DD231092A1 - Einrichtung zum pneumatischen laden von spreng- und bohrloechern mit losen sprengstoffen - Google Patents

Abstract

Die Einrichtung zum pneumatischen Laden von Spreng- und Bohrloechern mit losen Sprengstoffen enthaelt eine Druckkammer 1 zur Bildung einer Wirbelschicht des Sprengstoffes und ein Zufuehrungsrohr 4 zur Sprengstoffableitung, das an dem einen Ende mit dem Hohlraum der Druckkammer 1 und an dem anderen Ende ueber ein Abschlussorgan 6 mit einer Ladeleitung 7 in Verbindung steht. Es ist ein Fluessigkeitsbehaelter 8 vorhanden, der mit dem Eintritt der Druckkammer 1 und mit dem Zufuehrungsrohr 4 in Verbindung steht. Eine Hauptverteilerleitung 9 mit einem Gasmengenregler 14 verbindet eine Gasquelle mit der Druckkammer 1 und dem Fluessigkeitsbehaelter 8. Vorgesehen ist weiterhin ein Druckgefaelleregler 16 am Zufuehrungsrohr 4. Die Hauptverteilerleitung 9 ist zwischen dem Eingang des Reglers 14 und den Einlaessen des Fluessigkeitsbehaelters 8 sowie der Druckkammer 1 mit einem Rueckschlagventil 15 versehen. Der Druckgefaelleregler 16 am Zufuehrungsrohr 4 weist eine Kammer 17 mit erhoehtem Druck, die mit dem Ausgang des Gasmengenreglers 14 verbunden ist, und eine Kammer 18 mit niedrigerem Druck, die an die Ladeleitung 7 nach dem Abschlussorgan 6 angeschlossen ist, auf. Der Fluessigkeitsbehaelter 8 ist an das Zufuehrungsrohr 4 ueber eine regelbare Drossel 11 zwischen dem Abschlussorgan 6 und dem in der Druckkammer 1 untergebrachten Teil des Zufuehrungsrohres 4 angeschlossen, derart, dass sein Anschlusspunkt oberhalb des Fluessigkeitshoehenstandes im Fluessigkeitsbehaelter 8 liegt. Figur

Description

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Berlin, den 31.08,1984 WP E 21 G/262 856/6 63 934/25

Einrichtung zum pneumatischen Laden von Spreng- und Bohrlöchern mit losen Sprengstoffen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum pneumatischen Laden von Spreng- und Bohrlöchern mit losen Sprengstoffen und kann am effektivsten im Bergbau angewendet werden«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Zeit haben billige lose Sprengstoffe vom Typ AH - PO (Ammonsalpeter - Dieselkraftstoff), die in Spreng- und Bohrlöcher mit Hilfe einer pneumatischen Ladeeinrichtung eingeführt werden, eine breite Anwendung gefunden.

Die Entwicklung von vervollkommneten Einrichtungen zum pneumatischen Laden'ist deshalb besonders wichtig geworden, weil nunmehr beträchtliche Gesteinsmengen mit Hilfe von Großbohrlöchern (Durchmesser 100 bis 165 mm) abgebaut werden. Dazu wurden hochleistungsfähige pneumatische Schlagbohrgeräte geschaffen, die es gestatten, sowohl Klein- als auch Großbohrlöcher effektiv niederzubringen. Der Abbau von Gesteinen mittels tiefen Großbohrlöchern ist besonders wirksam bei der Hereingewinnung von senkrechten und steil einfallenden mächtigen Erzkörpern und Pfeilern.

Beim Abbau solcher Erzkörper mittels ansteigenden Bohrlöchern verringert sich das Volumen von Vorbereitungs- und Anschnittsarbeiten um 15 ·«· 20 %· Jedoch ist das Laden von

Großbohrlöehern mit losen Sprengstoffen ein kompliziertes technisches Problem» Zum Laden von Spreng- und Bohrlöchern ist eine große Anzahl verschiedenartiger Ladeeinrichtungen geschaffen worden, aber sie gewährleisten kein qualitätsgerechtes Laden von Großbohrlöchern, weil sie keine Stabilisierung der Parameter der pneumatischen Förderung (Sprengstoff-, Gas-, Flüssigkeitsdurchsatz) sicherstellen oder kompliziert aufgebaut sind sowie eine geringe Betriebszuverlässigkeit und eine geringe Güte der Parameterregelung besitzen. Die Verluste an Sprengstoffen durch Verschüttung von Staubentwicklung in Bergwerken erreichen bis zu 20 %. In den Bohrlöchern bildet sich eine in ihren Eigenschaften ungleichartige Ladung, und.die Effektivität der Zerkleinerung von Gesteinen nimmt ab.

Zu den Einrichtungen, die bisher die besten Resultate gewährleisten, zählt eine Einrichtung, die die Sprengstoffζufuhr in die Ladeleitung aus einer Wirbelschicht vorsieht.

Den bekannten Einrichtungen dieser Art kommt nach dem technischen Wesen und dem erzielbaren Effekt eine Einrichtung zum pneumatischen Laden von Spreng- und Bohrlöchern mit losen Sprengstoffen (DE-PS Ur* 2 911 148 c-3) am nächsten, die eine mit einer Gasquelle in Verbindung stehende Druckkammer zur Bildung einer Sprengstoffwirbelschicht in der Druckkammer enthält, in der koaxial ein Rohr zur Ableitung des im Wirbelzustand befindlichen Sprengstoffes angeordnet ist, das an dem einen Ende über ein Abschlußorgan mit dem Hohlraum der Druckkammer und an dem anderen Ende mit einer Laderohrleitung für die Zufuhr des Sprengstoffes in den zu ladenden Hohlraum in Verbindung steht, sowie einen Ejektor für die Luftzufuhr in die Laderohrleitung

umfaßt, wobei in der Einrichtung ein Regler für den Durchsatz dea Gases vorgesehen ist, daß der Druckkammer zur Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Sprengstoffmassedurchsatzes in Abhängigkeit von der Druckdifferenz in der Wirbelschicht und am Austritt der Laderohrleitung zugeführt wird· In der Einrichtung ist vieiterhin ein Regler für den Durchsatz des durch den Ejektor in die Laderohrleitung zugeführten Gases vorhanden, der eine stufenweise "Vergrößerung der LuftdurchfluQmenge in der Laderohrleitung im Augenblick des Schließens des Abschlußorgans gewährleistet© Der Regler für den Durchsatz des der Druckkammer zugeführten Gases enthält Druckgeber in der Druckkammer und in der Laderohrleitung, die zur Erzeugung eines Differenzsignals gemeinsam an eine Verguß ichssehaltung angeschlossen sind, die mit einem Druckdifferenzeinsteller verbunden und über ihren Ausgang an einen Gaszufuhr- und Gasauslaß-Stellmechaniamus der Druckkammer zum Auslassen des von einer Quelle zugeführten Gases bei Überschreiten eines vorgegebenen Druckgefälles angeschlossen ist· Der Luftdurchflußmengenregler in der Ladeleitung enthält ein Kommandogerät, das mit dem Stellmechanismus des Abschlußorgans verbunden ist und beim Schließen dieses Abschlußorgans ein Signal für das Ventil zur stufenweises Vergrößerung des Gasdurchsatzes in der Laderohrleitung erzeugt· Eine Drossel, über die der untere Teil des Flüssigkeitsbehälters mit der Laderohrleitung in Verbindung steht, Öffnet sich auf ein Signal des Kommandogerätes beim öffnen des Abschlußgerätes. .

Nachteilig bei dieser Einrichtung ist deren komplizierte Konstruktion, eine geringe Betriebszuverlässigkeit und eine niedrige Regelgüte der Parameter der pneumatischen Förderung (Sprengstoff-, Gas-, Flüasigkeitsdurchsatz), woraus eine gefinge Genauigkeit der Sprengstoffbenetζung in der zweiphasigen Strömung "Gas - Sprengstoff" resultiert, die

tnit dem nicht synchronen Eintritt der Materialien über das Abschlußorgan der zweiphasigen Strömung und den Stellmechanismus für die Flüssigkeitszufuhr in die Laderohrleitung zusammenhängt. Dabei ist die Zuführung nur der Flüssigkeit allein in den Gasstrom nicht ausgeschlossen, wenn in der Druckkammer der Sprengstoff verbraucht ist, was eine Störung der Eigenschaften der Ladung mit Hilfe der beschriebenen Ladeeinrichtung zur Folge hat·

In der letzten Zeit finden neue Sprengstoffarten Anwendung, darunter sogenannte Sprengstoffe mit getrennter Ladeweise, die der Rohrleitung in trockenem Zustand zugeführt werden und nach der während der pneumatischen Förderung erfolgten Zuführung einer dosierten Flüssigkeitsmenge die erforderlichen Eigenschaften (Dichte, Feuchtigkeit, Disperaionsgrad, Qualität des heterogenen Gemisches u.a.m.) in der Ladung gewährleisten«

Zu diesem Zweck wird in den Einrichtungen ein Behälter für eine in die Rohrleitung einzuführende Flüssigkeit vorgesehen. Da aber die oben beschriebene Ladeeinrichtung die erforderliche Genauigkeit der Stabilisierung des flüssigen Zusatzes nicht gewährleistet, ist es unmöglich, die erforderlichen Eigenschaften der Ladung sicherzustellen.

Die Schwierigkeit der apparativen Ausführung des Steuerschemas setzt die Betriebszuverlässigkeit der Maschine unter den Bedingungen von Untertagebetrieben herab, führt zum teilweisen oder vollständigen Ausfall des Steuerungsschemas und dementsprechend zu Sprengstoffverlust en beim Laden und zu einer niedrigen Qualität der Ladung im Bohrloch sowie zur Störung des Produkt ionszyklus.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung iat es, die Betriebszuverlässigkeit einer Einrichtung zum pneumatischen Laden von Spreng- und Bohrlöchern mit losen Sprengstoffen sowie die Effektivität der Bohr- und Sprengarbeiten zu erhöhen»

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum pneumatischen Laden von Spreng- und Bohrlöchern mit losen Sprengstoffen, bestehend aus einer Druckkammer mit einem Zufuhr ungsrohr, einem mit der Druckkammer verbundenen Flüssigkeitsbehälter, einer HauptVerteilerleitung mit einem Gasmengenregler und einem Druckgefälleregler am Zufiihrungsrohr, so auszubilden, daß die Baueinheiten für die Zuführung von Gas, Sprengstoff und Flüssigkeit durch entsprechendes Aneinanderschalten die Möglichkeit einer synchronen dosierten Flüssigkeits- und Sprengstoffzufuhr bei hoher Segelgüte der Zuführung von .Sprengstoff, Gas und Flüssigkeit sicherstellen»

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hauptverteilerleitung zwischen dem Ausgang des Gasmengenreglers und dem Einlaß des Flüssigkeitsbehälters sowie der Druckkammer mit einem Rückschlagventil versehen ist, der Druck-· gefälieregler am Zuführungsrohr eine Kammer mit erhöhtem Druck, die mit dem Ausgang des Gasmengenreglers verbunden ist, und eine Kammer mit niedrigerem Druck besitzt, die an die Ladeleitung hinter dem Abschlußorgan angeschlossen ist, und der Austrittsstutzen des Flüssigkeitsbehälters an das Zuführ ungsrohr über eine regelbare Drossel zwischen dem Abschlußorgan und dem in der Druckkammer untergebrachten Teil des Zuführungsrohres angeschlossen ist, derart, daß sein Anschlußpunkt oberhalb des Flüssigkeitshöhenstandes im Flüssigkeitsbehälter liegt.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung bestehen darin, daß durch das Vorhandensein des Druckgefällereglers am Zuführungsrohr und des Rückschlagventils an der Hauptverteilerleitung eine hohe Betriebszuverlässigkeit und eine hohe Regelgüte des Durchsatzes von in die Ladeleitung eintretenden Sprengstoffen und Gas sichergestellt werden. Das Einbinden des Auslasses des Flüssigkeitsbehälters in das Zuführungsrohr vor dem Abschlußorgan mit der Anordnung des Flüssigkeitshöhenstandes im Behälter unterhalb des Einführungspunktes der Flüssigkeit in das Zuführungsrohr gewähr-' leistet die synchrone Zuführung von Sprengstoffen und flüssigen Zusätzen bei einer hohen Güte der Stabilisation des Flüssigkeits&urchsatzes während des gesamten Ladezyklus·

Die größten Vorteile bietet die Einrichtung bei der Formung von Ladungen aus losen Sprengstoffen in ansteigenden Großbohrlb'chern und besonders bei Verwendung von Sprengstoffen, die zur getrennten Ladeweise bestimmt sind, da bei Abweichungen von den optimalen Bedingungen der Zuführung von Sprengstoffen, Gas und Flüssigkeit über die Ladeleitung in das Bohrloch Sprengstoffverluste durch Ausschütten aus dem Bohrloch zunehmen und die Qualität der Ladung im Bohrloch - Dichte, Feuchtigkeit, Dispersionsgrad u»dgl. - stark zurückgeht· Von allen diesen Nachteilen ist die erfindungsgemäße Einrichtung frei·

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden· Die zugehörige Zeichnung zeigt ein Prinzipschema der Einrichtung außerhalb des Bohrloches teilweise im Schnitt, wobei zusätzliche Elemente nicht abgebildet sind, über die der Sprengstoff in die Ladekammer (ins Bohrloch) eingeführt wirdj so fehlt z. B. ein spezieller

Ansatz, der am Ende der Ladeleitung angebracht wird·

Die Einrichtung zum pneumatischen Laden umfaßt eine Druckhammer 1 zur Erzeugung einer Wirbelschicht eines losen Sprengstoffes 2 innerhalb der Druckkammer 1» Diese besteht aus einem kegelförmigen Gehäuse 3, durch das ein SufÜhrungsrohr 4 mit einer kreisförmigen Scheibe 5 an dessen Ende hindurchgeführt ist. Durch Wahl eines Verhältnises zwischen den Durchmessern der Druckkammer 1 und der Scheibe 5 wird die erforderliche Volumenkonzentration des Gemisches im Zufiihrungsrohr 4 erzielt. Das Zuführungsrohr 4 steht außerhalb der Druckkammer 1 über ein Abschlußorgan 6 mit einer Ladeleitung 7 in Verbindung.

Die Einrichtung ist weiterhin mit einem Flüssigkeitabehälter versehen, dessen oberer Teil mit der Druckkammer 1 über eine Hauptverteilerleitung 9 verbunden ist, während der untere Teil über einen Austrittsstutzen 10 und eine regelbare Drossel 11 mit dem Zuführungsrohr 4 vor dem Abschlußorgan 6 in Verbindung steht, derart, daß der Punkt der Einführung der Flüssigkeit in das Zufiihrungsrohr 4 um eine Größe oberhalb des Flüssigkeitshöhenstandes im Flüssigkeitsbehälter 8 liegt.

Der Eintritt für Sprengstoffe in die Druckkammer 1 und der Eintritt des Flüssigkeitsbehälters 8 stehen mit einer Rohrleitung 12 zur Versorgung der Einrichtung mit Gas über ein Ventil 13, einen direkt wirkenden Gasmengenregler 14» ein Rückschlagventil 15 und die Hauptverteilerleitung 9 in Verbindung.

Der Ausgang des Gasmengenreglers 14 steht mit der Ladeleitung 7 über einen Druckgefälleregler 16 in Verbindung,

-8-der parallel zum Zuführungsrohr 4 geschaltet ist·

Der Druckgefälleregler 16 enthält eine Kammer 17 mit erhöhtem Druck und eine Kammer 18 mit niedrigem Druck, die beispielsweise durch einen Membranblock 19 und einen pneumatischen Kontakt 20 vom Typ Düse - Klappe getrennt sind. Er enthält außerdem eine ein Druckgefälle vorgebende Einrichtung, die aus einem Schraubenpaar 21 und einer Feder 22 besteht.

Die Einrichtung zum pneumatischen Laden arbeitet folgendermaßen:

In die Druckkammer 1 wird der Sprengstoff eingebracht, und der Flüssigkeitsbehälter 8 wird mit der Flüssigkeit gefüllt·

In Abhängigkeit vom Durchmesser und der äquivalenten Länge der Ladeleitung 7» dem Durchmesser und dem Heigungswinkel der zu ladenden Spreng- oder Bohrlöcher stellt die Bedienungsperson am Druckgefälleregler 16 mit Hilfe des Schraubenpaares 21 ein erforderliches Gefälle zwischen dem Eintritt in die Druckkammer 1 und dem Austritt in die Ladeleitung 7 ein· Am Gasmengenregler 14 wird eine Höhe des Gasdurchsatzes und an der regelbaren Drossel 11 ein Durchgangsquerschnitt eingestellt, der für den vorgegebenen Sprengstoffdurchsatz die Zuführung der erforderlichen Flüssigkeitsmenge in den Sprengstoff- und Gasstrom gewährleistet·

Nachdem der Durchsatz von Sprengstoffen, Gas und Flüssigkeit vorgegeben ist, führt die Bedienungsperson durch öffnen des Ventils 13 der Einrichtung Druckgas zu· In dieser Zeit erfolgt die Spülung der Ladeleitung 7, und am Ausgang des Gasmengenregelers 14 wird ein vorgegebener Durchsatz des Gases eingestellt, dessen einer Teil über das Rückschlag-

ventil 15 und die HauptVerteilerleitung 9 zur Erzeugung eines Drucks in der Druckkammer 1 und im Flüssigkeitsbehälter 8 strömt» während der andere Teil des Gases in die Ladeleitung 7 gelangt»Hierbei ist der Druck in der Druckkammer 1 dem Druck in der Kammer 17 des Druckgefällereglers 16 gleich, während der Druck in der Ladeleitung 7 (am Austritt der Einrichtung) der Größe des aerodynamischen"Widerstandes der Ladeleitung 7 und dem Gasdruck entspricht, der sich in der Kammer 18 des Druckgefällereglers 16 eingestellt hat.

Der unterschiedliche Druck in den Kammern 1 Ti 18 des Druckgefällereglers 16 stellt sich dadurch ein,, daß einerseits auf den Membranblock 19 der Gasdruck vom Ausgang des Gasmengenreglers 14 einwirkt, der den pneumatischen Kontakt 20 zu öffnen bestrebt ist, während andererseits auf den Membranblock 19 eine vom Gasdruck in der Ladeleitung 7 und von der Feder 22 ausgehende Gesamtkraft einwirkt, die den pneumatischen Kontakt 20 zu schließen bestrebt ist, wobei sich infolgedessen in den Kammern 17? 18 eine Druckdifferenz einstellt, die der von der Feder 22 ausgehenden Kraft proportional ist·

Während der Spülung besteht im Abschnitt des Zuführungsrohres 4, der sich innerhalb der Druckkammer 1 befindet, und vor dem Abschlußorgan 6 kein Druckgefälle, und es besteht auch kein Druckgefälle an der Drossel 11, so daß demnach die Flüssigkeit über die Drossel 11 dem Zufiihrungsrohr 4 nicht zugeführt wird·

Für die Zuführung des Sprengstoffes in die Ladeleitung 7 öffnet die Bedienungsperson das Abschlußorgan 6, Infolgedes-

aen gelangt der Sprengstoff über das Zuführungsrohr 4 aus der Wirbelschicht der Druckkammer 1 auf Grund eines Druckge-. fälles, das sich mit Hilfe des Druckgefällereglers 16 zwischen der Druckkammer 1 und der Ladeleitung 7 eingestellt hat, in die Ladeleitung 7, und dementsprechend strömt auch die Flüssigkeit über die Drossel 11, wobei der Druckgefälleregler 16 in entsprechender Weise das Gas auf den Eintritt der Druckkammer 1 und auf die Ladeleitung 7 ohne Verzögerung umverteilt· In dieser Zeitperiode findet das füllen der Ladeleitung 7 mit dem Sprengstoff und danach dessen Zuführung in ein (nicht abgebildetes) Bohrloch statt. Während der Füllung der Ladeleitung 7 mit dem Sprengstoff wächst der Widerstand derselben und es steigt dementsprechend der Druck in der Druckkammer 1 an*

Die Unterbrechung der Sprengstoffzufuhr ins Bohrloch wird von der Bedienungsperson durch Schließen des Abschlußorgans 6 vorgenommen. In dieser Periode erfolgt das Ausblasen des Sprengstoffes aus der Ladeleitung 7 ins Bohrloch mit einem Gasdurchsatz, der am Gasmengenregler 14 eingestellt ist, obwohl der Widerstand der Ladeleitung 7 absinkt· Nach der Spülung der Rohrleitung 7 unterbricht die Bedienungsperson die Druckgaszufuhr durch Schließen des Ventils 13· Hierbei wird der Druck in der Druckkammer 1 dadurch aufrechterhalten, daß das Rückschlagventil 15 das Druckgas aus der Druckkammer 1 nicht in die Ladeleitung 7 durchläßt, und die Einrichtung ist für den nächstfolgenden Ladezyklus bereit·

Für den Fall, daß beim Laden der Sprengstoff 2 in der Druckkammer 1 gänzlich verbraucht ist, hört die Flüssigkeits-

zufuhr über die Drossel 11 ebenfalls auf, und zwar deshalb, weil der Widerstand des Zuführungsrohres 4 gegen das reine Gas (ohne Sprengstoff) erheblich niedriger ist als-gegen den Gasstrom mit Sprengstoff, und der Unterschied des flüssigkeit shöhenstandes im Flüssigkeitsbehälter 8 und in der Drossel 11 wird derart gewählt, daß der Widerstand (das Gefälle) des Zuführungsrohres 4 gegen das reine Gas die Druckhöhe nicht übersteigt, die zum Heben der Flüssigkeit auf die Höhe h erforderlich ist«

Die Inbetriebsetzung der Einrichtung und deren Ausschalten erfolgt auf Befehl der Bedienungsperson, die den Ladeprozeß im Bohrloch (Sprengloch) durchführt und die Länge der Ladung Bohrloch überwacht.

Claims (1)

1. -12-Brf indungsans pruch

   Einrichtung zum pneumatischen Laden von Spreng- und Bohrlöchern mit losen Sprengstoffen, bestehend aus einer Druckkammer, deren Eintritt mit einer Gasquelle zur Bildung einer Wirbelschickt des Sprengstoffes in der Druckkammer in Verbindung steht, wobei in der Druckkammer koaxial mit deren unterem Teil ein Zuführungsrohr zur Ableitung des im Wirbelzustand befindlichen Sprengstoffes angeordnet ist, das an dem einen Ende mit dem Hohlraum der Druckkammer in Verbindung steht und an dem anderen Ende über ein Abschlußorgan mit einer Ladeleitung für die Zufuhr des Sprengstoffes in den zu ladenden Hohlraum in Verbindung gesetzt ist, einem Flüssigkeitsbehälter, dessen Einlaß mit dem Einlaß der Druckkammer verbunden ist, während sein unterer Beil über einen Austrittsstutzen mit dem Zuführungsrohr für die Benetzung des Sprengstoffes in Verbindung steht, einer Hauptverteilerleitung mit einem Gasmengenregler, die die Gasquelle mit der Druckkammer und dem Flüssigkeitsbehälter verbindet, und einem Druckgefälleregler am Zuführungsrohr zur Stabilisierung des Durchsatzes des Sprengstoffes, gekennzeichnet dadurch, daß die Hauptverteilerleitung (9) zwischen dem Ausgang des Gasmengenreglers (14) und dem Einlaß des Flüssigkeitsbehälters (8) sowie der Druckkammer (1) mit einem Rückschlagventil (15) versehen ist, der Druckgefälleregler (16) am Zuführungsrohr (4) eine Kammer (17) mit erhöhtem Druck, die mit dem Ausgang des Gasmengenreglers (14) verbunden ist, und eine Kammer (18) mit niedrigerem Druck, die an die Ladeleitung (7) hinter dem Abschlußorgan (6) angeschlossen ist, aufweist, und der Austrittsstutzen (10) des

   Flüasigkeitsbehälters (8) an das Zuführungarohr (4) über eine regelbare Drossel (11) zwischen dem Abschlußorgan (6) und dem in der Druckkammer (1) untergebrachten Teil des Zuführungsrohres (4) angeschlossen ist, derart, daß sein Anschlußpunkt oberhalb des Fliissigkeitshöhenstandes im Flüssigkeitsbehälter (8) liegt·

   Λ Seite Zeichnung