Eine komplette Formelsammlung fürs Dampfen, welche Fragen nach Zuganzahl, Milliliter, Watt, Volt, Ohm, Ampere, TCR, etc. beantwortet.
Geeignet für Formelallergiker, die im Zweifel einfach nur die gewünschten Zahlen an die bunten Stellen einzusetzen brauchen. 🙂
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Falls bei den Begriffen im Beitrag Fragezeichen über'm Haupthaar aufplöppen: Abkürzungen & Begriffe
- Watt?
- Formeln für regelbare / elektronische Akkuträger
- Mein Akkuträger kann X Watt Leistung erzeugen.
Wieviel Ampere müssen die Akkus dann haben?
- Meine Akkus haben X Ampere.
Wieviel Watt maximal kann der Akkuträger damit gefahrlos liefern?
- Meine Akkus haben X Ampere.
Ich möchte das der Akkuträger sie nicht überlasten kann.
Wieviel Ohm muss die Wicklung dann mindestens haben?
- Ich möchte das mein Akkuträger maximal X Watt ausgeben kann.
Wieviel Ohm muss meine Wicklung dann mindestens haben?
- Ich möchte mit mindestens X Watt dampfen können.
Wieviel Ohm darf meine Wicklung dann höchstens haben?
- Wenn der Akkuträger nur in Volt einstellbar ist:
- Mein Akkuträger kann X Watt Leistung erzeugen.
- Formeln für mechanische Akkuträger
- Wieviel Ohm muss die Wicklung mindestens haben damit der Akku nicht überlastet wird?
- Wieviel Watt kann ein Akku maximal liefern?
- Wieviel Ohm muss ich wickeln um X Watt zu bekommen?
- Wieviel Watt wird bei X Ohm erzeugt?
- Wieviel Ampere muss ein Akku bei X Ohm liefern?
- Akkus parallel / seriell bei mechanischen Akkuträgern
- Wieviel Ampere-Belastung haben parallel / seriell geschaltete Akkus?
- Wieviel Ohm muss ich bei parallelen Akkuträgern wickeln?
- Wieviel Ohm muss ich bei seriellen Akkuträgern wickeln?
- Wieviel Watt-Leistung bekomme ich bei parallelen Akkuträgern?
- Wieviel Watt-Leistung bekomme ich bei seriellen Akkuträgern?
- Formeln für Ohm, parallel / seriell
- Formeln für mAh, Wh
& Erklärung warum mAh voll dohf, und Wh total voll krass endgeil ist. - Formeln für TC (Temperaturkontrolle) & TCR
- Fazit
- Links & Kommentare
Watt?
Da Du wohl keine Lehre zum Elektriker antreten möchtest verwende ich keinen „R, U, I, P“ Formelzeichensalat, sondern bleibe bei den Zeichen die uns Dampfern wohl am ehesten ein Begriff sein dürften:
Ω = Ohm = Widerstand
V = Volt = Spannung
A = Ampere = Stromstärke
W = Watt = Leistung
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Formeln für regelbare / elektronische Akkuträger
Legende
Vmax: Die maximal mögliche Ausgangsspannung des Akkuträgers.
Man erfährt sie aus dem Handbuch, oder von der Webseite des Herstellers.
Verlust = Wandlungsverlust des Spannungsreglers und Eigenverbrauch der Elektronik.
Ich rechne pauschal mit 20%. Es können in der Realität auch 5 oder 40% sein, je nach Situation und Akkuträger. Die 20% scheinen nicht so verkehrt zu sein, in jenen Situationen wo der Akku komplett ausgereizt wird.
AkkuVlast = Akkuspannung unter Last (beim Feuern).
Viele Akkuträger erlauben eine Lastspannung bis hinab zu 2,8V und damit rechne ich ebenfalls pauschal.
AkkuAmax = maximal erlaubte Ampere des Akkus.
AkkuAnzahl = Anzahl der Akkus im Akkuträger.
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- Mein Akkuträger kann X Watt Leistung erzeugen.
Wieviel Ampere müssen die Akkus dann haben?
Die Formel…
A =(W + Verlust) / AkkuVlast / AkkuAnzahl
A =
(W + (W / 100 * 20)) / 2,8 / AkkuAnzahl
…kann man vereinfachen zu:
A =W * 1,2 / 2,8 / AkkuAnzahl
Zur LegendeBeispiele:
Akkuträger mit 75 Watt und einem Akku:
75 * 1,2 / 2,8 / 1 = 32A
Akkuträger mit 160 Watt und zwei Akkus:
160 * 1,2 / 2,8 / 2 = 34A
Akkuträger mit 250 Watt und drei Akkus:
250 * 1,2 / 2,8 / 3 = 36A
Soviel Ampere muss jeder einzelne der beteiligten Akkus leisten können. Ob die Akkus seriell oder parallel verschaltet sind spielt keine Rolle.
Und ganz einfach, ohne rechnen: Mehr als 80 Watt pro VTC5A (AM) sind in einem geregeltem Akkuträger nicht sicher verwendbar, unabhängig davon ob single, serieller oder paralleler Akkuträger.
Auch wenn Du mit weniger Watt dampfst als der Akkuträger leisten kann, solltest Du der Sicherheit & Haltbarkeit wegen vernünftige Akkus nutzen: Sichere Akkus für regelbare Akkuträger.
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- Meine Akkus haben X Ampere.
Wieviel Watt maximal kann der Akkuträger damit gefahrlos liefern?
W =AkkuVlast * AkkuAmax / Verlust * AkkuAnzahl
Zur Legende
Beispiele, ein Akku mit 10, 15, 20, 25, 30, und 35 Ampere:
2,8 * 10 / 1,2 * 1 = 23W
2,8 * 15 / 1,2 * 1 = 35W
2,8 * 20 / 1,2 * 1 = 46W
2,8 * 25 / 1,2 * 1 = 58W
2,8 * 30 / 1,2 * 1 = 70W
2,8 * 35 / 1,2 * 1 = 81W -
Meine Akkus haben X Ampere.
Ich möchte das der Akkuträger sie nicht überlasten kann.
Wieviel Ohm muss die Wicklung dann mindestens haben?
Ω =Vmax * Vmax / (AkkuVlast * AkkuAmax / Verlust * AkkuAnzahl)
Zur LegendeBeispiele mit 8 Volt Maximalspannung des Akkuträgers und ein bis vier Akkus die je 35 Ampere haben:
8 * 8 / (2,8 * 35 / 1,2 * 1) = 0,79Ω muss die Wicklung mindestens haben, damit 35 Ampere beim Akku nicht überschritten werden können.
8 * 8 / (2,8 * 35 / 1,2 * 2) = 0,39Ω
8 * 8 / (2,8 * 35 / 1,2 * 3) = 0,27Ω
8 * 8 / (2,8 * 35 / 1,2 * 4) = 0,20Ω
Mit dem Taschenrechner in drei Schritten, anhand des letzten Beispiels:
8 * 8 = 64
2,8 * 35 / 1,2 * 4 = 326,66
64 / 326,66 = 0,20ΩIch empfehle den realen Widerstand dann noch etwas höher zu wählen (10% zum Beispiel), da die Widerstandsmessung eines Akkuträgers nicht exakt der Realität entsprechen muss…
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- Ich möchte das mein Akkuträger maximal X Watt ausgeben kann.
Wieviel Ohm muss meine Wicklung dann mindestens haben?
Ω =Vmax * Vmax / gewünschte maximal Watt
Zur LegendeBeispiele, wenn der Akkuträger eine maximale Ausgangsspannung von 8 Volt hat:
8 * 8 / 81 = 0,79Ω muss die Wicklung mindestens haben, damit der Akkuträger maximal 81 Watt erreichen kann.
8 * 8 / 162 = 0,39Ω mindestens.
8 * 8 / 243 = 0,27Ω mindestens.
8 * 8 / 327 = 0,20Ω mindestens.Bei 9 Volt maximaler Ausgangsspannung:
9 * 9 / 81 = 1,00Ω mindestens.
9 * 9 / 162 = 0,50Ω mindestens.
9 * 9 / 243 = 0,34Ω mindestens.
9 * 9 / 327 = 0,25Ω mindestens.Hinweis: Bei manchen Akkuträgern kann man im Display IMMER ihre Maximalleistung einstellen, völlig unabhängig vom Verdampfer-Widerstand. Lass Dich davon nicht irritieren. Die (falsche) Zahl im Display kann die Physik nicht überlisten – Deine Begrenzung wird funktionieren.
Ein anderer möglicher Workaround: Wenn Du ausschließlich im TC-Mode dampfst, so lässt sich bei den meisten Akkuträgern ein Watt-Maximalwert für den TC-Mode einstellen.
- Ich möchte mit mindestens X Watt dampfen können.
Wieviel Ohm darf meine Wicklung dann höchstens haben?
Andere Frage, es ist aber der gleiche Rechenweg wie eben.
Ω =Vmax * Vmax / gewünschte Watt
Zur LegendeBeispiel: Der Akkuträger kann bis zu 8 Volt ausgeben, und ich möchte mit X Watt dampfen können:
8 * 8 / 20 = 3,2Ω darf die Wicklung maximal haben, damit der Akkuträger 20 Watt Ausgangsleistung erreichen kann.
8 * 8 / 40 = 1,6Ω maximal.
8 * 8 / 60 = 1,06Ω maximal.
Bei 9 Volt maximaler Ausgangsspannung:
9 * 9 / 20 = 4Ω maximal.
9 * 9 / 40 = 2Ω maximal.
9 * 9 / 60 = 1,35Ω maximal.
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Wenn der Akkuträger nur in Volt einstellbar ist
- Wieviel Watt wird erzeugt wenn ich an meinem Akkuträger X Volt einstelle und mein Verdampferkopf X Ohm hat?
W =V * V / Ω
Beispiel: 4 Volt sind eingestellt und der Verdampferkopf hat 1,5 Ohm:
4 * 4 / 1,5 = 10,7W
- Wieviel Volt muss ich einstellen wenn ich mit X Watt dampfen möchte und mein Verdampferkopf X Ohm hat?
V =Quadratwurzel aus (W * Ω)
Beispiel: Ich möchte mit 10,7 Watt dampfen und mein Verdampferkopf hat 1,5 Ohm:
Mit dem Taschenrechner in zwei Schritten:
10,7 * 1,5 = 16,05
Wurzeltaste = 4V
Formeln für mechanische Akkuträger
Siehe auch: Ungeregelt Dampfen: Grundlagen
Diese Formeln gelten NUR für mechanische / ungeregelte Akkuträger.
Den Voltdrop (Spannungabfall der Akkus) setze ich in den folgenden Beispielen mit 0,5V an, also 3,7 Volt Spannung unter Last. Der Voltdrop ist prinzipiell niedriger je weniger Leistung vom Akku abgefordert wird, oder je mehr Akkus beteiligt sind. Wer jedoch aus 3 Akkus 300 Watt quetschen will, wird auch dort einen extrem hohen Voltdrop bekommen. Dampft man hingegen mit 2 Akkus und 10 Watt, wird man fast gar keinen Voltdrop haben. Grundsätzlich ist es immer sicherer mit mehr Spannung zu berechnen als nachher vielleicht tatsächlich vorhanden ist.
- Wieviel Ohm muss die Wicklung mindestens haben damit ein Akku mit X Ampere nicht überlastet wird?
Ω =V / A
Beispiele:
3,7 / 10 = 0,37Ω
3,7 / 15 = 0,246Ω
3,7 / 20 = 0,185Ω
3,7 / 25 = 0,148Ω
3,7 / 30 = 0,124Ω
3,7 / 35 = 0,106Ω
- Wieviel Ampere muss ein Akku bei X Ohm liefern?
A =V / Ω
Beispiele:
3,7 / 2,00 = 1,9A
3,7 / 1,00 = 3.7A
3,7 / 0,50 = 7.4A
3,7 / 0,25 = 15A
3,7 / 0,12 = 31A
3,7 / 0,06 = 62AWie man sieht, sollte man im tiefen Subohm-Bereich ein sehr präzises Ohm-Meter besitzen…
- Wieviel Watt kann ein Akku mit X Ampere maximal liefern?
W =V * A
Beispiele:
3,7 * 10 = 37W
3,7 * 15 = 55W
3,7 * 20 = 74W
3,7 * 25 = 93W
3,7 * 30 = 111W
3,7 * 35 = 130W
- Wieviel Ohm muss ich wickeln um X Watt Leistung zu bekommen?
Ω =V * V / W
Beispiele:
3,7 * 3,7 / 10 = 1,37Ω
3,7 * 3,7 / 20 = 0,69Ω
3,7 * 3,7 / 40 = 0,342Ω
3,7 * 3,7 / 80 = 0,171Ω
- Wieviel Watt wird bei X Ohm erzeugt?
W =V * V / Ω
Beispiele:
3,7 * 3,7 / 2,0 = 7W
3,7 * 3,7 / 1,0 = 14W
3,7 * 3,7 / 0,5 = 27W
3,7 * 3,7 / 0,25 = 55W
3,7 * 3,7 / 0,12 = 114W
3,7 * 3,7 / 0,105 = 130W
Akkus parallel / seriell bei mechanischen Akkuträgern
- Wieviel Ampere-Belastung haben parallel / seriell geschaltete Akkus bei X Watt?
Ampere parallel =W / V / Akkuanzahl
Beispiele, gerechnet mit 55 Watt, und zwei bis vier Akkus:
55 / 3,7 / 2 = 7,5A
55 / 3,7 / 3 = 5A
55 / 3,7 / 4 = 3,7A
Ampere seriell = W / (V * Akkuanzahl)
Beispiele, gerechnet mit 55 Watt, und zwei bis vier Akkus:
55 / (3,7 * 2) = 7,5A
55 / (3,7 * 3) = 5A
55 / (3,7 * 4) = 3,7A
Mit dem Taschenrechner in zwei Schritten:
3,7 * 4 = 14,8V (Spannung aller Akkus)
55 / 14,8 = 3,7A
Wie man sieht, bei gleicher Watt-Leistung macht parallel / seriell bei der Ampere-Belastung der Akkus keinen Unterschied. Siehe auch: Akku: Parallel / Seriell / Heiraten
- Wieviel Ohm muss ich bei parallelen Akkuträgern wickeln um X Watt Leistung zu erreichen?
Immer den gleichen wie mit einem single-Akkuträger, unabhängig von der Anzahl der Akkus, weil sich die Spannungen der Akkus bei parallel nicht addieren. Man nimmt also die Standardformel:
Ω standard =V * V / W
Beispiel:
3,7 * 3,7 / 55 = 0,25Ω - Wieviel Ohm muss ich bei seriellen Akkuträgern wickeln um X Watt Leistung zu erreichen?
Kompliziert:
Ω seriell =(Akkuanzahl * V) * (Akkuanzahl * V) / W
Da hier aber sowieso nur multipliziert wird geht’s auch ohne Klammern, und man kann die Akkus zB einfach vorn an die Standardformel anfügen, und direkt so in den Taschenrechner tippern:
Ω seriell =Akkuanzahl * Akkuanzahl * V * V / W
Beispiele, bei 55 Watt, und 2 bis 4 Akkus:
2 * 2 * 3,7 * 3,7 / 55 = 1Ω
3 * 3 * 3,7 * 3,7 / 55 = 2,24Ω
4 * 4 * 3,7 * 3,7 / 55 = 4Ω - Wieviel Watt-Leistung bekomme ich bei parallelen Akkuträgern und einem Widerstand von X Ohm?
Immer die gleiche Leistung wie mit einem single-Akkuträger, unabhängig von der Anzahl der Akkus, weil sich die Spannungen der Akkus bei parallel nicht addieren. Man nimmt also die Standardformel:
W standard =V * V / Ω
Beispiel:
3,7 * 3,7 / 1,5 = 9W - Wieviel Watt-Leistung bekomme ich bei seriellen Akkuträgern und einem Widerstand von X Ohm?
W seriell =(Akkuanzahl * V) * (Akkuanzahl * V) / Ω
Auch hier kann man die Formel wieder vereinfachen:
W seriell =Akkuanzahl * Akkuanzahl * V * V / Ω
Beispiele, bei 1,5 Ohm und 2 bis 4 Akkus:
2 * 2 * 3,7 * 3,7 / 1,5 = 37W
3 * 3 * 3,7 * 3,7 / 1,5 = 82W
4 * 4 * 3,7 * 3,7 / 1,5 = 146W
Formeln für Ohm, parallel / seriell
- Welchen Gesamtwiderstand erhalte ich wenn ich im Verdampfer mehrere Coils parallel verwende?
- Welchen Gesamtwiderstand einer Coil erhalte ich wenn ich mehrere Drähte parallel wickle?
Ω =1 / (1 / ΩA + 1 / ΩB + 1 / ΩC + ...)
Beispiele:
- Dual Coil, jede Coil hat 2,2 Ohm:
1 / (1 / 2,2 + 1 / 2,2) = 1,1Ω - Tripple Coil, jede Coil hat 2,2 Ohm:
1 / (1 / 2,2 + 1 / 2,2 + 1 / 2,2) = 0,73Ω - Quad Coil, jede Coil hat 2,2 Ohm:
1 / (1 / 2,2 + 1 / 2,2 + 1 / 2,2 + 1 / 2,2) = 0,55Ω
Man sieht, solange alle beteiligten Coils den gleich Widerstand haben, könnte man auch einfach den Einzelwiderstand einer Coil durch die Anzahl der Coils teilen (2,2Ω / 4 = 0,55Ω). Das geht aber nicht wenn sie unterschiedliche Widerstände haben: - Quad Coil, zwei Coils haben 1,5 Ohm, die anderen beiden 2,5 Ohm:
1 / (1 / 1,5 + 1 / 1,5 + 1 / 2,5 + 1 / 2,5) = 0,47Ω
- Dual Coil, jede Coil hat 2,2 Ohm:
- Welchen Gesamtwiderstand erhalte ich wenn ich im Verdampfer mehrere Coils seriell verwende?
Dann kann man alle Einzelwiderstände einfach addieren:
Ω =ΩA + ΩB + ΩC + ...)
Beispiel:
1,5 + 1,5 + 2,5 + 2,5 = 8Ω
Formeln für mAh, Wh
- Wieviel Energie steckt in meinem Akku?
Wh =mAh / 1000 * V
Rechnen muss man mit der Nennspannung des Akkus.Beispiele, unterschiedliche Akku-Typen mit jeweils 2500 mAh:
AA Mignon Akku: 2500 / 1000 * 1,2 = 3,00 Wh
LiIon 18650 Akku: 2500 / 1000 * 3,7 = 9,25 Wh - So kann man von Wh auf mAh rechnen:
mAh =1000 * Wh / V
Beispiel:
1000 * 9,25 / 3,7 = 2500 mAh
- Wieviel Züge kann ich pro Akkuladung machen?
Zuganzahl geregelter Akkuträger =Wh * 0,85 * 3600 / W / Zugzeit
Zuganzahl mechanischer Akkuträger =Wh * 3600 / W / Zugzeit
Die „0,85“ in der Rechnung sind die Verluste in der Elektronik des Akkuträgers. Diese sind sehr individuell von sehr vielen Parametern abhängig und können real von 5 bis 30 Prozent variieren. Mit 15% Verlust liegt man aber oft recht dicht dran.
Die „3600“ braucht man um die Wattstunden (Wh) auf Wattsekunden (Ws) zu bringen.Beispiele:
Ein VTC5A Akku hat 2600 mAh = 9,6 Wh. Real hat man rund 8,8 Wh zur Verfügung, weil die meisten geregelten Akkuträger bei ca. 3,0V Restspannung „Akku leer“ melden.
Wenn man nun mit 10 Watt dampft, und die einzelnen Züge im Schnitt 4 Sekunden dauern:
8,8 * 0.85 * 3600 / 10 / 4 = 673 ZügeBei 30 Watt und 3 Sekunden Zugzeit:
8,8 * 0.85 * 3600 / 30 / 3 = 299 Züge
Bei 80 Watt und 1,5 Sekunden Zugzeit:
8,8 * 0.85 * 3600 / 80 / 2 = 168 Züge (real aber bei weitem nicht erreichbar, weil der Akku früh zu stark in der Spannung einbrechen wird)
- Wieviel Liquid kann ich pro Akkuladung verdampfen?
Milliliter Liquid mit geregeltem Akkuträger =Wh * 1
Milliliter Liquid mit mechanischem Akkuträger =
Wh * 1,2
Juchhu, mit Abstand die simpelste Formel. 🙂 Man kann mit einer Wattstunde (Wh) und einem geregelten Akkuträger rund 1 ml Liquid verdampfen – eine normal effiziente Wicklung vorausgesetzt. Weniger wird’s nur wenn man vorheizen muss (bei Dickdraht oder Monsterwicklungen), oder dem Sonderfall vertikaler Wicklungen. Die Drahtstärke, Oberfläche, oder Leistung hat praktisch keine nennenswerten Auswirkungen: ATV: Drahtstärke, Oberfläche, Watt (DTL) – WirkungsgradBei einem mechanischen Akkuträger fallen die Wandlungsverluste der Elektronik weg. Wenn man gut gewickelt hat (das die Wicklung am Ende der Akkuladung auch noch vernünftig dampft) kann man ca. 1,2 ml pro Wh erreichen.
Beispiele:
VTC5A mit 8,8 Wh = ca. 8,8 ml Liquid mit geregeltem Akkuträger
VTC5A mit 8,8 Wh = ca. 10,5 ml Liquid mit mechanischem Akkuträger (noch etwas mehr wenn man den Akku noch mit einer Lastspannung unterhalb von 2,8V dampft)
Formeln für TC (Temperaturkontrolle) & TCR
Diese Formeln sind besonders fürs mechanische Dampfen mit TC-Drähten interessant. Die TCR-Werte diverser Drahtmaterialien findest Du hier: Drahtsorten-Überblick: TCR, Ohm, Trägheit
Legende
- „TCR“ ist ein Koeffizienzwert der beschreibt um wieviel Ohm ein Material unter Wärmeeinfluss seinen elektrischen Widerstand verändert.
- „Dampftemperatur“ ist die Temperatur die der Draht beim Dampfen haben wird (die weiß man beim mechanischen Dampfen ja nicht ganz genau, aber die 240°C in den Beispielen sind in etwa erwartbar).
- Als „Warmwiderstand“ (Ωwarm) bezeichnet man den Widerstand den die Wicklung bei Dampftemperatur hat.
- Als „Kaltwiderstand“ (Ωkalt) bezeichnet man den Widerstand den die Wicklung bei Raumtemperatur hat.
- Wieviel Ohm wird die Wicklung bei Dampftemperatur haben, wenn ich X Ohm gewickelt habe?
Ωwarm =Ωkalt + Ωkalt * TCR * (Dampftemperatur - Raumtemperatur)
Beispiel:
– Edelstahl mit TCR 0,00105.
– 240°C Dampftemperatur.
– Raumtemperatur beträgt 20°C.
– Gewickelt sind es 0,5Ω.
0,5 + 0,5 * 0,00105 * (240 – 20) = 0,616 Ωwarm (bei Dampftemperatur)
- Wieviel Ohm muss ich wickeln wenn die Wicklung bei Dampftemperatur X Ohm erreichen soll?
Ωkalt =Ωwarm / (1 + TCR * (Dampftemperatur - Raumtemperatur))
Beispiel:
– Edelstahl mit TCR 0,00105.
– 240°C Dampftemperatur.
– Raumtemperatur beträgt 20°C.
– Soll-Widerstand warm: 0,5Ω.
0,5 / (1 + 0,00105 * (240 – 20)) = 0,406 Ωkalt (bei Raumtemperatur)
Fazit
Puhh, ganz schon viele Formeln. 🙄 Meine Birne raucht nun, aber ich wollte mal alles interessante in einem Beitrag zum Nachschlagen zusammenfassen (und ganz ehrlich kann ich mir Formeln auch einfach nicht gut merken 😀 ). Ich hoffe die Sammlung ist übersichtlich & verständlich genug geworden, so dass Deine Birne nicht raucht – höchstens etwas dampft. 😉
Anerkennung
Wenn ich dir mit diesem Beitrag helfen konnte, würde ich mich über eine kleine Anerkennung freuen. Ich würde dann sogar mit den Armen rudern – und ich rudere nicht leichtfertig mit den Armen! 😉
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Links & Kommentare
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