DE102009022820B4 - Übergabevorrichtung und Verfahren zur Bildung eines Produktstapels in einer Verpackungsmaschine - Google Patents

Übergabevorrichtung und Verfahren zur Bildung eines Produktstapels in einer Verpackungsmaschine Download PDF

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Abstract

Übergabevorrichtung (10) in einer Verpackungsmaschine, mit einem getaktet angetriebenen 1. Zuführförderer (11), der eine Vielzahl von Produkten (P) in einer 1. Reihe einem Übergabebereich zuführt, und mit einer 1. Übergabeeinheit (15), mittels der eine 1. Gruppe von mehreren Produkten (P) aus dem 1. Zuführförderer (11) entnehmbar und in Zellen (Z) einer kontinuierlich angetriebenen weiterführenden Fördervorrichtung (33) ablegbar ist, wobei in den Zellen (Z) der weiterführenden Fördervorrichtung (33) Produktstapel (S) bildbar sind, gekennzeichnet durch einen getaktet angetriebenen 2. Zuführförderer (12), der eine Vielzahl der Produkte (P) in einer 2. Reihe dem Übergabebereich zuführt, und eine 2. Übergabeeinheit (25), mittels der eine 2. Gruppe von mehreren Produkten (P) aus dem 2. Zuführförderer (12) entnehmbar und in den Zellen (Z) der weiterführenden Fördervorrichtung (33) ablegbar ist, wobei jeder Produktstapel (S) von beiden Übergabeeinheiten (15, 25) gemeinsam abwechselnd aufbaubar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Übergabevorrichtung in einer Verpackungsmaschine, mit einem getaktet angetriebenen 1. Zuführförderer, der eine Vielzahl von Produkten in einer 1. Reihe einem Übergabebereich zuführt, und mit einer 1. Übergabeeinheit, mittels der eine 1. Gruppe von mehreren Produkten aus dem 1. Zuführförderer entnehmbar und in Zellen einer kontinuierlich angetriebenen weiterführenden Fördervorrichtung ablegbar ist, wobei in den Zellen der weiterführenden Fördervorrichtung Produktstapel bildbar sind.
  • Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bildung eines Produktstapels in einer Verpackungsmaschine, wobei eine Vielzahl von Produkten mittels eines 1. Zuführförderers in einer 1. Reihe einem Übergabebereich zugeführt wird und wobei eine 1. Gruppe von mehreren Produkten mittels einer 1. Übergabeeinheit aus dem 1. Zuführförderer entnommen und unter Bildung von Produktstapeln in Zellen einer kontinuierlich angetriebenen weiterführenden Fördervorrichtung abgelegt wird.
  • Es ist bei einer Verpackungsmaschine bekannt, Produkte, beispielsweise Blister, die auf einem Zuführförderer in einer sogenannten endlosen Reihe einem Übergabebereich zugeführt werden, zu einem Stapel gewünschter Höhe aufeinander zu legen und dann den Stapel in die Zellen einer weiterführenden Fördervorrichtung zu übergeben, woraufhin der Stapel mit der weiterführenden Fördervorrichtung einer weiteren Bearbeitungsstation, beispielsweise einer Verpackungsstation zugeführt wird. Dabei muss darauf geachtet werden, dass der Stapel während seines Aufbaus und insbesondere während seiner Übergabe an die weiterführende Fördervorrichtung stabilisiert wird, damit er nicht umfällt oder die Blister des Stapels sich gegeneinander verschieben.
  • Aus der EP 1 164 099 B1 ist eine Übergabevorrichtung in einer Verpackungsmaschine bekannt, bei der eine Gruppe von in Reihe angeordneten Blistern mittels eines Gelenkarmroboters von dem kontinuierlich angetriebenen Zuführförderer entnommen und direkt in den Zellen der weiterführenden Fördervorrichtung abgelegt werden, woraufhin der Gelenkarmroboter zu dem Zuführförderer zurückschwenkt, dort eine 2. Gruppe von Blistern aufnimmt und diese auf den bereits in den Zellen der weiterführenden Fördervorrichtung befindlichen Blistern ablegt und somit die Stapel direkt in den Zellen der weiterführenden Fördervorrichtung bildet. Nachteilig bei dieser Ausgestaltung ist insbesondere, dass die Leistungsfähigkeit der Übergabevorrichtung durch die Arbeitsgeschwindigkeit des Gelenkarmroboters beschränkt ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Übergabevorrichtung der genannten Art zu schaffen, die eine sichere und schnelle Produktübergabe unter Bildung von Produktstapeln bei hoher Übergabeleistung ermöglicht. Darüber hinaus soll ein Verfahren zur Bildung eines Produktstapels in einer Verpackungsmaschine geschaffen werden, mit dem ein sicherer und schneller Aufbau der Produktstapel ermöglichst ist.
  • Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung erfindungsgemäß durch eine Übergabevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist zusätzlich zu dem 1. Zuführförderer ein getaktet angetriebener 2. Zuführförderer vorgesehen, der eine Vielzahl der Produkte in einer 2. Reihe dem Übergabebereich zuführt. Eine 2. Übergabeeinheit kann eine 2. Gruppe von mehreren Produkten aus dem 2. Zuführförderer entnehmen und in den Zellen der weiterführenden Fördervorrichtung ablegen, wobei jeder Produktstapel von beiden Übergabeeinheiten gemeinsam abwechselnd aufbaubar ist.
  • Erfindungsgemäß wird von dem Grundgedanken ausgegangen, zumindest zwei Übergabeeinheiten vorzusehen, denen jeweils ein eigener Zuführförderer zugeordnet ist. Jeder Zuführförderer führt dem Übergabebereich die Produkte in einer sogenannten endlosen Reihe zu. Jede Übergabeeinheit entnimmt aus dem ihr zugeordneten Zuführförderer eine Gruppe von in Reihe angeordneten Produkten und legt sie in den Zellen der weiterführenden Fördervorrichtung ab, wobei Produktstapel gebildet werden. Die beiden Übergabeeinheiten nehmen somit die Produkte von unterschiedlichen Zuführförderer auf und legen sie in den Zellen einer einzigen, gemeinsamen weiterführenden Fördervorrichtung ab. Auf diese Weise kann die Übergabestrecke sehr klein gehalten werden, wobei zusätzlich ein sicherer Aufbau der Produktstapel in den Zellen der weiterführenden Fördervorrichtung sichergestellt ist.
  • In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der 1. und der 2. Zuführförderer unabhängig voneinander angetrieben sind, um zu verhindern, dass die von den Zuführförderern geführte Produktreihe eine Lücke aufweist. Es kann vorkommen, dass ein sogenanntes Schlechtprodukt, beispielsweise ein unvollständig gefüllter Blister, vor dem Zuführförderer ausgeschieden wird. Um eine Lücke oder Leerstelle in der Produktreihe auf dem Zuführförderer zu vermeiden, wird der Zuführförderer nicht weitergetaktet, wenn ein Schlechtprodukt ausgeworfen wird.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die 1. und/oder die 2. Übergabeeinheit von einem Roboter oder einer sogenannten X-Y-Z-Vorrichtung, d. h. einer in alle Raumrichtungen verstellbaren Vorrichtung gebildet ist, wobei die beiden Übergabeeinheiten bzw. die beiden Roboter oder X-Y-Z-Vorrichtungen in Transportrichtung der Zuführförderer zueinander versetzt angeordnet sein sollten, um zuverlässig auszuschließen, dass sie sich bei der Übergabe der Produkte gegenseitig behindern.
  • In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die 1. und die 2. Übergabeeinheit längs einer linearen Führung in Transportrichtung der Zuführförderer verfahrbar sind. Auf diese Weise ist es auch bei Verwendung eines nur 2-achsigen Roboters oder einer X-Y-Vorrichtung möglich, dass die beiden Übergabeeinheiten ihre Entnahmeposition, in der sie die jeweilige Gruppe von Produkten aus dem zugeordneten Zuführförderer aufnehmen, unabhängig voneinander an die in dem jeweiligen Zuführförderer herrschenden Bedingungen hinsichtlich der Reihe von Produkten anpassen können. Beispielsweise kann die 1. Übergabeeinheit längs der linearen Führung entgegen der Transportrichtung des 1. Zuführförderers verfahren werden, um auf diese Weise schneller auf die nachfolgende Gruppe von Produkten zugreifen zu können.
  • Für die beiden Übergabeeinheiten können unabhängige lineare Führungen, die jeweils in Transportrichtung der Zuführförderer und der weiterführenden Fördervorrichtung verlaufen, vorgesehen sein, alternativ ist es jedoch auch möglich, dass die beiden Übergabeeinheiten auf einer gemeinsamen linearen Führung mit entsprechender Ausrichtung verfahren werden können. Erfindungsgemäß ist es möglich, dass mit jeder Übergabeeinheit mehrere in Transportrichtung versetzt angeordnete Übernahmepositionen für die Übernahme der Produkte bzw. Produktgruppe aus dem jeweiligen Zuführförderer angefahren werden können.
  • Mit jeder Übergabeeinheit kann eine Gruppe von mehreren, in Reihe angeordneten Produkten aus dem zugeordneten Zuführförderer entnommen werden. Vorzugsweise besteht die Gruppe aus n > 3 Produkten, wobei sich für die Anzahl n der Produkte pro Gruppe ein Bereich von 3 bis 7 und insbesondere von 4 bis 6 Produkten als vorteilhaft erwiesen hat. Zur Aufnahme der Produkte besitzt jede Übergabeeinheit vorzugsweise n (n > 3) in Reihe angeordnete Greifer, insbesondere Sauggreifer, mit denen n Produkte gleichzeitig aufnehmbar und in den Zellen der weiterführenden Fördervorrichtung ablegbar sind.
  • Jede Übergabeeinheit führt nacheinander eine Vielzahl von Übergabetakten aus, wobei als Übergabetakt der zeitliche Ablauf zwischen der Aufnahme der Gruppe von Produkten aus dem Zuführförderer, der anschließenden Ablage der Produkte in den Zellen der weiterführenden Fördervorrichtung bis zur erneuten Aufnahme der nächsten Gruppe von Produkten aus dem Zuführförderer definiert ist. Um eine Kollision der Übergabeeinheiten bei der Produktübergabe zu vermeiden, sollte in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Übergabeeinheiten um einen halben Übergabetakt versetzt zueinander arbeiten, d. h. während die 1. Übergabeeinheit gerade eine neue Gruppe von Produkten aus dem Zuführförderer aufnimmt, legt die 2. Übergabeeinheit die vorher aufgenommene Gruppe von Produkten in den Zellen der weiterführenden Fördervorrichtung ab.
  • Hinsichtlich des Verfahrens wird die vorgenannte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zusätzlich eine Vielzahl von Produkten mittels eines 2. Zuführförderers in einer 2. Reihe dem Übergabebereich zugeführt wird und dass eine 2. Gruppe von mehreren Produkten mittels einer 2. Übergabeeinheit aus dem 2. Zuführförderer entnommen und unter Bildung von Produktstapeln in den Zellen der weiterführenden Fördervorrichtung abgelegt wird.
  • Dabei ist vorgesehen, dass jeder Produktstapel von beiden Übergabeeinheiten gemeinsam abwechselnd aufgebaut wird, d. h. dass aufeinanderliegende Lagen des Produktstapels von unterschiedlichen Übergabeeinheiten aufgebaut werden.
  • Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind aus der vorstehenden oder noch folgenden Beschreibung der Übergabevorrichtung abzuleiten.
  • Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Übergabevorrichtung,
  • 2 eine Aufsicht auf die Übergabevorrichtung gemäß 1,
  • 3 die Übergabevorrichtung gemäß 1 nach Ablauf eines halben Übergabetaktes und
  • 4 die Übergabevorrichtung gemäß 3 nach Ablauf eines weiteren halben Übergabetaktes.
  • Eine Übergabevorrichtung 10 in einer Verpackungsmaschine umfasst einen getaktet angetriebenen 1. Zuführförderer 11, der als linearer Bandförderer dargestellt ist und auf seiner Oberseite eine Vielzahl von Zellenwänden 34 aufweist, zwischen denen jeweils ein Produkt P angeordnet ist. Bei dem Produkt P kann es sich beispielsweise um einen Blister handeln. Der 1. Zuführförderer transportiert die Produkte P in einer im wesentlichen endlosen Reihe in Transportrichtung T1, wie es durch den Pfeil angedeutet ist.
  • Parallel zu dem 1. Zuführförderer 11 ist ein 2. gleichartiger Zuführförderer 12 angeordnet, der ebenfalls getaktet angetrieben ist und einen Vielzahl von Zellenwänden 35 aufweist, zwischen denen ein gleichartiges Produkt P aufgenommen ist. Der 2. Zuführförderer 12 wird in Transportrichtung T2 bewegt, die parallel zur Transportrichtung T1 des 1. Zuführförderers 11 verläuft. Für die beiden Zuführförderer 11 und 12 sind jeweils unabhängige Antriebe vorgesehen, die nicht dargestellt sind.
  • Auf der dem 2. Zuführförderer 12 abgewandten Seite des 1. Zuführförderers 11 ist eine weiterführende Fördervorrichtung 33 angeordnet, die ebenfalls als Bandförderer dargestellt ist und parallel zu den beiden Zuführförderern 11 und 12 verläuft. Die weiterführende Fördervorrichtung 33 besitzt auf ihrer Oberseite eine Vielzahl voneinander beabstandeter Zellenwände 24, zwischen denen Zellen Z zur Aufnahme von Produkten P oder daraus gebildeten Produktstapeln S (siehe 4) gebildet sind. Die weiterführende Fördervorrichtung 33 ist kontinuierlich angetrieben und wird in Richtung F bewegt, die parallel zu den Transportrichtungen T1 und T2 der beiden Zuführförderer 11 und 12 verläuft.
  • Auf der den beiden Zuführförderern 11 und 12 abgewandten Seite der weiterführenden Fördervorrichtung 33 ist eine lineare Führung 23 vorgesehen, die sich parallel zu der weiterführenden Fördervorrichtung 33 und den beiden Zuführförderern 11 und 12 erstreckt. Auf der Führung 23 sind eine 1. Übergabeeinheit 15 und eine 2. Übergabeeinheit 25 jeweils in Längsrichtung verschieblich angeordnet, wie es durch die Pfeile H1 und H2 angedeutet ist.
  • Die 1. Übergabeeinheit 15 ist von einem 1. Gelenkarmroboter 13 gebildet. Dieser umfasst ein auf der linearen Führung 23 verschieblich gelagertes Grundteil 16, an den ein 1. Arm 17 gelenkig angeschlossen ist, der um eine parallel zur linearen Führung 23 verlaufende Drehachse drehbar ist. Am entgegengesetzten freien Ende des 1. Arms 17 ist über ein Gelenk 18a ein 2. Arm 19 angeschlossen, der relativ zu dem 1. Arm 17 um eine parallel zur linearen Führung 23 verlaufende Drehachse drehbar ist. An dem dem 1. Arm 17 abgewandten Ende des 2. Arms 19 ist über ein Gelenk 18b ein Greiferblock 20 gelenkig angeschlossen, der relativ zu dem 2. Arm 19 ebenfalls um eine parallel zur linearen Führung 23 verlaufende Achse schwenkbar ist. An dem Greiferblock 20 ist ein stabförmiger Greiferarm 21 befestigt, der sich in Längsrichtung der weiterführenden Fördervorrichtung 33 und somit auch in Längsrichtung der beiden Zuführförderer 11 und 12 erstreckt. Bei dem 1. Gelenkarmroboter 13 kragt der Greiferarm 21 von dem Greiferblock 20 in Transportrichtung F der weiterführenden Fördervorrichtung 33 und somit auch in Transportrichtung T1 bzw. T2 der beiden Zuführförderer 11 und 12 aus. An dem Greiferarm 21 sind in gegenseitigem Abstand verteilt über die Längsrichtung insgesamt 6 Greifer 22 befestigt, bei denen es sich üblicherweise um Sauggreifer handelt. Der Abstand zwischen einzelnen Greifern 22 entspricht dem Abstand aufeinanderfolgender Zellen der weiterführenden Transportvorrichtung 33 sowie dem Abstand zwischen den Produkten P auf dem 1. Zuführförderer 11.
  • In Transportrichtung F der weiterführenden Fördervorrichtung 33 versetzt zu dem 1. Gelenkarmroboter 13 ist ein 2. Gelenkarmroboter 14 angeordnet, der die 2. Übergabeeinheit 25 bildet und grundsätzlich gleich wie der 1. Gelenkarmroboter 13 aufgebaut ist. Der 2. Gelenkarmroboter 14 besitzt ein auf der linearen Führung 23 angeordnetes Grundteil, an dem ein 1. Arm 27 drehbar gelagert ist, der an seinem freien Ende über ein Gelenk 28a einen 2. Arm 29 lagert, der an seinem äußeren Ende über ein Gelenk 28b einen Greiferblock 30 trägt. Der Greiferblock 30 ist mit einem stabförmigen Greiferarm 31 versehen, an dem ebenfalls 6 Greifer, insbesondere Sauggreifer 32 auf Abstand angeordnet sind. Der Greiferarm 31 erstreckt sich vom Greiferblock 30 im Gegensatz zu dem 1. Gelenkarmroboter 13 jedoch von dem Greiferblock 30 entgegen der Transportrichtung F der weiterführenden Fördervorrichtung 33 bzw. der Transportrichtung T2 des 2. Zuführförderers 12. Somit weisen die Greiferarme 21 und 31 des 1. bzw. 2. Gelenkarmroboters 13, 14 ausgehend von dem jeweiligen Greiferblock 20 bzw. 30 aufeinander zu.
  • 1 zeigt einen Zustand, bei dem der 1. Gelenkarmroboter 13 sechs vorher vom 1. Zuführförderer 11 aufgenommene Blister gerade in den Zellen Z der weiterführenden Fördervorrichtung 33 ablegt. Gleichzeitig nimmt der 2. Gelenkarmroboter 14 sechs Produkte P vom 2. Zuführförderer 12 auf.
  • 3 zeigt einen Zustand, bei dem die Übergabe um einen halben Übergabetakt vorangeschritten ist. Der 1. Gelenkarmroboter 13 nimmt in diesem Zustand sechs Produkte P vom 1. Zuführförderer 11 auf, während der 2. Gelenkarmroboter 14 die vorher aufgenommenen Produkte P genau in denjenigen Zellen Z der weiterführenden Fördervorrichtung 33 ablegt, in denen zuvor der 1. Gelenkarmroboter 13 Produkte P abgelegt hat. Somit bilden die Gelenkarmroboter 13 und 14 in den Zellen Z der weiterführenden Fördervorrichtung 33 jeweils Produktstapel S, indem sie die Produkte P in den jeweiligen Zellen Z nacheinander aufeinander ablegen, d. h. die Stapel im Zusammenwirken aufbauen.
  • 4 zeigt einen Zustand, der wiederum um einen halben Übergabetakt gegenüber dem in 3 dargestellten Zustand vorangeschritten ist. Der 1. Gelenkarmroboter 13 legt die vorher vom 1. Zuführförderer 11 aufgenommenen Produkte in neuen Zellen Z der weiterführenden Fördervorrichtung 33 ab, während der 2. Gelenkarmroboter 14 neue Produkte P von dem 2. Zuführförderer 12 aufnimmt. Auf diese Weise ist ersichtlich, dass die beiden Gelenkarmroboter 13 und 14 um einen halben Übergabetakt gegeneinander versetzt arbeiten.

Claims (10)

  1. Übergabevorrichtung (10) in einer Verpackungsmaschine, mit einem getaktet angetriebenen 1. Zuführförderer (11), der eine Vielzahl von Produkten (P) in einer 1. Reihe einem Übergabebereich zuführt, und mit einer 1. Übergabeeinheit (15), mittels der eine 1. Gruppe von mehreren Produkten (P) aus dem 1. Zuführförderer (11) entnehmbar und in Zellen (Z) einer kontinuierlich angetriebenen weiterführenden Fördervorrichtung (33) ablegbar ist, wobei in den Zellen (Z) der weiterführenden Fördervorrichtung (33) Produktstapel (S) bildbar sind, gekennzeichnet durch einen getaktet angetriebenen 2. Zuführförderer (12), der eine Vielzahl der Produkte (P) in einer 2. Reihe dem Übergabebereich zuführt, und eine 2. Übergabeeinheit (25), mittels der eine 2. Gruppe von mehreren Produkten (P) aus dem 2. Zuführförderer (12) entnehmbar und in den Zellen (Z) der weiterführenden Fördervorrichtung (33) ablegbar ist, wobei jeder Produktstapel (S) von beiden Übergabeeinheiten (15, 25) gemeinsam abwechselnd aufbaubar ist.
  2. Übergabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der 1. und der 2. Zuführförderer (11, 12) unabhängig voneinander angetrieben sind.
  3. Übergabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die 1. und/oder 2. Übergabeeinheit (15, 25) von einem Roboter oder einer X-Y-Z-Vorrichtung gebildet ist.
  4. Übergabevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter ein Gelenkarmroboter (13, 14) ist.
  5. Übergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die 1. und die 2. Übergabeeinheit (15, 25) in Transportrichtung (T1, T2) der Zuführförderer (11, 12) versetzt zueinander angeordnet sind.
  6. Übergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die 1. und die 2. Übergabeeinheit (15, 25) längs einer linearen Führung (23) parallel zu der Transportrichtung (T1, T2) der Zuführförderer (11, 12) verfahrbar sind.
  7. Übergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit jeder Übergabeeinheit (15, 25) mehrere in Transportrichtung (T1, T2) versetzt angeordnete Übernahmepositionen anfahrbar sind.
  8. Übergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Übergabeeinheit (15, 25) n in Reihe angeordnete Greifer (22, 32) aufweist, mit denen n Produkte (P) gleichzeitig aufnehmbar und in den Zellen (Z) der weiterführenden Fördervorrichtung (33) ablegbar sind, wobei n > 3 ist.
  9. Übergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabeeinheiten (15, 25) um einen halben Übergabetakt versetzt arbeiten.
  10. Verfahren zur Bildung eines Produktstapels (S) in einer Verpackungsmaschine, wobei eine Vielzahl von Produkten (P) mittels eines 1. Zuführförderers (11) in einer 1. Reihe einem Übergabebereich zugeführt wird und wobei eine 1. Gruppe von mehreren Produkten (P) mittels einer 1. Übergabeeinheit (15) aus dem 1. Zuführförderer (11) entnommen und unter Bildung von Produktstapeln (S) in Zellen (Z) einer kontinuierlich angetriebenen weiterführenden Fördervorrichtung (33) abgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Vielzahl von Produkten (P) mittels eines 2. Zuführförderers (12) in einer 2. Reihe dem Übergabebereich zugeführt wird und dass eine 2. Gruppe von mehreren Produkten (P) mittels einer 2. Übergabeeinheit (25) aus dem 2. Zuführförderer (12) entnommen und unter Bildung von Produktstapeln (S) in den Zellen (Z) der weiterführenden Fördervorrichtung (33) abgelegt wird, wobei jeder Produktstapel (S) von beiden Übergabeeinheiten (15, 25) gemeinsam abwechselnd aufgebaut wird.
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