EP1685363B1 - Aufschlagteil eines geschosses - Google Patents

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EP1685363B1
EP1685363B1 EP04797220A EP04797220A EP1685363B1 EP 1685363 B1 EP1685363 B1 EP 1685363B1 EP 04797220 A EP04797220 A EP 04797220A EP 04797220 A EP04797220 A EP 04797220A EP 1685363 B1 EP1685363 B1 EP 1685363B1
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impact part
part according
impact
projectile
tip
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EP04797220A
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Josef Bissig
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Saab Bofors Dynamics Switzerland Ltd
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Saab Bofors Dynamics Switzerland Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00—Details of fuzes
    • F42C19/06—Electric contact parts specially adapted for use with electric fuzes
    • F42C19/07—Nose-contacts for projectiles or missiles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B10/00—Means for influencing, e.g. improving, the aerodynamic properties of projectiles or missiles; Arrangements on projectiles or missiles for stabilising, steering, range-reducing, range-increasing or fall-retarding
    • F42B10/32—Range-reducing or range-increasing arrangements; Fall-retarding means
    • F42B10/38—Range-increasing arrangements
    • F42B10/42—Streamlined projectiles
    • F42B10/46—Streamlined nose cones; Windshields; Radomes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/02—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
    • F42B12/04—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of armour-piercing type
    • F42B12/10—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of armour-piercing type with shaped or hollow charge
    • F42B12/105—Protruding target distance or stand-off members therefor, e.g. slidably mounted

Definitions

  • the invention relates to an impact member on a projectile which contains at least one active charge and one activated during impact ignition device, wherein the impact member is formed in the form of a domed cap with a limited of this cavity.
  • Ignition devices such as those used in tandem shaped charges, require a defined impact shock for activation (see data sheet PEPZ-05 Piezo Fuze System, PEPZ-05, Zaugg Elektronik AG, CH-4573 Lohn-Ammannsegg). It is therefore notoriously known to design the tips of such projectiles more or less massive in the form of a domed cap in order to transmit the necessary activation energy to the firing device contained in the projectile. By a cambered (rounded) shape of the tip is trying to activate the ignition chain even in an oblique impact of the projectile in the target.
  • duds i. E. the projectile is deflected by the target and / or the absorbed impact energy is insufficient to activate the detonating chain.
  • This problem is even more pronounced in tandem hollow charges and multiple warheads, which have independent, autonomous igniters and in which each igniter has its own safety characteristic.
  • Hard surfaces for example with ceramic plates coated armor, can not penetrate successfully with this solution.
  • the forming jet of material can not penetrate the armor; it is released in time, but then distracted along with the impact part.
  • An anti-tank projectile ( BE -A- 530 433 ) has to prevent the bouncing and slipping of the projectile head at least one mounted on the double hood toothed ring.
  • the toothed ring is made of a very hard material and therefore suitable for hacking on steel plates.
  • a patched ring gear is not suitable.
  • the ring is either disengaged from its anchorage and / or breaks. Also single or multiple tiles can jump off, so that the bullet slides off before it can use its only active charge.
  • Another disadvantage is its aerodynamically unfavorable shape, which leads at high speeds to an unstable trajectory of the projectile.
  • the necessary for the activation of the ignition generator shock wave can not deliberately spread over the shell, so that its use for multiple loads is out of the question.
  • the impact part to be created should be suitable in particular for projectiles with shaped charges, which maintain the firing direction even on hard surfaces and at a relatively flat angle of incidence so far that the shaped charge jet penetrates into the target.
  • the aerodynamics of the projectile should not be affected thereby; likewise, the external ballistics should not be changed compared to other, analogous projectiles.
  • Inventive annular grooves attack the target, even if they hit obliquely and trigger the ignition.
  • Inlaid elastomers maintain the air resistance values compared to smooth impact parts.
  • the thin-walled tip normally does not affect the effective power of the projectile (oblique incidence in the target).
  • the impact part hangs in the target or cuts into its surface, so that the projectile is not distracted and remains at the destination.
  • Optimal are at the target with an angle of 20 ° to 60 ° incident tandem shaped charges. It has been found that in the transmission of the energy required to ignite the charges in this angular range, the tip is damaged in such a way that the hollow charge beam of the precharge has sufficient energy to ignite an ERA box (ie the explosive stored in the target). Due to the surface design of the stored explosive is the outer Metallic protective plate of the armor blasted perpendicular to its base and flies past the projectile, so that the shaped charge jet of the main charge can now unfold its full effect.
  • the tip can be designed so that in a more or less vertically impinging on the target surface projectile tip absorbs the energy of the first shaped charge jet (the summons) so far and disturbs the structure that an ERA box is not ignited.
  • the second, stronger and now already fully formed beam of the main charge then penetrates the already pierced tip, ignites the ERA box, penetrates their metallic cover and can penetrate into the armor.-
  • the effect of the projectile corresponds in such a case, one of the optimal Distance ignited simple shaped charge.
  • the impact part consists of a sufficiently tough yet ductile steel.
  • uncured tempered steels have proved their worth.
  • Ring seals according to claim 2 are particularly easy to handle. They can be easily inserted and protect the staff handling the projectile from injuries. Upon impact at the target, the ring seals are forced away and release the sharp edges for engagement.
  • O-rings according to claim 3 are not particularly economical and resistant in a wide temperature range and wear under normal handling.
  • discontinuities listed in claim 4 in the profile allow the specification of fractures according to the rules of fracture mechanics.
  • the assembly of the projectile facilitates;
  • impact parts with different breakage characteristics can be prepared and adapted to the presumptive target.
  • the geometric adaptation of the outer shape mentioned in claim 6 allows predetermining the minimum still initiating angle of incidence.
  • FIG. 1 is a head of a projectile of a tandem shaped charge 1.
  • An impact member consists of a tip 2 in dome shape with embedded elastomers, ie with O-rings 3 made of silicone rubber and is placed on a pre-charge with lining 4, explosive 5 and 6 igniter.
  • the comprehensive projectile casing 7 is made slender and has at the end of its cavity a notoriously known, not shown main charge. Between the explosive 5 and the ignition device 6, the projectile casing 7 encloses a cavity 8, which forms the necessary distance to the main charge, not shown.
  • F are annular grooves 20 are inserted, which have sharp edges 21.
  • the very thin-walled tip 2 is designated in its thickness with 22 (wall thickness).
  • di rear side is an external thread 23 proceed, which is screwed in the front end of the projectile casing 7.
  • FIG. 3 shows the front of the projectile when hitting a target Z in a direction of flight F with ⁇ designated oblique angle.
  • the Fig. 4 shows alternatively a head of an inventive, larger, in itself arbitrary ammunition body with drawn stream threads S.
  • the elastic rings 3 prevent turbulence even at high launching speeds.
  • the subject invention allows optimal use of projectiles, even in cases where conventional impact parts lead to failure. This also reduces the dud rate considerably.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Aufschlagteil an einem Geschoss welches mindestens je eine Wirkladung und eine beim Aufschlag aktivierte Zündvorrichtung enthält, wobei das Aufschlagteil in Form einer bombierten Kappe mit einem von dieser begrenzten Hohlraum ausgebildet ist.
  • Zündvorrichtungen wie sie beispielsweise in Tandem-Hohlladungen verwendet werden, erfordern einen definierten Aufprall-Schock zur Aktivierung (Vgl. Datenblatt PEPZ-05 Piezo Fuze System,PEPZ-05, Zaugg Elektronik AG, CH-4573 Lohn-Ammannsegg). Es ist daher notorisch bekannt, die Spitzen solcher Geschosse mehr oder weniger massiv in Form einer bombierten Kappe auszugestalten, um die nötige Aktivierungsenergie auf die im Geschoss enthalte Zündvorrichtung zu übertragen. Durch eine bombierte (gerundete) Form der Spitze wird versucht auch bei einem schrägen Auftreffen des Geschosses im Ziel die Zündkette zu aktiveren.
  • In praxi entstehen dabei aber oft Blindgänger, d.h. das Geschoss wird vom Ziel abgelenkt und/oder die aufgenommene Aufprallenergie reicht nicht zur Aktivierung der Zündkette aus. Dieses Problem tritt noch verstärkt bei Tandem-Hohladungen und Mehrfachsprengköpfen auf, die voneinander unabhängige, autonome Zündvorrichtungen besitzen und bei denen jede Zündvorrichtung eine eigene Sicherheitscharakteristik aufweist.
  • Aus der EP -A1- 595 173 welche einen Ausganspunkt für den Oberbegriff des Anspruches 1 bildet ist ein Geschoss mit wenigstens einer Wirkladung und mit einem Aufschlagteil bekannt, wobei dessen stabiler Mantel mit einer gummiartigen Auflage beschichtet ist. Damit wird bei flachen Auftreffwinkeln im Ziel ein sogenannter "Radiergummieffekt" erzielt, d.h. das Geschoss wird abgebremst, um die Wirkladung an Ort und Stelle zu Detonation zu bringen. Zur wirksamen und formschlüssigen Verankerung der Auflage sind u.a. Nuten und dergleichen vorgesehen, so dass sich im Ziel die gewünschte Verzögerung auch bei flachen Aufprallwinkeln ergibt.
  • Harte Flächen, beispielsweise mit Keramikplatten beschichteten Panzerungen, lassen sich mit dieser Lösung nicht erfolgreich durchdringen. Mit einer in einem flachen Winkel im Ziel auftreffenden Hohlladungen kann der sich ausbildende Materialstrahl (engl. Jet) nicht in die Panzerung eindringen; er wird zwar rechtzeitig ausgelöst, aber dann zusammen mit dem Aufschlagteil abgelenkt.
  • Ein Panzerabwehrgeschoss ( BE -A- 530 433 ) weist zur Verhinderung des Abprallen und Abgleitens des Geschosskopfes wenigstens einen auf dessen Doppelhaube aufgesetzten Zahnring auf. Der Zahnring besteht aus einem sehr harten Material und daher geeignet an Stahlplatten fest zu hacken.
  • Gegen moderne Panzerungen mit einer Vielzahl an äusseren Keramikplättchen ist ein aufgesetzter Zahnring nicht geeignet. Der Ring wird entweder aus seiner Verankerung ausgeklinkt und/oder zerbricht. Ebenfalls können einzelne oder mehrere Plättchen abspringen, so dass das Geschoss damit abgleitet bevor es seine einzige Wirkladung einsetzen kann. Nachteilig ist auch dessen aerodynamisch ungünstige Form, welche bei hohen Geschwindigkeiten zu einer instabilen Flugbahn des Geschosses führt. Zudem kann sich die für die Aktivierung des Zündgenerators notwendige Schockwelle nicht gezielt über den Geschossmantel ausbreiten, so dass dessen Einsatz für Mehrfachladungen nicht in Frage kommt.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Aufschlagteil zu schaffen, welche auch bei schiefwinklig im Ziel eintreffenden Geschossen die erforderliche, zur Initiierung der Zündung notwendige Energie bereitstellt.
  • Das zu schaffende Aufschlagteil soll insbesondere für Geschosse mit Hohlladungen geeignet sein, die auch an harten Flächen und bei einem relativ flachen Auftreffwinkel die Abschussrichtung soweit beibehalten, dass der Hohlladungsstrahl ins Ziel eindringt.
  • Ebenfalls soll das Aufschlagteil nachfolgende Hohlladungstrahlen nicht nachteilig beeinflussen und auch bei aktiven Panzerungen (Explosive Reactive Armor = ERA) eine wirksame Funktion ausüben können. Die Aerodynamik des Geschosses soll dadurch nicht beeinträchtigt werden; ebenfalls soll die Aussenballistik gegenüber anderen, analogen Geschossen nicht verändert werden.
  • Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Erfindungsgemässe Ringnuten greifen im Ziel an, auch wenn sie schräg auftreffen und lösen den Zündvorgang aus. Durch eingelegte Elastomere bleiben die Luftwiderstandswerte gegenüber glatten Aufschlagteilen erhalten. Die dünwandige Spitze beeinträchtigt im Normalfall (schiefwinkliges Auftreffen im Ziel) die Wirkleistung des Geschosses nicht.
  • Durch den Einsatz hintereinander angeordneter scharfer Kanten hängt sich das Aufschlagteil im Ziel ein bzw. schneidet sich in dessen Oberfläche ein, so dass das Geschoss nicht abgelenkt wird und am Ziel bleibt.
  • Optimal sind am Ziel mit einem Winkel von 20° bis 60° auftreffende Tandem-Hohlladungen. Es hat sich gezeigt, dass die Spitze bei der Übertragung der zur Zündung der Ladungen notwendigen Energie in diesem Winkelbereich derart beschädigt wird, dass der Hohlladungsstrahl der Vorladung genügend Energie besitzt um eine ERA-Box (d.h. den im Ziel eingelagerter Sprengstoff) zu zünden. Auf Grund der flächigen Auslegung des eingelagerten Sprengstoffs wird die äussere metallische Schutzplatte der Panzerung senkrecht zu ihrer Basis abgesprengt und fliegt am Geschoss vorbei, so dass der Hohlladungsstrahl der Hauptladung nun seine volle Wirkung entfalten kann.
  • Die Spitze kann so ausgelegt werden, dass bei einem mehr oder weniger senkrecht auf der Zielfläche auftreffenden Geschoss die Spitze die Energie des ersten Hohlladungsstrahls (der Vorladung) soweit absorbiert und dessen Aufbau stört, dass eine ERA-Box nicht gezündet wird. Der zweite, stärkere und zwischenzeitlich bereits vollständig ausgebildete Strahl der Hauptladung durchdringt dann die bereits durchbohrte Spitze, zündet die ERA-Box, durchdringt deren metallische Abdeckung und kann in die Panzerung vordringen.- Die Wirkung des Geschosses entspricht in einem solchen Fall derjenigen einer im optimalen Abstand gezündeten einfachen Hohlladung.
  • Es verbleibt das Phänomen, dass das selbe Aufschlagteil bei dessen schiefwinkligen Auftreffen im Ziel den Strahl der Vorladung wirksam werden lässt und bei einem mehr oder weniger senkrechten Auftreffen am Ziel nicht. Dies lässt sich dadurch erklären, dass beim senkrechten Auftreffen die Kalotte der Spitze - vor ihrem Brechen - sich nach innen umstülpt und dadurch den noch im Aufbau befindlichen Hohlladungsstrahl massiv stört. Somit reicht die Energie des Strahls nicht aus um die ERA-Box zu aktivieren.
  • Diese Wirkung kann erzielt werden, wenn das Aufschlagteil aus einem genügend zähen und trotzdem noch duktilen Stahl besteht. Bewährt haben sich hierfür ungehärtete Vergütungsstähle.
  • In abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen des Erfindungsgenstands beschrieben.
  • Besonders einfach handbar sind Ringdichtungen gemäss Anspruch 2. Sie lassen sich leicht einlegen und schützen das mit dem Geschoss hantierende Personal vor Verletzungen. Beim Aufschlag am Ziel werden die Ringdichtungen weggedrängt und geben die scharfen Kanten zum Eingriff frei.
  • Handelsübliche O-Ringe nach Anspruch 3 sind besonders wirtschaftlich sowie widerstandsfähig in einem weiten Temperaturbereich und Verschleissen bei normaler Handhabung nicht.
  • Die im Anspruch 4 aufgeführten Unstetigkeiten im Profil erlauben nach den Regeln der Bruchmechanik die Vorgabe von Bruchstellen.
  • Durch ein Aussengewinde gemäss Anspruch 5 erleichtert sich die Montage des Geschosses; zudem können Aufschlagteile mit unterschiedlicher Bruchcharakteristik vorbereitet und an das präsumptive Ziel angepasst werden.
  • Die in Anspruch 6 genannte geometrische Anpassung der Aussenform ermöglicht den minimalen noch initiierenden Auftreffwinkel vorausbestimmen.
  • Unter dem Einbezug von Kerbfaktoren lassen sich weitere Bruchstellen definieren, so dass beispielsweise eine gezielte Fragmentierung des Aufschlagteils erfolgt und sich dadurch der anschliessende Hohlladungsstrahl ungehindert aufbauen kann. Siehe Anspruch 8.
  • Als Vergütungsstahl, Anspruch 9, hat sich 42 CrMo 4 V (nach DIN 1.72225) aufgrund seiner hohen Zähigkeit sehr bewährt.
  • An Hand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung diskutiert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Geschosskopf mit Aufschlagspitze, Vorladung und Zündsystem,
    Fig. 2
    den Grundkörper der vergrössert dargestellte Aufschlagspitze Fig.1,
    Fig. 3
    die Geschossspitze Fig. 1 beim Auftreffen auf eine schiefwinklige Zielfläche und
    Fig. 4
    die Strömungsverhältnisse an einem grosskalibrigen Geschosskörper.
  • In Figur 1 ist ein Kopf eines Geschosses einer Tandem-Hohlladung mit 1 bezeichnet. Ein Aufschlagteil besteht aus einer Spitze 2 in Kalottenform mit eingelagerten Elastomeren, d.h. mit O-Ringen 3 aus Silikongummi und ist auf einer Vorladung mit Auskleidung 4, Sprengstoff 5 und Zündvorrichtung 6 aufgesetzt. Die das Ganze umfassende Geschosshülle 7 ist schlank ausgeführt und weist am Ende ihres Hohlraums eine notorisch bekannte, nicht gezeichnete Hauptladung auf. Zwischen dem Sprengstoff 5 bzw. der Zündvorrichtung 6 schliesst die Geschosshülle 7 einen Hohlraum 8 ein, welcher den notwendigen Abstand zur nicht dargestellten Hauptladung bildet.
  • Die Schnittdarstellung Fig. 2 zeigt das Profil des Aufschlagteils Fig.1. Orthogonal zur Achse (= Flugrichtung). F sind Ringnuten 20 eingelassen, welche scharfe Kanten 21 aufweisen. Die sehr dünnwandig ausgebildete Spitze 2 ist in ihrer Dicke mit 22 (Wandstärke) bezeichnet. Im unteren Bereich, d.i. heckseitig ist ein Aussengewinde 23 vorgehen, welches im frontseitigen Ende der Geschosshülle 7 einschraubbar ist.
  • Die Darstellung in Fig. 3 zeigt die Frontpartie des Geschosses beim Auftreffen auf ein Ziel Z in einem zur Flugrichtung F mit α bezeichneten schiefen Winkel.
  • Hier erkennt man, dass im Ziel die elastischen Ringe 3 weggeschoben werden, so dass sich die scharfen Kanten 21, Fig. 2, an der Oberfläche des Ziels einhaken. Dadurch wird ein Abprallen des Geschosses weitgehend verhindert; es entsteht ein genügend grosser Aufprallschock zur Initiierung der Zündsysteme.
  • Die Fig. 4 zeigt alternativ einen Kopf eines erfindungsgemässen, grösseren, an sich beliebigen Munitionskörpers mit eingezeichneten Stromfäden S. Die elastischen Ringe 3 verhindern auch bei hohen Abschussgeschwindigkeiten Turbulenzen.
  • Der Erfindungsgegenstand erlaubt einen optimalen Einsatz von Geschossen, auch in Fällen wo herkömmliche Aufschlagteile zu Versagern führen. Damit verringert sich auch die Blindgängerquote beträchtlich.

Claims (9)

  1. Aufschlagteil an einem Geschoss welches mindestens je eine Wirkladung und eine beim Aufschlag aktivierte Zündvorrichtung enthält, wobei das Aufschlagteil in Form einer bombierten Kappe, mit einem von dieser begrenzten Hohlraum, ausgebildet ist, wobei in den Seitenwänden mindestens zwei zur Flugrichtung (F) konzentrische Ringnuten (20) eingelassen sind und dass die Ringnuten (20) scharfe Kanten (21) aufweisen dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (2) des Aufschlagteils relativ zu deren Seitenwänden dünnwandig ist, und dass in jede dieser Ringnuten (20) ein Elastomer (3) eingelegt ist, welche die Ringnuten (20) ausfüllt und/oder überragt.
  2. Aufschlagteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomere (3) Ringdichtungen sind.
  3. Aufschlagteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringdichtungen (3) O-Ringe aus Silikongummi sind.
  4. Aufschlagteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenform des Aufschlagteils ein Profil aufweist, welches Unstetigkeiten zeigt.
  5. Aufschlagteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aussengewinde (23) vorgesehen ist, und dass dieses und die Aussenform auf den Kopf des Geschosses (1) angepasst sind.
  6. Aufschlagteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenform und die Rillen (20) derart gewählt sind, dass eine Berührungslinie am Ziel (Z) mit der Achse der Flugrichtung (F) einen Winkel (α) von 15° bis 90° einschliesst.
  7. Aufschlagteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (2) kalottenförmig ist und deren Wandstärke (22) und Material, derart gewählt sind, dass diese nach einem Aufschlag auf ein hartes Ziel (Z) unter einem Winkel von 80° bis 90°, zumindest partiell bricht.
  8. Aufschlagteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (2) zumindest peripher Kerben und/oder Materialabtragungen aufweist.
  9. Aufschlagteil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieses aus einem ungehärteten Vergütungsstahl besteht.
EP04797220A 2003-11-11 2004-11-03 Aufschlagteil eines geschosses Expired - Lifetime EP1685363B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
CH19352003A CH696914A5 (de) 2003-11-11 2003-11-11 Aufschlagteil an einem Geschoss.
PCT/CH2004/000662 WO2005045356A1 (de) 2003-11-11 2004-11-03 Aufschlagteil eines geschosses

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EP1685363A1 EP1685363A1 (de) 2006-08-02
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EP1685363A1 (de) 2006-08-02
WO2005045356A1 (de) 2005-05-19
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