insbesondere die
Verwendung der Erfindung bei Plattenspielern vorteilhaft, zumal die Tonarme bei Plattenspielern translatorische Störungen auch beträchtlicher Größe aushalten,
ohne daß die Abtntsicherheit wesentlich beeinträchtigt wird.
In den Figuren sind bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt. Anhand dieser Figuren soll die Erfindung noch näher erläutert werden. Es zeigt
F i g. 1 in schematischer Ansicht ein Abstütz- bzw. Aufhängungselemei,; gemäß eines ersten Ausführungsbeispieles;
F i g. 2 in schematischer Darstellung ein Abstütz- bzw. Aufhängungselement eines zweiten Ausführungsbei-
spiels;
F i g. 3 in schematischer Darstellung ein Abstütz- bzw
Aufhängungselement eines dritten Ausführungsbeispiels und
F i g. 4 in schematischer Darstellung ein Abstütz- bzw. Aufhängungselement eines vierten Ausführungsbeispiels.
Die in den Figuren dargestellten Abstütz- bzw. Aufhängungsvorrichtungen weisen eine Stütze 2 und ein
Gelenk 3 auf. Es wird angenommen, daß die dargestellten Abstütz- bzw. Aufhängungsvorrichtungen
in vertikaler Anordnung vorliegen. Der obere Teil der Stütze 2 ist in allen Ausführungsbeispielen in einem
Gegenlager 7 (F i g. I und 2) bzw. 9 (F i g. 3) im Chassis 6 gelagert.
Bei den Ausführungsformen der Fig. I und 2 ist das obere Ende der Stütze 2 mit einem Kugelsektor I
versehen. Die Kugelfläche des Kugelsektors 1 ist dabei i cine cucnc iiaCiic uC5 Gc_
gerichtet.
Bei der Ausführungsform in F i g. 3 ist das Gegenlager 9 im Chassis 6 mit einer Kugelfläche ausgestattet,
während das obere Ende der Stütze 2 mit einer Stützfläche 11, welche auf der Kugelfläche 10 abrollen
kann, ausgestattet ist.
Außerdem sind die Ausführungsformen in den F i g. 1 und 2 mit Führungen 4 und Druckfedern 5 für das
Gelenk 3 versehen.
Bei der Ausführungsform in F i g. 3 ist das Gelenk als Lagerkugel 12 ausgebildet, die in einem aus einem
elastischen Material bestehenden Lagerelement 13 gelagert ist.
Ferner ist die Ausführungsform in F i g. 2 mit Rückstellfedern 8 versehen, die an der Stütze 2
angreifen. Die Kräfte dieser Rückstellfedern 8 sind in horizontaler Richtung gerichtet.
Im folgenden wird die Wirkungsweise der in den Figuren dargestellten Abstütz- bzw. Aufhängevorrichtungen
im einzelnen beschrieben.
Bewegt sich bei der Ausführungsform in F i g. 1 das Chassis 6 mit dem Gegenlager 7 in horizontaler
Richtung relativ zur Unterlage bzw. zum Gehäuse oder Gehäuserahmen 14, so rollt die Kugelfläche des
Kugelsektors 1 auf der ebenen Fläche des Gegenlagers 7 ab. Die Stütze 2, an welcher der Kugelsektor 1
angeordnet ist, bewegt sich 'dabei um das Gelenk 3. Entspricht der Radius des Kugelsektors 1 dem Abstand
der Kugelfläche des Sektors vom Gelenk 3, so bleibt der Abstand zwischen Chassis 6 und Gelenk 3 im
Abrollbereich konstant, d. h. die jeweilige Verbindungslinie zwischen dem Abstützpunkt der Stütze 2 auf der
Kugelfläche des Kugelsektors 1 mit dem Chassis 6 bzw. mit der ebenen Fläche des Gegenlagers 7 liegt immer in
vertikaler Richtung, d h. in einer der Hauptbewegungsrichtungen des schwingungsfähigen Systems, das aus
Chassis 6, Stütze 2, Gelenk 3 und Druckfeder 5 besteht
Das bedeutet, daß bei horizontaler Bewegung des Chassis 6 keine zusätzliche Beanspruchung auf die
Druckfeder 5 wirkt, außer der durch das Gewicht des Chassis 6 bedingten statischen Belastung. Vertikale
Wechselbelastungen bzw. Bewegungen des Chassis 6 führen andererseits nur zur Beanspruchung der
Druckfeder 5 und führen zu keinen horizontalen Reaktionsbewegungen des Chassis 6. Das Gelenk 3
führt hierbei nur vertikale Bewegungen in der Führung 4 aus.
Falls sowohl horizontale als auch vertikale Reaktionsbewegungen des Chassis 6 stattfinden, sind diese
voneinander völlig entkoppelt, da die horizontalen Schwingungen über die Kugelfläche des Kugelsektors I
keinen Einfluß auf die vertikalen Schwingbewegungen der Stütze 2 bzw. des Gelenkes 3 nehmen können.
Bei der in Fig.2 gezeigten Ausführungsform gilt im
wesentlichen das gleiche wie bei der Ausführungsform in Fig. 1. Durch die zusätzlichen an der Stütze 2
angreifenden Rückstellfedern 8 kann die Ruhelage des Chassis 6 und die Horizontalresonanz bestimmt werden.
Der für das Chassis 6 wirksame Angriffspunkt der Rückstellfedern 8 liegt am Abstutzpunkt der Stütze 2
auf der Kugelfläche des Kugelsektors 1 und wird durch den Berührungspunkt dieser Kugelfläche mit der
ebenen Fläche des Gegenlagers 7 definiert.
Um durch Massenkräfte keine zusätzlichen Momente hervorzurufen, ist es vorteilhaft, den Schwerpunkt des
schwingungsfähigen Systems in die Höhe des Berührungspunktes zwischen der Kugelfläche des Kugelsek-
legen. Falls mehrere Abstütz- bzw. Aufhängevorrichtungen
der dargestellten Art verwendet werden, ist es zweckmäßig, den Schwerpunkt des schwingungsfähigen
Systems in den Kraftmittelpunkt der Berührungspunkte der Stütze 2 mit dem Chassis 6 zu legen.
Bei der in F i g. 3 gezeigten Ausführungsform befindet sich die Kugelfläche bzw. Abrollfläche 10 im Gegenlager
9 des Chassis 6.
Die ebc i\e Stützfläche 11 der Stütze 2 ist dabei an der
Abrollfläche 10 abgestützt. Die Lagerkugel 12 am anderen Ende der Stütze 2 ist in dem elastischen
Lagerelement 13 gelagert und wirkt als Gelenk. Auch der Radius der Kugelfläche 10 ist so gewählt, daß bei
einer horizontalen Bewegung des Chassis 6 der Abstand zur Lagerkugel 12 konstant bleibt. Demgemäß verhält
sich die Abstütz- bzw. Aufhängevorrichtung in F i g. 3 in ähnlicher Weise wie die in F i g. 1 dargestellte
Ausführungsform. Bei entsprechender Ausgestaltung des unteren „agerelementes 13 kann dieses auch die in
der Horizontalen benötigten Rückstellkräfte, wie sie in F i g. 2 durch die Rückstellfedern 8 gewährleistet sind,
liefern.
Bei der in F i g. 4 gezeigten Ausführungsform handelt es sich prinzipiell um die gleiche Vorrichtung wie in
Fig. 1. Hier ist jedoch die Einbaulage der Stütze 2 mit der Kugelfläche des Kugelsektors 1 und dem Gelenk 3
bezogen auf das Chassis 6 und die Unterlage 14 umgekehrt.
Bewegt sich bei der Ausführungsform in F i g. 4 das Chassis 6 mit dem Gelenk 3 in horizontaler Richtung
relativ zur Unterlage bzw. zum Gehäuse oder Gehäuserahmen 14, so rollt die Kugelfläche des
Kugelsektors 1 auf der ebenen Fläche des Gegenlagers 7 ab. Die Stütze 2 bewegt sich dabei um das Gelenk 3.
Entspricht der Radius des Kugelsektors 1 dem Abstand der Kugelfläche des Sektors vom Gelenk 3, so bleibt der
Abstand zwischen Chassis 6 und Gegenlager 7 im Abrollbereich konstant, & h. die jeweilige Verbindungslinie
zwischen dem am Chassis 6 befindlichen Gelenk 3 und dem Abstützpunkt der Kugelfläche des Kugelsektors
1 auf der ebenen Fläche des Gegenlagers 7 liegt immer in vertikaler Richtung. Auch bei dieser
Ausführungsform findet bei horizontaler Bewegung des Chassis 6 keine dynamische Beanspruchung der vertikal
wirkenden Druckfeder 5 statt
Es kann zweckmäßig sein, bei den dargestellten Abstütz- bzw. AuFnängevorrichlungen zusätzliche
Dämpfungsmittel vorzusehen. Beispielsweise kann das in einfacher Weise dadurch geschehen, daß das
Gegenlager 7 bzw. 9 aus einem elastischen und verlustbehafteten Material hergestellt wird. Auch ist es
möglich, die Gegenlager 7 bzw. 9 mit einem dämpfenden Material gegen das Chasssis 6 abzustützen.
In Plattenspielern hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Vertikalresonanzfrequenz höher als die
Horizontalresonanzfrequenz des schwingungsfähigen
Systems zu wählen. Dadurch hat man eine zusätzliche Maßnahme, um Rotationsschwingungen des Chassis 6
zu unterbinden. Man führt sozusagen eine Vorzugsrich-
tung für die Reaktionsbewegung ein.
Durch die Möglichkeit der vollkommenen Trennung von horizontalen und vertikalen Schwingungen bzw. der
horizontal und vertikal wirkenden Federelemente wird eine wesentlich bessere Anpassung an spezielle
Anforderungen an die Abstütz- bzw. Aufhängevorrichtung ermöglicht. Diese Trennung kann so weit führen,
daß die Kraftangriffspunkte der Federelemente für vertikale und horizontale Bewegungen am Chassis 6
räumlich voneinander getrennt sind.
Claims (18)
1. Vorrichtung zur Aufhängung bzw. Abstützung eines Chassis eines Aufzeichnungs- und/oder
Wiedergabegerätes, insbesondere eines Plattenspielers, mit Federelemente enthaltenden Abstütz- und
Aufhängungselementen, an welchen das Chassis, das die zur Aufnahme und/oder Wiedergabe notwendigen Einrichtungen trägt, gegenüber einem Gehäuse
oder Gehäuserahmen aufgehängt bzw. abgestützt ist und mit den Abstütz- bzw. Aufhängungselementen
ein schwingungsfähiges System bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die drei orthogonalen
Schwingungsrichtungen des schwingungsfähigen Systems untereinander entkoppelt sind.
2.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Chassis (6) über eine Stütze (2) in
einem Gelenk (3,12) in der Weise abgestützt ist, daß
eine gedachte Verbindungslinie zwischen dem Abstützpuckt der Stütze (2) und dem Gelenk (3 bzw.
12) immer m vertikaler Richtung liegt,
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze (2) zur Unterlage bzw.
Gehäuse (14) hin in vertikaler Richtung elastisch oder federnd gelagert ist
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dab die während der
Bewegungen möglichen Abstützpunkte der Stütze (2) auf einer Kugelfläche liegen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn- jo
zeichnet, daß die Kugelfläche einen Radius aufweist, der dem Abstand zwischen dem Gelenk (3 bzw. 12)
und dem Abstützpunkt der StiKze (2) am Gegenlager
(7 bzw. 9) in Ruhestellung entspricht
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kugelfläche im Gegenlager (9) am Chassis (6) vorgesehen ist und die Stütze (2)
ein mit einer ebenen Fläche versehenes Gegenlager (11) aufweist, auf welcher die Kugelfläche während
der Bewegungen abrollt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelfläche an der Stütze
(2) vorgesehen ist und das Chassis (6) ein mit einer ebenen Fläche versehenes Gegenlager (7) aufweist,
auf welcher die Kugelfläche bei Bewegungen abrollt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelfläche an der Stütze
(2) vorgesehen ist und daß ein über Druckfeder (5) auf der Unterlage bzw. Gehäuse (14) abgestütztes
Gegenlager (7) mit einer ebenen Fläche versehen ist. r>o
auf welcher die Kugelfläche bei Bewegungen abrollt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame
Schwerpunkt des Chassis (6), sowie der mit diesem verbundenen Teile in einer horizontalen Ebene liegt, >">
die den Abstützpunkt der Stütze (2) enthält.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame
Schwerpunkt des Chassis (6), sowie der mit diesem verbundenen Teile in einer horizontalen Ebene liegt, w>
die das am Chassis (S) befindliche Gelenk (3) enthält.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stütze (2) eine oder mehrere Rückstellfedern (8) angreifen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch · ■
gekennzeichnet, daß die statischen Kräfte der an einer Stütze (2) angreifenden Rückstellfedern (8) sich
gegenseitig aufheben.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 und
12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kräfte der
Rückstellfedern (8) senkrecht zu der Verbindungslinie von Gelenk (3) und Abstützpunkt der Stütze (2)
gerichtet sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß der gefederte
untere Endpunkt der Stütze (2) in seiner zulässigen Bewegungsrichtung zwangsgeführt ist
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
14, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle mehrerer
am Chassis (6) vorgesehener Abstütz- bzw. Aufhängungsvorrichtungen der Schwerpunkt des Chassis
(6) sowie der mit diesem verbundenen Teile mit dem Kraftmittelpunkt der über Stützen (2) ins Chassis
eingeleiteten Kräfte zusammenfällt
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
15, dadurch gekennzeichnet daß zusätzliche Dämpfungsmittel, welche mit den Federn (5 bzw. 8) bzw.
dem Lagerelement (13) zusammenwirken, vorgesehen sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenlager (7 bzw. 9) aus
dämpfendem Material besteht oder durch ein dämpfendes Material seinerseits gelagert ist
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet daß die Resonanzfrequenz des schwingungsfähigen Systems in der einen
Schwingungsrichtung höher als in der anderen Schwingungsrichtung liegt
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1976
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