DE4116465C2 - Vorrichtung zur Verstellung eines Drehkükens in einer Rohrweiche - Google Patents
Vorrichtung zur Verstellung eines Drehkükens in einer RohrweicheInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verstellung
eines Drehkükens in einer Rohrweiche nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Aus der EP 0 305 821 A1 oder der DE-GM 74 23 389 ist eine
Vorrichtung nach der Gattung des Anspruchs 1 bekannt
geworden. Wie in dieser Druckschrift bereits beschrieben,
dienen derartige Vorrichtungen beispielsweise zur Entnahme
bzw. Zuführung von Schüttgut aus bzw. in Silos, wobei das
entnommene bzw. zugeführte Schüttgut wechselweise zwei oder
mehreren räumlich getrennten Stellen zuzuleiten ist bzw. von
zwei oder mehreren räumlich getrennten Stellen
zusammengeführt wird, d. h. die Durchströmung derartiger
Vorrichtungen ist in beiden Richtungen möglich.
Das Verschließen der Y-förmig nach unten oder nach oben
gerichteten Förderstutzen erfolgt bei der gattungsgemäßen
Vorrichtung mittels eines gemeinsamen, als Drehzylinder
mit Rohrbogen ausgebildeten Drehkükens, wobei die
Mittelachse des Drehkükens mit der Rohrachse des
Zulaufstutzens fluchtet. Die Verstellung des Drehkükens
zur Verbindung eines der unteren Anschlußstutzen mit dem
gemeinsamen oberen Anschlußstutzen erfolgt bei der
bekannten Einrichtung über eine Drehspindel mit nicht
näher dargestelltem Antrieb. Dieser Antrieb ist bei
bekannten Einrichtungen meist als elektrisch angetriebener
Getriebemotor ausgebildet, der eine sehr exakte Abschalt-
und Bremseinrichtung zur genauen Positionierung des
Drehantriebs und damit des Drehkükens aufweisen muß. Eine
stoßfreie Positionierung der Durchflußquerschnitte des
Drehkükens mit den zugehörigen Anschlußstutzen am
Drehkükengehäuse ist deshalb unerläßlich, da bei nicht
stoßfreier Positionierung Aufprallkanten entstehen können,
die zu unerwünschten Produktabrieb, Produktzerstörung
und/oder Produktablagerungen führen.
Aus der weiterhin bekannten DE 84 21 485 ist eine
Betätigungseinrichtung für eine Ventileinrichtung bekannt
geworden, welche zur Steuerung der Ventileinrichtung mit
einem Hubzylinder ausgerüstet ist, dessen Kolben mit einem
Druckmedium beaufschlagbar sind. Dabei wird über eine
Zahnstange ein Ritzel einer Antriebswelle angetrieben. Eine
ähnliche Anordnung ist aus der DE-OS 30 19 821 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für
ein Drehküken in einem Drehkükengehäuse zu schaffen, der
äußerst exakt mit mechanischen Mitteln einstellbar ist. Dabei
soll durch eine einfache Linearbewegung eines Hubzylinders
mit definiertem Hubweg eine stets gleichbleibende Verstellung
ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Stand der Technik der
einleitend genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige
Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil,
daß ein äußerst einfacher und wirksamer Antrieb für das
Drehküken einer derartigen Vorrichtung geschaffen wird,
wobei durch eine einfache Linearbewegung eines
Hubzylinders mit definiertem Hubweg eine äußerst exakte
von allen Betriebsbedingungen unabhängige stets
gleichbleibende Verstellung des Drehkükens zwischen den
einzelnen Anschlußstutzen erfolgt. Hierbei geht die
Erfindung von der Erkenntnis aus, daß die exakte
Verstellung um einen bestimmten Drehwinkel mechanisch
erfolgen kann, wobei die Einhaltung des exakten
Drehwinkels über ein Einrastsystem und die Verdrehung um
einen bestimmten Winkel über einen definierten Hub mit
Drehübersetzung erfolgen kann.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der
im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung des
Mitnahmeantriebs für das Drehküken über eine Art Ratschen-
Antrieb, d. h. der Hubzylinder bewirkt mit jedem
Vorwärtshub eine Drehbewegung des Mitnahmeantriebs, z. B.
um 90°, was unmittelbar auf das Drehküken übertragen wird.
Beim Rückwärtshub des Hubzylinders löst der
Mitnahmeantrieb die Verbindung zwischen zwei
Mitnahmescheiben und dreht entsprechend leer um den
gleichen Winkel wieder zurück. Hierdurch wird durch eine
bloße Linearbewegung des Hubzylinders über eine Zahnstange
mit Ritzel eine definierte Drehbewegung auf den
Mitnahmeantrieb und damit auf das Drehküken erzeugt. Der
Hubzylinder weist insbesondere in seiner Vorwärtsbewegung
hierfür einen Endanschlag auf, der eine definierte
Wegbegrenzung und damit eine definierte Drehbewegung mit
höchster Positioniergenauigkeit bewirkt.
Die rückwärts verlaufende Drehbewegung des
Mitnahmeantriebs in Verbindung mit dem Rückhub des
Hubzylinders und damit die Entkopplung des Antriebs
geschieht über einen bzw. mehrere ausrastbare
Mitnahmebolzen, die in entsprechenden Nuten in einer
Drehscheibe einrasten.
Zur Lageerkennung sind zusätzliche Initiatoren oder Geber
vorgesehen, die die Stellung des Drehkükens elektrisch
und/oder mechanisch erkennen und für eine Regelung im
Rahmen einer Gesamtanlagensteuerung oder eine
Sichtbarmachung an der Rohrweiche selbst verwerten.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine vergrößerte Darstellung des
Mitnahmeantriebs für ein Drehküken,
Fig. 1a die Einzelheit X in Fig. 1,
Fig. 2 eine Gesamtübersicht der Rohrweiche mit
Drehkükenantrieb im Längsschnitt,
Fig. 3 eine Ansicht der Vorrichtung mit vier
Abzweigstutzen von unten und
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Antriebsscheibe im
Mitnahmeantrieb.
Die in der Fig. 2 in der Gesamtdarstellung dargestellte
Rohrweiche 1 besteht aus einem Rohrweichen-Gehäuse 2 mit
zwei oder - wie in Fig. 3 dargestellt - vier nach unten
hin abzweigende Anschlußstutzen 3 bis 6. Dabei sind die
Anschlußstutzen 3 bis 6 jeweils um 90° gegeneinander
versetzt am Rohrweichen-Gehäuse 2 angeordnet. Die
erfindungsgemäße Rohrweiche kann jedoch auch mehr bzw. nur
zwei oder auch drei um 180° bzw. um 120° versetzt
angeordnete, Y-förmig abzweigende Anschlußstutzen
aufweisen.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, werden die Anschlußstutzen 3
bis 6 jeweils nur einzeln mit einem oberen Anschlußstutzen
7 verbunden, wobei ein innerhalb des Gehäuses 2
angeordnetes Drehküken 8 mit Rohrbogen 9 die Verbindung
herstellt. Dabei rotiert das Drehküken 8 im Gehäuse 2 um
seine vertikale Längsachse 10. Die Verbindung und
Zentrierung mit dem oberen Anschlußstutzen 7 bleibt über
den Drehflansch 11 mit Abdichtung 12 stets erhalten,
während die rotierende Öffnung 13 des Drehkükens 8 jeweils
mit der Austrittsöffnung 14 eines der Anschlußstutzen 3
bis 6 stoßfrei fluchtet. In Fig. 2 ist die Stellung des
Drehkükens 8 derart ausgerichtet, daß die Austrittsöffnung
13 des Rohrbogens 9 mit der Austrittsöffnung 14 des
Anschlußstutzens 3 exakt fluchtet. Während dessen sind die
übrigen Austrittsöffnungen 14' zu den weiteren
Anschlußstutzen 4 bis 6 durch einen zylindrischen
Mantelverschluß 15 mit oder ohne zusätzliche Dichtungen
verschlossen. Dies ist in Fig. 2 für den Anschlußstutzen 5
gezeigt.
Der untere Teil der Rohrweiche nach Fig. 2 ist in Fig. 1
mit weiteren konstruktiven Maßnahmen vergrößert
dargestellt und nachfolgend in Verbindung mit Fig. 2 und
der Unteransicht nach Fig. 3 näher beschrieben. Gleiche
Teile sind mit gleichen Bezugszeichen dargestellt.
Das mit einem Rohrbogen ausgebildete sonst zylindrische
Drehküken 8 weist eine sich nach unten erstreckende,
zylinderförmige Anschlußnabe 16 auf, die über eine
Schraubverbindung 17 mit einer vertikal ausgerichteten
Antriebswelle 18 verbunden ist, die im unteren Teil 19 des
Rohrweichen-Gehäuses 2 gelagert und ggf. auch abgedichtet
ist.
Der Antrieb für das Drehküken 8 geschieht über einen
pneumatischen oder hydraulischen Hubzylinder 20, der in
Fig. 1 sowie Fig. 3 näher dargestellt ist. Der Hubzylinder
20 weist in seinem Inneren zwei gegenüberliegende Kolben
21, 22 auf, die über pneumatische oder hydraulische
Anschlüsse 23, 24 mit einem Druckmedium beaufschlagt
werden. Über den Anschluß 24 wird beispielsweise der
Kolben 22 in Fig. 1 mit Druckmedium beaufschlagt, so daß
sich dieser und der fest hiermit verbundene Kolben 21 nach
rechts bewegen (Pfeil 25). Diese Linearbewegung erfolgt
bis zu einem definierten und insbesondere verstellbaren
Anschlag 26, so daß eine definierte Weglänge s
zurückgelegt werden kann. Die rechte Stellung des Kolbens
21 ist mit Bezugszeichen 21' dargestellt. Anstelle von
zwei Kolben 21, 22 kann der Hubzylinder 20 auch einen
doppelseitig beaufschlagbaren einzelnen Kolben aufweisen.
Die beiden Kolben 21, 22 sind über eine Zahnstange oder
eine Gewindestange 27 miteinander verbunden, deren
Verzahnung 28 mit einem Antriebsritzel 29 in Eingriff
steht. Die Längsbewegung und Linearbewegung der Kolben 21,
22 um die definierte Wegstrecke s gegen die verstellbaren
Anschläge 26 bewirkt deshalb eine unmittelbare und exakte
Umsetzung in eine Drehbewegung des Antriebsritzels 29. Das
Antriebsritzel 29 ist mit einer darüber liegenden
Antriebswelle 30 verbunden, die durch den unteren Deckel
31 des unteren Teils 19 des Rohrweichen-Gehäuses 2
hindurch reicht und über einen Mitnahmeantrieb 32 die
Antriebswelle 18 zum Drehküken 8 antreibt.
Der Mitnahmeantrieb 32 im unteren Teil des Gehäuses 19
besteht aus einer mit der Antriebswelle 30 verbundenen
zylindrischen mit Mitnahmenuten versehenen Drehscheibe 33,
die in Fig. 4 in der Draufsicht näher dargestellt ist.
Diese Drehscheibe 33 weist z. B. bei vier Rohrabgängen der
Weiche zwei sich über den gesamten Durchmesser
erstreckende Nuten 34, 35 auf, mit einer Nutentiefe t. Die
Nuten 34, 35 stehen in diesem Fall senkrecht aufeinander
(Kreuznut), d. h. der Winkel zwischen den Rohrabgängen 3
bis 6 entspricht dem Winkel zwischen den Mitnahmenuten 34,
35.
Der Mitnahmeantrieb 32 weist weiterhin eine obere
Drehscheibe 36 auf, die über eine Paßfeder 37 mit der
Antriebswelle 18 drehfest verbunden ist. Der untere Teil
38 der Antriebswelle 18 ragt ohne feste Verbindung als
Zentrierung in eine zylindrische Ausnehmung 39 der
Drehscheibe 33 hinein und in axialer Richtung hält ein
Abstützring 40 die obere Antriebs-Drehscheibe 36 auf der
Antriebswelle 18 fest.
Die Verbindung zwischen der unteren Drehscheibe 33 und der
oberen Antriebs-Drehscheibe 36 erfolgt über mindestens
einen maximal der Anzahl der Rohrabgänge entsprechenden
Stückzahl vertikal oder horizontal verschiebbaren
Mitnahmebolzen 41, der in Bohrungen 42 innerhalb der
Drehscheibe 36 gegen die Kraft einer Feder 43
längsverschiebbar ist. Die Mitnahmebolzen 41 sind z. B.
bei vier Rohrabgängen der Weiche um 90° versetzt innerhalb
der Drehscheibe 36 angeordnet. Wie aus der Einzelheit X in
Fig. 1, gemäß Fig. 1a in Seitenansicht, erkennbar, erfolgt
die Drehbewegung der Drehscheibe 33 in Pfeilrichtung 44.
In diesem Fall drückt die Seitenflanke 45 der Nut 34 auf
die vertikale Antriebskante 46 des Mitnahmebolzens 41, der
federkraftbeaufschlagt in die Nut 34 eingerastet ist. Eine
Drehbewegung der Drehscheibe 33 in Pfeilrichtung 44 wird
deshalb in vollem Umfang auf die Antriebs-Drehscheibe 36
und damit auf die Antriebswelle 18 für das Drehküken 8
übertragen. Dies geschieht durch einen oder auch mehrere
Mitnahmebolzen 41, die gemäß Darstellung in Fig. 4 in die
Nuten 34, 35 einrasten.
Die Stirnfläche der Mitnahmebolzen weist neben der
Antriebskante 46 eine schräge Rücklaufkante 47 auf. Bewegt
sich die Drehscheibe 33 in entgegengesetzter Richtung
(Pfeil 44'), so gleitet die schräge Rücklaufkante 47 an
der, der Seitenflanke gegenüberliegenden anderen
Seitenflanke 48 der Nuten 34, 35 gegen die Kraft der Feder
43 nach oben, so daß der in Fig. 1a dargestellte
Mitnahmebolzen 41 in der Bohrung 42 nach oben gleitet und
den Formschluß zur Übertragung des Drehmoments zwischen
Drehscheibe 33 und Drehscheibe 36 löst. Dadurch wird die
Kraftverbindung zwischen den Drehscheiben 33, 36 während
des Rückhubs der Kolben 21, 22 im Hubzylinder 20
unterbrochen.
Der Antrieb des Drehkükens 8 geschieht deshalb
stufenweise. Beim Vorwärtshub durch Druckbeaufschlagung
des Kolbens 22 um den am Anschlag 26 einstellbaren Weg s
wird das Ritzel 29 über die Zahnstange 28 und damit die
Antriebswelle 30 mit Drehscheibe 33 um einen definierten
Drehwinkel gedreht, der bei der Ausführungsform nach
Fig. 3 mit vier Anschlußstutzen 3 bis 6 exakt 90° beträgt.
Die Übertragung der Drehbewegung von der Drehscheibe 33
auf die Antriebs-Drehscheibe 36 erfolgt über die
Mitnahmebolzen 41, die in die Nuten 34, 35 einrasten. Die
Wegstrecke s im Hubzylinder 20 bewirkt daher eine
Verdrehung des Drehkükens 8 exakt um 90° entsprechend dem
Winkel zwischen den Nuten 34 und 35.
Um eine weitere Verstellung des Drehkükens 8 vornehmen zu
können, müssen die Kolben 21, 22 in einem Leerhub wieder
zurückgestellt werden, was durch Beaufschlagung des
Pneumatik- oder Hydraulik-Anschlusses 23 erfolgt. Diese
Rückbewegung der Kolben 21, 22 um eine Wegstrecke, die
mindestens 90° Drehwinkel der Drehscheibe 33 beträgt, hat
zur Folge, daß die nach oben sich verschiebenden
Mitnahmebolzen auf der Drehscheibe stationär gleiten und
in die nachfolgende Nut 34, 35 einrasten. Eine
Drehbewegung des Drehkükens um weitere 90° erfolgt dann
wie zuvor beschrieben. Bewegt sich der Kolben 21 in
Pfeilrichtung 25 in der Fig. 1 nach rechts in die Position
21', so dreht sich die Drehscheibe 33 in Draufsicht (Pfeil
49) gesehen im Uhrzeigersinn (siehe Fig. 4) und nimmt die
Mitnahmebolzen 41 und damit die Antriebs-Drehscheibe 36
mit Antriebswelle 18 für das Drehküken 8 im gleichen
Drehsinn um 90° mit. Der Drehantrieb für das Drehküken
erfolgt deshalb jeweils um einen Drehwinkel von 90° in
einer Drehrichtung, z. B. im Uhrzeigersinn. Dabei muß der
Hubzylinder für jeden 90°-Schritt eine Vor- und
Rückbewegung ausführen.
Die Vorrichtung nach Fig. 1 sowie Fig. 2 zeigt weiterhin
mechanische oder elektrische Geber zur genauen
Lageerkennung des Drehkükens 8. Hierfür sind
beispielsweise elektrische Initiatoren 50 dargestellt, die
mittels Geberfunktion die genaue Position des Drehkükens 8
innerhalb des Rohrweichen-Gehäuses 2 erfassen und einer
Steuerung für den Antrieb des Hubzylinders 20
weiterleiten. In Fig. 1 und 2 ist beispielsweise in der
linken Figurenhälfte die Geberanordnung 50, 51 zwischen
Gehäuseteil 19 und Drehküken 8 dargestellt, die die
fluchtende Lage des Drehkükens 8 mit dem Anschlußstutzen 3
signalisiert. Der gegenüberliegende Geber 50' signalisiert
in dieser Stellung keinen Kontakt.
In Fig. 2 ist darüber hinaus eine mechanische
Anzeigeeinrichtung 52 gezeigt, die das Einrasten der
Mitnahmebolzen 41 in die Nuten 34, 35 dadurch
signalisiert, daß ein federbeaufschlagter Bolzen an der
entsprechenden Stelle der Antriebs-Drehscheibe 36
einrastet oder durch eine Erhöhung radial nach außen
gedrückt wird.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und
dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt
auch vielmehr alle fachmännischen Weiterbildungen und
Abwandlungen im Rahmen des Erfindungsgedankens. So kann
der erfindungsgemäße Antriebsmechanismus ohne weiteres
sinngemäß auch auf eine Rohrweiche mit zwei, drei, vier
oder einer anderen Anzahl von Anschlußstutzen ausgeführt
werden.
Claims (6)
1. Vorrichtung zur Verstellung eines Drehkükens in
einer insbesondere Y-förmigen Rohrweiche, mit - bei
entsprechender Ausrichtung - einem oberen Anschlußstutzen
(7) und wenigstens zwei hiervon winklig abzweigenden, nach
unten hin gerichteten Anschlußstutzen (4 bis 6), wobei der
obere Anschlußstutzen (7) mit wenigstens einem
abzweigenden Anschlußstutzen (4 bis 6) über ein Drehküken
(8) verbunden ist, welches zur Drehbetätigung eine sich
nach unten hin erstreckende Antriebswelle (18) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß ein pneumatischer oder
hydraulischer Hubzylinder (20) für den Drehantrieb der
Antriebswelle (18) des Drehkükens (8) vorgesehen ist,
daß zwischen dem Hubzylinder (20) und der Drehküken-
Antriebswelle (18) ein aus zwei Mitnahme-Drehscheiben (33,
36) bestehender, Mitnahmeantrieb (32) vorgesehen ist, wobei
der Mitnahmeantrieb (32) aus einer ersten, vom Hubzylinder
(20) antreibbaren Drehscheibe (33) und einer zweiten, mit der
Drehküken-Antriebswelle (18) verbundenen Antriebs-Drehscheibe
(36) besteht und wobei die Kraftverbindung zwischen den
Drehscheiben (33, 36) während des Rückhubs des Hubzylinders
(20) unterbrochen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Mitnahmeantrieb (32) aus einer ersten, vom Hubzylinder
(20) antreibbaren Drehscheibe (33) mit Nuten (34, 35) oder
entsprechenden Bohrungen und einer zweiten, mit der Drehküken-
Antriebswelle (18) verbundenen Antriebs-Drehscheibe (36) mit
wenigstens einem Mitnahmebolzen (41) besteht, wobei der
Mitnahmebolzen (41) in die Nuten (34, 35) zur Drehmitnahme
formschlüssig einrastet und der Winkel zwischen den Nuten
exakt dem Winkel zwischen den einzelnen Rohrabgängen der
Weiche entspricht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Hubzylinder (20) eine in definierter
Länge s linear verschiebbare Zahnstange (28) aufweist, die die
definierte Längsbewegung auf ein Ritzel (29) als definierte
Drehbewegung auf eine Antriebswelle (30) für die Drehscheibe
(33) überträgt.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die genaue
Positionierung des Drehkükens (8) im Rohrweichen-Gehäuse (2)
mittels einer genau definierten Drehbewegung des
Mitnahmeantriebs (32) erfolgt, wobei die Drehbewegung über die
genau definierte Längsbewegung der Zahnstange (28) im
Hubzylinder (20) mittels einstellbarer Anschläge (26) für die
Kolbenbewegung der Kolben (21, 22) als Wegbegrenzung erfolgt.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnahmebolzen (41)
eine in Antriebsrichtung (44) wirkende Antriebskante (46)
aufweist, die mit einer entsprechenden vertikalen Seitenflanke
(45) einer Nut in der Drehscheibe (33) zusammenwirkt und daß
eine gegenüberliegende schräge Rücklaufkante (47) vorgesehen
ist, die zur Aufwärtsbewegung des Mitnahmebolzens (41) bei der
Rücklaufbewegung (Pfeil 44') der Drehscheibe (33) dient.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Drehküken (8)
und/oder am Mitnahmeantrieb (32) elektrische und/oder
mechanische Initiatoren (50, 51) und/oder Geber (52)
vorgesehen sind, die die genaue Lage des Drehkükens (8) im
Rohrweichen-Gehäuse (2) und/oder die Positionierung des
Mitnahmeantriebs (32) erfassen und steuerungstechnisch für
einen Antrieb des Hubzylinders (20) auswerten und die
jeweilige Stellung der Rohrweiche an der Weiche selbst von
außen erkennen lassen.
Priority Applications (1)
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DE19914116465 DE4116465C2 (de) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | Vorrichtung zur Verstellung eines Drehkükens in einer Rohrweiche |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4116465A1 DE4116465A1 (de) | 1992-11-26 |
DE4116465C2 true DE4116465C2 (de) | 2003-06-12 |
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DE19914116465 Expired - Fee Related DE4116465C2 (de) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | Vorrichtung zur Verstellung eines Drehkükens in einer Rohrweiche |
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