DE10008832A1 - Fördervorrichtung für den hängenden Transport flacher metallischer Werkstücke, insbesondere von Platinen aus Metallblech - Google Patents
Fördervorrichtung für den hängenden Transport flacher metallischer Werkstücke, insbesondere von Platinen aus MetallblechInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Fördervorrichtung für den hängenden Transport flacher metallischer Werkstücke, insbesondere Platinen aus Metallblech, mit Hilfe mehrerer Magnethalteelemente und/oder Unterdruckelementen, welche eine elektromagnetische und/oder eine Saugkraft auf das Werkstück ausüben. Die Aufnahme von Werkstücken an einer Übernahmestelle und das Abwerfen von Werkstücken an einer Übergabestelle wird durch eine Steuereinheit der Fördervorrichtung geregelt. Um ein positionsgenaues Abwerfen der Werkstücke an der Übergabestelle zu erreichen, ist die Fördervorrichtung mit einem Näherungsschalter versehen, der bei der Annäherung des Werkstücks an den Näherungsschalter ein Auslösesignal an die Steuereinheit sendet, durch welches das Abwerfen des Werkstücks ausgelöst wird.
Description
Die Erfindung betrifft eine Fördervorrichtung für den hängenden Transport flacher metallischer
Werkstücke, insbesondere Platinen aus Metallblech.
Aus der DE 196 36 086 ist eine Fördervorrichtung bekannt, mit Hilfe derer flächige Werkstück
hängend transportiert werden können. Die Fördervorrichtung umfaßt ein unter Magnethalte
elementen vorbeilaufendes, endloses Unterdruckförderband und eignet sich daher sowohl für
den Transport ferromagnetischer Werkstücke, z. B. Stahlbleche als auch für den Transport
nichtferromagnetischer Werkstücke, z. B. Aluminiumbleche. Jedem Magnethalteelement ist ein
separat steuerbares Unterdruckelement zugeordnet, wobei alle Unterdruckelemente über Ven
tile mit einem Vakuumsystem verbunden sind. Die Aufnahme der Werkstücke an einer Über
nahmestelle und die Abgabe der Werkstücke an einer Übergabestelle erfolgt automatisch mit
Hilfe einer Steuereinheit, die den beteiligten Magnethalteelementen und/oder Unterdruckele
menten entsprechende Steuersignale sendet und dadurch die gewünschten Wirkungen auslöst.
Die Werkstücke werden mittels der Fördervorrichtung von einer Übernahmestelle zu einer
Übergabestelle transportiert, an der sie positionsgenau abgeworfen werden sollen. Wird die
Fördervorrichtung zum hängenden Transport nichtferromagnetischer Werkstücke genutzt, so
werden die Werkstücke durch die Unterdruckelemente angesaugt und am Unterdruck-
Förderband hängend mitgeführt; zum Auslösen des Abwerfprozesses werden die an der Ab
wurfstelle befindlichen Unterdruckelemente kurzzeitig vom Vakuumsystem getrennt, wodurch
die Sogwirkung kurzzeitig aufgehoben wird und das transportierte Werkstück infolge seiner
Schwerkraft vom Förderband abfällt. - Wird die Fördervorrichtung hingegen zum hängenden
Transport ferromagnetischer Werkstücke genutzt, so erfolgt die Mitführung der Werkstücke mit
Hilfe der Magnethalteelemente; zum Auslösen des Abwerfprozesses werden in diesem Fall die
an der Abwurfstelle befindlichen Magnethalteelemente abgeschaltet, wodurch das transportier
te Werkstück infolge seiner Schwerkraft vom Förderband abfällt.
Um ein reproduzierbares Abwerfen der Werkstücke sicherzustellen, muß in Abhängigkeit des zu
rückgelegten Transportweges des Werkstücks ein Auslösesignal an die Fördervorrichtung ge
sendet werden, das zu einem kurzzeitigen Abschalten des betreffenden Unterdruckelements
und/oder Magnethalteelements und somit zum Abfallen des Werkstücks führt, sobald sich das
Werkstück in der "richtigen" Abwerfposition befindet. Die Aussendung des Auslösesignals muß
prozeßsicher, unabhängig von geometrischen Toleranzen des Werkstücks und der genauen
(seitlichen) Lage des Werkstücks auf der Fördervorrichtung erfolgen. Um eine schnelle, unauf
wendige Umstellung der Fördervorrichtung auf ein weites Spektrum unterschiedlicher metalli
scher Werkstücke zu ermöglichen, sollte die Aussendung des Auslösesignals außerdem weitge
hend unabhängig von Dicke, geometrischer Form und Metallart des Werkstücks sein.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Fördervorrichtungen zum hängenden
Transport flacher metallischer Werkstücke so weiterzuentwickeln, daß ein prozeßsicheres, re
produzierbares Abwerfen von Werkstücken unterschiedlicher Geometrien und unterschiedlicher
Metallsorten an einer definierten Übergabestelle gewährleistet ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Danach ist die Fördervorrichtung mit einem Näherungsschalter versehen, welcher bei Annähe
rung eines metallischen Werkstücks ein Meßsignal an die Steuereinheit sendet und dadurch die
Steuereinheit zum Senden entsprechender Steuersignale an diejenigen Magnethalteelemente
und/oder Unterdruckelemente veranlaßt, die am Abwurfprozeß beteiligt sind. Der Näherungs
sensor ist in einem der Abwurfstelle in Förderrichtung vorgelagerten Bereich angeordnet, so
daß nach dem Detektieren eines Werkstücks durch den Sensor genügend Zeit verbleibt, das
Auslösesignal zu senden und das betreffende Unterdruckelements und/oder Magnethalteele
ment abzuschalten; dies spielt insbesondere bei Unterdruckförderung, d. h. dem Transport
nichtferromagnetischer Werkstücke, eine wichtige Rolle, da das hierbei notwendige mechani
sche Schalten von Ventilen und Belüften der betreffenden Saugelemente eine gewisse Zeit be
nötigt.
Besonders vorteilhaft ist die Wahl eines induktiven Näherungsschalter, da dieser eine besonders
schnelle und exakte Erkennung des vorderen Randes eines ankommenden metallischen Werk
stücks ermöglicht (siehe Anspruch 2). Der induktive Näherungsschalter ist - im Gegensatz zu
optischen Reflektions-Schaltern - insbesondere unempfindlich gegenüber Verschmutzungen
und Beschädigungen der Werkstückoberfläche und liefert somit auch dann verläßlich reprodu
zierbare Ausgangssignale, wenn die Werkstückoberfläche unterschiedliche Reflexionseigen
schaften oder Verbiegungen aufweist. Um den Näherungsschalter ohne größere Modifikationen
auf ein weites Spektrum von Werkstücken aus unterschiedlichen Metallen anwenden zu kön
nen, wird zweckmäßigerweise ein induktiver Näherungsschalter ohne Ferritkern verwendet, der
unempfindlich gegenüber magnetischen Feldern ist und somit eine vergleichbare Ansprech
schwelle für ferromagnetische und nicht-ferromagnetische Werkstücke (z. B. Stahl- und Alumini
umbleche) aufweist.
Weiterhin wird zweckmäßigerweise ein Näherungsschalter mit einem großen Schaltabstand
verwendet, der fest mit dem stationären Teil der Fördervorrichtung verbunden ist und so zwi
schen benachbarten Unterdruck-Förderbändern angeordnet ist, daß er einen Minimalabstand
von 1 mm bis 3 mm zu der die Förderbänder berührenden Oberfläche des vorbeitransportierten
Werkstücks einnimmt (siehe Anspruch 3). So wird einerseits ein prozeßsicheres und reprodu
zierbares Ansprechen des Näherungsschalters sichergestellt, während gleichzeitig Beschädigun
gen des Schalters durch die vorbeitransportierten Werkstücke vermieden werden.
Die Fördervorrichtung mit einem Näherungsschalter zum Auslösen des Abwurfvorgangs eignet
sich insbesondere zum hängenden Transport metallischer Platinen, welche, aus einer Platinen
presse kommend, von der Fördervorrichtung an einer Übernahmestelle aufgenommen und zu
einer Übergabestelle transportiert werden, wo sie in einem Stapelmagazin abgelegt werden
(siehe Anspruch 4). Der Näherungsschalter sendet bei Annäherung einer Platine ein Ausgangs
signal an die Steuereinheit, die ein prozeßsicheres Abwerfen der Platine in das Stapelmagazin
bewirkt. Die Reaktionszeit zwischen Ausgangssignal des Näherungsschalters und Auslösevor
gang kann dabei so eingestellt werden, daß die Platine je nach Wahl an unterschiedlichen Sta
pelmagazinen an aufeinanderfolgenden unterschiedlichen Abwurforten abgeworfen werden
kann. Durch die Unempfindlichkeit eines induktiven Näherungsschalters auf unterschiedliche
Metallsorten kann die Vorrichtung ohne Umbau für Stahl- und Aluminiumplatinen verwendet
werden. Weiterhin kann das Ausgangssignal des Näherungsschalters zur Überprüfung des Funk
tionszustands der Platinenpresse verwendet werden: Im normalen Arbeitsbetrieb stößt die Pla
tinenpresse in regelmäßig aufeinanderfolgenden Zeitabständen innerhalb eines engen Zeitfen
sters eine Platine aus, deren Abtransport durch den Näherungsschalter registriert wird. Trifft in
einem dieser Zeitfenster keine Platine am Näherungsschalter ein, so ist dies ein Hinweis darauf,
daß die Platine in der Presse oder im Übernahmebereich hängengeblieben ist, und der Preßvor
gangs muß sofort angehalten werden, um Beschädigungen der Presse zu vermeiden. Sendet
der Näherungsschalter also in dem gegebenen Zeitfenster daher kein Ausgangssignal, so kann
dieses Ausbleiben des Ausgangssignals zum sofortigen Ausschalten der Presse verwendet wer
den. Diese doppelte Nutzung des Näherungsschalters erspart somit den Einbau zusätzlicher ko
stenintensiver Sensorik und Auswerteelektronik zur Überwachung des Teiletransports innerhalb
der Platinenpresse.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei
spieles näher erläutert; dabei zeigt:
Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht eines Ausschnitts einer Fördervorrichtung mit hängend
transportierten Platinen.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts einer Fördervorrichtung 1 zum
hängenden Transport flächiger Werkstücke 2, insbesondere metallischer Platinen 3 aus einer
Platinenpresse 4. Die Platinenpresse 4 stößt die Platinen 3 auf ein Transportband 5 aus, das sie
zu einer Übernahmestelle 6 der Fördervorrichtung 1 transportiert. Die Fördervorrichtung 1 weist
ein in Pfeilrichtung um Umlenkrollen 7 umlaufendes, endloses Förderband 8 auf, mittels dessen
die Platinen 3 von der Übernahmestelle 6 zu einer Übergabestelle 9, im vorliegenden Fall ein
Stapelmagazin 10, transportiert werden.
Die Fördervorrichtung 1 ist mit einer Vielzahl von Magnethalteelementen 11 versehen, die in
Förderrichtung hintereinander angeordnet sind und die dem Transport von Platinen 3 aus einem
ferromagnetischen Werkstoff dienen. Diese Magnethalteelemente 11 enthalten sowohl Perma
nentmagnete als auch Elektromagnete. Die ferromagnetischen Platinen 3 werden an der Über
nahmestelle 6 aufgenommen und an dem Stapelmagazin 10 abgeworfen, indem der Elektroma
gnet des dem Stapelmagazin gegenüberliegenden Magnethalteelements 11' kurzzeitig bestromt
wird und dabei ein Streufeld erzeugt, das dem Magnetfeld des Permanentmagneten entgegen
wirkt, so daß die Anziehungswirkung des Magnethalteelements 11' auf die Platine 3 aufgehoben
wird und die Platine 3 in das Stapelmagazin 10 abgeworfen wird. Der Steuerimpuls zur Beauf
schlagung des Elektromagneten des entsprechenden Magnethalteelements 14' und somit zum
Abwurf der Platine 3 an dem Stapelmagazin 10 erfolgt über eine Steuereinheit 12.
Um neben der Förderung ferromagnetischer Werkstücke 2 auch eine Förderung nichtferroma
gnetischer Werkstücke 2, z. B. Platinen 3 aus Aluminiumblech, zu ermöglichen, ist jedes Ma
gnethalteelement 11 weiterhin mit einem eigenen Unterdruckelement 13 versehen, die über ein
Schaltventil 14 mit einem (in Fig. 1 nicht dargestellten) Vakuumsystem verbunden sind. Das
Förderband 8 weist Saugelemente 15 auf, die in bekannter Weise über Unterdruckleitungen mit
dem ihnen jeweils gegenüberliegenden Unterdruckelement 13 verbunden sind. Soll an der
Übernahmestelle 6 eine Platine 3 aufgenommen werden, so werden die in diesem Bereich be
findlichen Unterdruckelemente 13 über die Schaltventile 14 mit dem Vakuumsystem verbunden,
so daß an den Saugelementen 15 ein Unterdruck anliegt, der die Platine 3 ansaugt. Dieser Un
terdruck wird über den gesamten Transportweg gehalten. An der Übergabestelle 9 wird durch
ein zeitlich genau eingestelltes Belüften des in diesem Bereich befindlichen Unterdruckelements
13' die Saugkraft der Saugelemente 15 an der Platine 3 schlagartig reduziert, wodurch die Pla
tine 3 in das Stapelmagazin 10 abgeworfen wird. Die Steuerimpulse für die Unterdruck-
Schaltventile 14, 14' sowie für die Belüftung der Unterdruckelemente 13, 13' erfolgt ebenfalls
über die Steuereinheit 12.
Um sicherzustellen, daß die Platinen 3 reproduzierbar in der richtigen Position in den Stapelma
gazine 10 zu liegen kommen, ist es wichtig, daß die Platinen 3 an einer hochgenau vorgegebe
nen Stelle abgeworfen werden. Da das Förderband 8 mit einer gewissen festen Geschwindigkeit
vBand umläuft, bedeutet dies, daß die Strombeaufschlagung des dem Stapelmagazin 10 gegen
überliegenden Magnethalteelements 11' bzw. die Belüftung des dem Stapelmagazin 10 gegen
überliegenden Unterdruckelements 13' zu einem genau vorgegebenen Zeitpunkt erfolgen muß.
Dabei muß über die Steuereinheit 12 mit einem gewissen Vorlauf ein Auslöseimpuls an das Ma
gnethalteelement 11' bzw. das Unterdruckelement 13' gesendet werden, der diese Abwurfakti
on einleitet. Hierzu ist die Fördervorrichtung 1 mit einem Näherungsschalter 16 versehen, wel
cher zwischen der Übernahmestelle 6 und der Übergabestelle 9 in unmittelbarer Nähe des För
derbandes 8 angeordnet ist. Durch die unmittelbare Nachbarschaft zum Förderband 8 reagiert
der Näherungsschalter 16 schnell und zuverlässig auf die Anwesenheit einer vorbeitransportier
ten Platine 3. Um diese Schaltimpulse für ein weites Spektrum von Platinen 3 unterschiedlicher
Geometrie prozeßsicher generieren zu können, ist es vorteilhaft, den Näherungssensor 16 nahe
des Mittelbereiches des Förderbandes 8 anzuordnen, damit auch für unterschiedlichste Plati
nengeometrien sicherzustellen, daß zumindest ein Teil der Platine 3 in unmittelbarer Nähe des
Näherungsschalters 16 vorbeibewegt wird. Zur Vermeidung von Beschädigungen des Nähe
rungsschalters 16 durch vorbeitransportierte (evtl. verbogene) Platinen ist es weiterhin zweck
mäßig, den Näherungsschalter 16 so zu positionieren, daß er gegenüber dem Förderband 8 um
einige Millimeter ins Innere der Fördervorrichtung 1 versetzt ist.
Wenn die Fördervorrichtung 1 vornehmlich zum Transport metallischer Werkstücke 2 verwendet
werden soll, so ist es vorteilhaft, einen induktiven Näherungsschalter 16 zu wählen. Ein solcher
induktiver Näherungsschalter 16 liefert auch bei verhältnismäßig großen Schaltabständen re
produzierbare, schnelle Schaltsignale. Soll die Fördervorrichtung 1 weiterhin wahlweise zum
Transport ferromagnetischer und nichtferromagnetischer Platinen 3 verwendet werden, so
empfiehlt sich der Einsatz eines ferritlosen Induktionsschalters, weil dieser unempfindlich ge
genüber magnetischen Gleich- und Wechselfeldern ist und somit einerseits durch die Perma
nentmagneten der Magnetelemente 11 nur unwesentlich beeinflußt wird, andererseits einen
ähnlich großen Schaltabstand für ferromagnetische und nichtferromagnetische Platinen 3 auf
weist.
Die elektrische Versorgung des Näherungsschalters 16 erfolgt über einen Sensorcontroller 17,
dem das Ausgangssignal des Näherungsschalters 16 zugeleitet wird. Wird eine Platine 3, am
Förderband 8 hängend, am Näherungsschalter 16 vorbeitransportiert, so sendet der Nähe
rungsschalter 16 zu dem Zeitpunkt, zu dem sich der in bezug auf die Förderrichtung vordere
Rand 18 der Platine 3 gegenüber dem Näherungsschalter 16 befindet, ein Schaltsignal an den
Sensorcontroller 17. Dieses Schaltsignal wird vom Sensorcontroller 17 an die Steuereinheit 12
der Fördervorrichtung 1 weitergeleitet.
Die Platine 3 soll an der Übergabestelle 9 so abgeworfen werden, daß der in Förderrichtung
vordere Rand 18 der Platine 3 möglichst nahe an dem vorderen Rand 19 des Stapelmagazins
10 zu liegen kommt. Der Abstand zwischen dem Näherungsschalter 16 und diesem vorderen
Rand 19 des Stapelmagazins 10 bestimmt eine Abwurfstrecke Δ, der bei fester Förderge
schwindigkeit vBand des Förderbands 8 ein zeitlicher Vorlauf τ = Δ/vBand entspricht. Erhält die
Steuereinheit 12 mittels des Sensorcontrollers 17 das Schaltsignal des Näherungssensors 16,
so verbleibt der Steuereinheit 12 ein Vorlauf τ, um all diejenigen Prozesse (Schließen der
Schaltventile 14' und Entlüften der Unterdruckelemente 13' bzw. Bestromen des Elektromagne
ten im Magnethalteelement 11') einzuleiten, die zu einem präzisen Abwurf der Platine 3 nach
einer Zeitspanne τ führen. Um sicherzustellen, daß seitens der Steuereinheit 12 die Auslöseim
pulse für die Magneteinheit 11' bzw. das Unterdruckelement 13' so rechtzeitig geschickt wer
den können, daß ein Abwurf der Platine 3 an der richtigen Stelle 9 erfolgen kann, sollte der
zeitliche Vorlauf τ mindestens in der Größenordnung einiger Zehntelsekunden liegen.
Neben dem rechtzeitigen Auslösen der Steuerimpulse für das Abwerfen der Platine 3 aus der
Fördervorrichtung 1 in das Stapelmagazin 10 kann der Näherungssensor 16 zusätzlich zur
Überwachung des Transports der Platinen 3 aus der Platinenpresse 4 heraus verwendet wer
den: Im Normalbetrieb erreicht nämlich in regelmäßigen zeitlichen Abständen, die durch die
Taktfrequenz der Platinenpresse 4 bestimmt sind, eine Platine 3 den Näherungsschalter 16 und
löst dort ein Schaltsignal aus. Bleibt dieses Schaltsignal aus, so ist dies ein Indiz dafür, daß die
zugehörige Platine 3 an irgendeiner Stelle auf dem Weg zum Näherungsschalter 16 hängenge
blieben ist. Um Schädigungen der Fertigungs- und Transportanlagen - insbesondere Schädi
gungen der Platinenpresse 4 - durch eine hängengebliebene Platine 3 zu vermeiden, sollte in
einem solchen Fall ein Notaus-Signal geschaltet werden, das die Platinenpresse 4 anhält und
somit auch den Nachschub weiterer Platinen 3 auf das Transportband 5 und in die Fördervor
richtung 1 unterbindet. Hierzu wird im Sensorcontroller 17 die zeitliche Abfolge der vom Nähe
rungsschalter 16 gesendeten Schaltsignale registriert; überschreitet die auf ein Schaltsignal fol
gende Zeitspanne einen bestimmten vorgegebenen Wert, ohne daß ein weiteres Schaltsignal
registriert wird, so sendet der Sensorcontroller 17 ein Notaus-Signal an die Steuereinheit 20
der Platinenpresse 4, welches eine Unterbrechung des Betriebs der Platinenpresse 4 zur Folge
hat.
Wenn die geförderten Platinen 3 - wie in Fig. 1 gezeigt - wechselseitig in unterschiedlichen
Stapelmagazinen 10, 10' abgelegt werden sollen, empfiehlt sich der Einsatz mehrerer Nähe
rungssensoren 16, 16'; jedem Näherungssensor 16, 16' entspricht eine unterschiedliche Abwurf
strecke Δ, Δ' und somit ein unterschiedlicher Zeitvorlauf τ, τ' bis zu dem zugehörigen Stapelma
gazin 10, 10'. In Abhängigkeit des von dem jeweiligen Näherungssensor 16, 16' an die Steuer
einheit 12 der Fördervorrichtung 1 gesendeten Auslösesignals werden die dem jeweils ge
wünschten Stapelmagazin 10, 10' gegenüberliegenden Magnetelemente 11', 11" oder Unter
druckelemente 13', 13" so geschaltet, daß die Platine 3 in das jeweilige Stapelmagazin 10, 10'
abgeworfen wird.
Während bisher als Näherungsschalter 16, 16' ein induktiver Schalter beschrieben wurde, kann
stattdessen z. B. auch ein kapazitiver Schalter verwendet werden; weiterhin kann als Nähe
rungsschalter auch eine optische Lichtschranke oder ein taktiler Schalter (z. B. ein elektrischer
Widerstandsschalter) zum Einsatz kommen.
Weiterhin können die unterschiedlichen Steuermodule Sensorcontroller 17, Steuereinheit 12
der Fördervorrichtung 1 und Steuereinheit 20 der Platinenpresse 4 auch in einer anderen Weise
miteinander vernetzt sein, indem beispielsweise keine direkte Verbindung des Sensorcontrollers
17 zur Steuereinheit 20 vorgesehen ist, sondern (wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet) das
Notaus-Signal für die Platinenpresse 4 über eine direkte Verbindung Steuereinheit 12 der För
dervorrichtung 1 an die Steuereinheit 20 der Platinenpresse 4 gesendet wird.
Claims (4)
1. Fördervorrichtung für den hängenden Transport eines flachen metallischen Werkstücks,
insbesondere einer Platine aus Metallblech,
- - mit mehreren, in Förderrichtung hintereinander angeordneten Magnethalteelementen und/oder Unterdruckelementen
- - und mit einem an den Magnethalteelementen und/oder Unterdruckelementen vorbei laufenden Förderband, mit dem die Werkstücke von einer Übernahmestelle zu einer Übergabestelle transportierbar sind,
- - und einer Steuereinheit zur Steuerung des Aufnehmens des Werkstücks an der Über nahmestelle und des Abwerfens des Werkstücks an der Übergabestelle,
2. Fördervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Näherungsschalter (16, 16') ein induktiver Schalter ist.
3. Fördervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Näherungsschalter (16, 16') so an der Fördervorrichtung (1) befestigt ist, daß er
gegenüber dem vorbeitransportierten Werkstück (1) einen Minimalabstand zwischen 1 mm
und 3 mm einnimmt.
4. Verwendung einer Fördervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Fördervorrichtung (1) zum hängenden Transport metallischer Platinen (3) aus ei ner Platinenpresse (4) verwendet wird, welche von der Fördervorrichtung (1) an der Übernahmestelle (6) aufgenommen und an der Übergabestelle (9) in einem Stapelmaga zin (10) abgelegt werden,
- - und daß das Ausgangssignal des Näherungsschalters (16, 16') einerseits als Auslösesi gnal zum Abwurf der Platine (3) an der Übergabestelle (9) und andererseits im Störfall als ein Auslösesignal zum Anhalten der Platinenpresse (4) verwendet wird.
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