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Erfassungsvorrichtung
für Stückgüter, vorzugsweise
Textilien und/oder textile Gegenstände, mit einer Antennenvorrichtung
zur induktiven Einkopplung einer Betriebsspannung in eine elektronische
Markierung, die jeweils unverlierbar mit den zu zählenden
Stückgütern verbunden
sind, und einer Leseeinheit zur Erfassung der von den elektronischen
Markierungen gesendeten Signale sowie einem der Leseeinrichtung
nachgeschalteten Zähler zur
Bestimmung der jeweiligen Anzahl der Stückgüter durch Auswertung der mittels
der Leseeinrichtung empfangenen Signale der elektronischen Markierungen.
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Eine
derartige Erfassungsvorrichtung für Reinigungsmops ist beispielsweise
aus dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 200 16 620 U1 vorbekannt.
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Der
aus dieser Schrift vorbekannte Reinigungsmop ist auf der bei bestimmungsgemäßer Benutzung
dem zu reinigenden Fußboden
zugewandten Seite mit einem Reinigungsflor versehen und weist an
der gegenüberliegenden
Seite im Seitenendbereich jeweils eine offene Aufnahmetasche, die mittels
aufgesetzter Taschenlagen gebildet ist, auf, wobei in diese Aufnahmetaschen
die Endabschnitte eines, vorzugsweise klappbaren, Mophalters einsteckbar
sind.
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Derartige
Reinigungsmops sind seit vielen Jahren handelsüblich und dienen zum Aufnehmen von
Verunreinigungen auf ebenen Flächen,
wie Böden
oder Wänden.
Derartige Reinigungsmops werden etwa zur Reinigung von Böden in Krankenhäusern oder
Kliniken und anderen medizinischen Einrichtungen benutzt. In diesen
Bereichen herrschen besonders strenge Anforderungen an die Hygiene, so
dass die genannten Reinigungsmops bzw. Wischmopbezüge in vorgeschriebenen
zeitlichen Abständen
gereinigt und desinfiziert werden müssen. Die Reinigungsintervalle
der Wischmops sind in Abhängigkeit
von der mit den jeweiligen Wischmops bearbeiteten Fläche geregelt.
Daher stellt sich zunächst das
Problem, dass die Reinigungsintervalle der Wischmops überwacht
werden müssen.
Außerdem dürfen die
besagten Wischmops nur eine vorgeschriebene Anzahl von Reinigungsintervallen
durchlaufen, bis sie ausgetauscht werden müssen. Ein weiteres erhebliches
Problem im Rahmen der Reinigung der genannten Wischmops besteht
nun darin, dass die Reinigung sehr oft außerhalb der genannten Einrichtungen,
also in Spezialreinigungen erfolgt. Es besteht also bei der Überwachung
der Reinigungsintervalle ein zusätzliches
Interesse, auch die Anzahl der Wischmops erfassen und kontrollieren
zu können.
Dieses Interesse wird insbesondere dadurch verstärkt, dass in den letzten Jahren
in den genannten Einrichtungen ein kaum erklärlicher Schwund an den genannten
Wischmops festgestellt wurde. Es ist weitgehend unklar, ob dieser
Schwund auf das eingesetzte Klinikpersonal oder die genannten Reinigungseinrichtungen
oder auf ganz andere Ursachen zurückzuführen ist. Dieses Problem konnte bisher nur
dadurch angemessen gelöst
werden, dass die zur Reinigung gegebenen Wischmops vor Auslieferung
gezählt
wurden und nach deren Rückgabe
die gereinigten Mops wiederum einer Zählung unterworfen werden. Es
versteht sich, dass die Zählung,
insbesondere der von der Reinigung verschmutzten Wischmops, eine
zeitaufwendige und nicht gerade angenehme Handarbeit ist.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik schlägt die
DE 200 16 620 U1 den Einsatz
der an sich bekannten RFID-Tags vor. Eine ausführliche Beschreibung dieser
RFID-Tags und der in diesem Zusammenhang erreichten Technik findet
sich etwa in der
DE
101 55 935 A1 .
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Die
RFID(Radio-Frequency-Identification)-Tags bestehen im Wesentlichen
aus kontaktlos abfragbaren Transpondersystemen. Es handelt sich hierbei
um Schwingkreise mit einer definierten Resonanzfrequenz. Der Tag
besteht dabei im Wesentlichen aus einer Spule mit einer oder mehreren
Windungen, wobei in diesen Schwingkreis ein Chip angeordnet ist.
Sobald die erwähnte
Spule in das magnetische Wechselfeld einer Sendeantenne gebracht wird,
wird eine induktive Kopplung zwischen der Sendeantenne und der Spule
des Tags erzeugt. Durch das elektromagnetische Wechselfeld wird
in dem Tag eine elektrische Spannung induziert, die letztlich die Spannungsversorgung
des in dem Schaltkreis integrierten Siliziumchips, des sogenannten „Transponder-IC's" sicherstellt. Alternativ wird bei den
einfachen 1Bit-Transpondern
auf den genannten Siliziumchip verzichtet, so dass der RFID-Tag
nur aus der genannten Spule und einem Kondensator besteht, wobei
aufgrund der Anregung dieses Schwingkreises, vorzugsweise mit dessen
Resonanzfrequenz, der RFID-Tag seinerseits ein magnetisches Wechselfeld erzeugt,
was zu einer messbaren Verstimmung des mit der Antennenspule erzeugten
Magnetfeldes führt. Mit
Hilfe des 1Bit-Transponder kann im Wesentlichen nur digital die
Existenz eines solchen Transponders erfasst werden und nicht etwa
die Inhalte eines Siliziumchips mit weiteren individuellen Daten
ausgelesen werden. Die 1Bit-Transponder werden beispielsweise zur
Diebstahlsicherung in Kaufhäusern
eingesetzt. Hier genügt
es tatsächlich
zu erfassen, ob ein derartiger Transponder, der beispielsweise mit
einem Kleidungsstück
fest verbunden ist, an einer zumeist im Ausgangsbereich eines Kaufhauses
angeordneten Leseeinrichtung unbefugt – also ohne entsprechenden
Bezahlvorgang – vorbeigeführt wird.
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Diese
Technik wird gemäß der
DE 200 16 620 U1 nun
mit Vorteil eingesetzt, um die erwähnten Wischmops zu zählen. Hierzu
sind in einer entsprechenden Aufnahmetasche des Reinigungsmops die erwähnten RFID-Tags
eingenäht,
wobei es sich gemäß der vorbekannten
Lösung
nicht um 1Bit-Transponder, sondern um Transponder mit einem integrierten
Speicherchip handelt. Auf dem Chip sind den jeweiligen Reinigungsmop
individualisierende Daten, wie etwa eine Seriennummer, das Herstellungsdatum,
Angaben über
den Hersteller, Angaben über
den Eigentümer,
also etwa der Name des Krankenhauses, sowie Angaben der ersten,
zweiten bzw. letzten chemischen Reinigung des Reinigungsmops, enthalten.
Der Speicherchip kann dabei sowohl gelesen, wie auch beschrieben
werden. Hierzu muss der Reinigungsmop jeweils über ein Kartenlesegerät bzw. über ein
Lese-/Dateneingabegerät
geführt
werden.
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Diese
Lösung
erlaubt es, den Zählvorgang der
fraglichen Wischmops deutlich zu vereinfachen und überdies
die genannten Reinigungsintervalle mit elektronischer Hilfe zu überwachen.
Der mit einer derartigen Leseeinrichtung zu erzielende Automatisierungsgrad
der Zählung
bzw. der Erfassung der im Zusammenhang mit den Wischmops gespeicherten Daten
hält sich
gleichwohl in Grenzen. Um ein im elektromagnetischen Wechselfeld
einer Sendeantenne angeordnetes RFID-Tag sicher erfassen zu können, muss
zum einen sichergestellt sein, dass der Abstand zwischen der Antenne
zur Einkopplung der Betriebsspannung in den RFID-Tags und dem RFID-Tag
selbst nicht zu groß wird.
Derzeit geht man unter Einsatz der für die Umgebung noch verträglichen
Feldstärken
davon aus, dass der Abstand zwischen RFID-Tag und Antenne nicht
größer als
30 cm sein darf.
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Darüber hinaus
muss die Anordnung des RFID-Tags relativ zur Sendeantenne unter
Einhaltung einer bestimmten Ausrichtung erfolgen. Idealerweise wird
der Tag mit der integrierten Spule an der Leseeinrichtung vorbeigeführt, so
dass die von der Spule umschlossene Spulenfläche, mehr oder minder parallel
an der Spulenfläche
der Sende-/Empfangsantenne vorbeigeführt wird. Hierdurch ist sichergestellt;
dass die Feldlinien des von der Sende-/Empfangsantenne erzeugten
elektromagnetischen Feldes die Spulenfläche nahezu orthogonal schneiden.
Jedenfalls sollte der zwischen der Spulenfläche und der von der Antenne
des Tags umschlossenen Fläche
bestehende Winkel 45 Grad nicht übersteigen,
da ansonsten eine hinreichende Durchdringung der Antennenspulenfläche des RFID-Tags
und damit die erforderliche induktive Einkopplung in den betreffenden
Tag nicht mehr gewährleistet
ist. Die sichere Erkennung und/oder ein sicheres Auslesen des RFID-Tags
durch die jeweilige Sende-/Empfangsantenne
ist dann nicht mehr gesichert.
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Gemäß dem durch
die
DE 200 16 620
U1 repräsentierten
nächstliegenden
Stand der Technik ist es zur Zählung
und Kontrolle der Wischmops, also mehr oder minder weiterhin erforderlich,
die Wischmops mehr oder minder exakt ausgerichtet an einer Sende-
und Empfangsantenne, etwa mittels eines Laufbandes oder per Hand
vorbeizuführen.
Dies wird insbesondere in Verbindung mit einer großen Anzahl von
Wischmops nach wie vor als unbefriedigend empfunden.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Erfassungsvorrichtung
für Stückgüter, vorzugsweise
für Textilien
und/oder textile Gegenstände,
zu schaffen, die die vorstehend genannten Nachteile vermeidet und
hierdurch eine weitgehend vollautomatische Zählung bzw. Erfassung der zu zählenden
Stückgüter gestattet.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe gelingt durch eine Erfassungsvorrichtung gemäß den Merkmalen des
Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung
sind den abhängigen
Ansprüchen
2 bis 12 zu entnehmen.
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Dadurch,
dass die Antennenvorrichtung der Erfassungsvorrichtung mindestens
zwei Antennen umfasst, die zueinander in einem, vorzugsweise orthogonalen,
Winkel angeordnet sind, ist sichergestellt, dass mehrere elektromagnetische
Felder jeweils unterschiedlicher Ausrichtung im Raum erzeugt sind.
Dies bedeutet wiederum, dass unabhängig von der jeweiligen Ausrichtung
der zu zählenden
vorzugsweise textilen, Stückgüter gewährleistet
ist, dass die RFID-Tags zumindest von den Feldlinien eines der beteiligten
Felder geschnitten und somit die zur Aktivierung der elektronischen
Markierung erforderlichen Voraussetzungen geschaffen sind. Durch
die erfindungsgemäße Erfassungsvorrichtung
kommt es also nicht länger
auf eine bestimmte räumliche
Ausrichtung der Stückgüter und
der mit diesen unverlierbar verbundenen elektronischen Markierungen
an. Die Erfassungsvorrichtung arbeitet auch bei zufälliger Anordnung
der Stückgüter im Raum
zuverlässig.
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Die
Antennen der Antennenvorrichtungen bestehen aus elektrischen Leitern
zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wechselfeldes in einer definierten
Frequenz. Üblicherweise
wird ein Wechselfeld mit 13,56 MHz erzeugt.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung ist die Erfassungsvorrichtung mit einem
Zählkorb
versehen, wobei die einzelnen Antennen der Antennenvorrichtungen
den Zählkorb
zumindest an zwei Seiten übergreifen.
Durch die Dimensionierung des Zählkorbs
in Abhängigkeit
von der Feldstärke
der Felder der eingesetzten Antennen ist sichergestellt, dass zumindest die
elektronischen Markierungen der in dem Zählkorb aufgenommenen Stückgüter aktiviert
und ausgelesen werden können.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung ist der Zählkorb quaderförmig ausgebildet,
wobei sämtliche Wandungen
des Zählkorbs
von den Antennen der Antennenvorrichtung übergriffen sind. Dadurch, dass der
Zählkorb
quasi ringsum von den Antennen der Antennenvorrichtung umschlossen
ist, kann mit vergleichsweise niedrigen Feldstärken gearbeitet werden.
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Der
Zählkorb
der Erfassungsvorrichtung ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass
zumindest eine Wandung des Zählkorbs
von den übrigen
Wandungen des Zählkorbs
gelöst
werden kann. Hierdurch kann der Zählkorb in einfacher Weise geöffnet werden.
Die mit dem entsprechenden Zählkorbabschnitt verbundene
Antenne wird einfach ebenfalls geöffnet, so dass dann die Stückgüter durch
die Öffnungen
in den Zählkorb
gegeben werden können.
Dabei müssen
nicht etwa den sechs Seiten des Zählkorbs auch sechs separate
Antennen zugeordnet sein. Es ist vielmehr denkbar, dass eine Antenne
mehrere Seiten übergreift,
wobei auch dann die unterschiedliche Ausrichtung der erzeugten elektromagnetischen
Felder durch die unterschiedliche Anordnung des Leiters derselben
Antenne im Raum erreicht wird.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung kann auch eine Antenne der Antennenvorrichtung
aus mehreren, vorzugsweise parallel; angeordneten Spulen bestehen.
Die einfachen Empfangsantennen der Antennenvorrichtungen bestehen
nur aus einer einzigen Spule. Diese Empfangsantennen dienen ausschließlich zum
Empfang der von den elektronischen Markierungen gesendeten Signale.
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Die
Sende-/Empfangsantennen mit mehreren, vorzugsweise zwei, parallel
angeordneten Spulen sind mit dem feststehenden Teil des Zählkorbes verbunden,
während
die einfachen Empfangsantennen mit dem trennbaren Teil des Zählkorbs
verbunden sind.
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Zusätzlich sind
die Empfangsantennen mit einem Empfangsverstärker verbunden, um so eine höhere Empfindlichkeit
der Antennenvorrichtung für die
von den elektronischen Markierungen gesendeten Signale zu erzielen.
Der Verstärker
erlaubt es, mit geringeren Feldstärken zur Aktivierung der elektronischen
Markierungen zu arbeiten.
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In
abermals vorteilhafter Ausgestaltung ist der Ver- stärkungsfaktor
des Empfangsverstärkers
in Abhängigkeit
vom Eingangspegel der Sende-/Empfangsantenne gewählt, d. h. dass bei entsprechend größerer Bitstärke zur
Aktivierung von elektronischen Markierungen der Empfangsverstärker bedarfsweise herunter
geregelt werden kann.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung werden die beiden Sende-/Empfangsantennen
mit den parallelen Spulen mit einem gemeinsamen Sende- und Empfangskanal
betrieben, wobei diese Antennen jeweils über einen Splitter an den Sende-
und den Empfangskanal einer zentralen Steuereinheit angeschlossen
sind. Die beiden ausschließlich
zum Empfang dienenden Empfangsantennen sind ebenfalls über einen
Splitter an einen zweiten Lesekanal der zentralen Leseeinrichtung
angeschlossen. Gemäß dieser
vorteilhaften Ausführung,
können
sämtliche Antennen
der Antennenvorrichtung von einer einzigen zentralen Steuerungseinheit
angesteuert werden, wobei aufgrund des Anschlusses über einen Splitter
die Bestromung aller beteiligten Antennen sichergestellt ist.
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Im
Falle der Ausgestaltung der elektronischen Markierungen als intelligente
RFID-Tags mit integriertem Chip kann gleichzeitig mit der Zählung auch
eine Überwachung
der Reinigungsintervalle und anderer individueller Merkmale erfolgen.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung nur schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1:
ein Prinzipschaltbild einer Erfassungsvorrichtung mit einer Antennenvorrichtung,
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2:
die Antennenvorrichtung der in 1 gezeigten
Erfassungsvorrichtung im geschlossenen Zustand in einer perspektivischen
Darstellung und
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3:
die Antennenvorrichtung der in 1 gezeigten
Erfassungsvorrichtung im geöffneten
Zustand in einer perspektivischen Darstellung.
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Gemäß der Darstellung
in 1 umfasst die Erfassungsvorrichtung einen Zählkorb 1 zur
Aufnahme von zu zählenden
Stückgütern 2,
die mit einer kontaktlos auswertbaren elektronischen Markierung 3 versehen
sind. Dabei handelt es sich bei der elektronischen Markierung 3 vorzugsweise
um einen Transponder, bzw. um ein RFID-Tag. Unter RFID-Tags versteht
man passive Schwingkreise, in denen ein Siliziumchip mit einem Datenspeicher
angeordnet ist. Der Schwingkreis kann über eine Sendeantenne durch
aktive Einkopplung einer Betriebsspannung zu einem elektromagnetisches
Wechselfeld bestromt werden. Die induktive Einkopplung liefert dann
die für
den Siliziumchip benötigte
Betriebsspannung, der dann die gespeicherten Daten an eine Empfangsantenne
sendet.
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Im
vorliegenden Falle ist hierzu dem Zählkorb 1 eine Antennenvorrichtung 4 zugeordnet,
die die Sende-/Empfangs antennen 5, 5' sowie zwei
reine Empfangsantennen 6, 6' umfasst. Die Antennen 5, 5' und 6, 6' sind in unterschiedlicher
Ausrichtung im Raum angeordnet. Vorliegend sind sie mit den Seitenwandungen
des Zählkorbs 1 in
hier nicht weiter dargestellter Weise fest verbunden. Hierdurch
ist sichergestellt, dass die in dem Zählkorb 1 aufgenommenen
Stückgüter 2 mehreren
elektromagnetischen Feldern unterschiedlicher Ausrichtung ausgesetzt sind.
Hierdurch ist wiederum sichergestellt, dass die Stückgüter 2 unabhängig von
ihrer zufälligen
Ausrichtung im Raum bzw. genauer gesagt im Zählkorb 1 jeweils von
den Feldlinien der mittels der Sende-/Empfangsantennen 5, 5' erzeugten elektromagnetischen
Feldern so durchdrungen werden, dass die benötigte Betriebsspannung in jeden
im Zählkorb 1 aufgenommenen
RFID-Tag sicher eingekoppelt wird. Hierdurch ist wiederum sichergestellt,
dass die von den RFID-Tags gesendeten Signale von den Empfangsantennen 6, 6' wie auch der
Sende-/Empfangsantennen 5, 5' sicher empfangen werden können.
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Dabei
werden die Sende-/Empfangsantennen 5, 5' von einer gemeinsamen
zentralen Steuereinrichtung 7 über einen Splitter 10 angesteuert.
Der Splitter 10 ist an einen Sende- und Empfangskanal 11 und 12 der
zentralen Steuereinrichtung 7 angeschlossen. Dem Splitter 10 ist
dann jeweils über
eine bidirektionale Datenverbindung 13, 13' mit den angeschlossenen
Sende-/Empfangsantennen 5, 5' datenverbunden. Die reinen Empfangsantennen 6, 6' sind dagegen über eine
unidirektionale Datenverbindung 14, 14' über einen
weiteren Splitter 15 mit der zentralen Steuerungseinheit 7 verbunden.
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Über die
Sende-/Empfangseinheit 5, 5' wird zunächst das zur Einkopplung der
erforderlichen Betriebsspannung erforderliche elektromagnetische Wechselfeld
erzeugt. Nach Abschaltung des Feldes senden die Tags dann die in
den Chips enthaltenen Daten zur Kennung der Stückgüter 2, die von den
Antennen 5, 5', 6, 6' der Antennenvorrichtung 4 empfangen
und zur weiteren Auswertung an die zentrale Steuereinrichtung 7 übermittelt
werden. Der zentralen Steuerungseinrichtung 7 ist ein Zähler 16 zur
Anzeige des Zählergebnisses
zugeordnet. Hierzu weist der Zähler 16 eine
Anzeigevorrichtung 17 auf.
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Die
Antennenvorrichtung 4 der in 1 gezeigten
Erfassungsvorrichtung ist in den 2 und 3 in
einer detaillierteren Darstellung gezeigt.
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Gemäß der Darstellung
in 1 umschließt die
Antennenvorrichtung 4 mit insgesamt vier Antennen, nämlich den
beiden Sende-/Empfangsantennen 5, 5' sowie den zwei reinen Empfangsantennen 6, 6' den in 2 nicht
näher dargestellten
Zählkorb 1 weitgehend
vollständig.
Dabei bestehen die Sende-/Empfangsantennen 5, 5' aus zwei parallel
geschalteten Spulen 20, 20'. Einer jeden Antenne 5, 5' und 6, 6' der Antennenvorrichtung 4 ist
ein Abstimmelement zur jeweils exakten Einstellung der Sende- bzw.
Empfangsfrequenz und/oder des Wellenwiderstands der jeweiligen Antenne 5, 5' und 6, 6' zugeordnet. Über die
Abstimmelemente wird die maximale Empfindlichkeit der Antennen bei
möglichst
geringer Feldstärke
eingestellt.
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Bei
richtigem Verständnis
sind die Empfangsantennen 5, 5' mit den parallelen Spulen 20, 20' feststehend
mit den in 2 nicht weiter dargestellten
Zählkorb 1 verbunden.
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Die
reinen Empfangsantennen 6, 6' sind mit Wandungen des Zählkorbs 1 verbunden,
die vom übrigen
Zählkorb 1 zu
dessen Öffnung
gelöst
werden können.
Eine derartige Öffnung
des Zählkorbs 1, etwa
durch Herausziehen einer schubladenartigen Verbindung vom zwei orthogonal
zueinander angeordneten Wandungen des Zählkorbs 1, also etwa
der Bodenplatte und einer Seitenwandung, ist in 3 angedeutet.
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Nachstehend
wird die Funktion der in der Zeichnung dargestellten Erfassungsvorrichtung
noch einmal im Zusammenhang kurz erläutert.
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Die
Erfassungsvorrichtung besteht im Wesentlichen aus einem Zählkorb 1,
dem eine mehrdimensional arbeitende Antennenvorrichtung 4 zugeordnet
ist. Der Zählkorb 1 kann
geöffnet
werden, um die zu zählenden
Stückgüter 2,
insbesondere Reinigungsmops, in den Zählkorb 1 zu geben.
Der Zählkorb 1 wird
dann wieder geschlossen und die Antennenvorrichtung 4 bestromt.
Aufgrund der induktiven Einkopplung einer Betriebsspannung in die
elektronische Markierung der beliebig in dem Zählkorb 1 angeordneten
Stückgüter 2,
also der Wischmops, ist so in wenigen Sekunden das Zählergebnis,
also die Anzahl der in den Zählkorb 1 aufgenommenen
Stückgüter 2,
ermittelt. Für
den Fall, dass es sich bei den mit den Wischmops verbundenen elektronischen
Markierungen 3 nicht nur um 1Bit-Transponder, sondern um
Schwingkreise mit integriertem Chip handelt, können gleichzeitig in diesem
Zusammenhang wischmop-individuelle Daten kontaktlos erfasst werden.
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Im
Unterschied zum Stand der Technik liegt der Vorteil der erfindungsgemäß Erfassungsvorrichtung
darin, dass die fragliche Einrichtung auch bei beliebiger Anordnung
der Stückgüter 2 innerhalb
des Zählkorbs 1 zuverlässig arbeitet.
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- 1
- Zählkorb
- 2
- Stückgüter
- 3
- elektronische
Markierung
- 4
- Antennenvorrichtung
- 5,
5'
- Sende-/Empfangsantenne
- 6,
6'
- Empfangsantenne
- 7
- zentrale
Steuereinrichtung
- 10
- Splitter
- 11
- Sendekanal
- 12
- Empfangskanal
- 13,
13'
- bidirektionale
Datenverbindung
- 14,
14'
- unidirektionale
Datenverbindung
- 15
- weiterer
Splitter
- 16
- Zähler
- 17
- Anzeigevorrichtung
- 20,
20'
- Spulen